Схемы ибп телевизоров. Ремонт блока питания телевизоров. К недостаткам импульсной технологии следует отнести

В любой электронной системе, работающей от импульсного блока питания, наступает неприятный момент, когда приходится сталкиваться с проблемным выходом его из строя. К сожалению, импульсные радиоэлементы или блоки, как показывает практика, не столь долговечны, как того хотелось бы, поэтому требуют к себе более пристального внимания, а зачастую просто замены или ремонта.

В последнее время многие производители импульсных блоков питания решают вопрос ремонта или замены своего «детища» кардинально. Они просто делают монолитные импульсные блоки, не оставляя практически никаких вариантов начинающим радиолюбителям для их ремонта. Но если вы стали обладателем разборного импульсного блока питания , то в умелых руках и владея определёнными знаниями и элементарными навыками замены радиоэлементов, вы легко сможете самостоятельно продлить срок его службы.

Общие принципы работы импульсных блоков питания

Давайте сначала разберёмся с общим принципом работы любого импульсного блока питания. Тем более что основные рабочие функции и даже выходные напряжения для определённых моделей, которые необходимы для функционирования всей системы (будь то телевизор или другой вариант электронного устройства) у всех импульсников практически одинаковы. Различаются только индивидуальные схематические рисунки и соответственно применяемые радиоэлементы и их параметры. Но это уже не столь важно для понимания общего принципа его работы.

Для простых любителей или «чайников»: общий принцип работы импульсных блоков питания заключается в трансформации переменного напряжения , которое подаётся непосредственно из розетки 220 В в постоянные выходные напряжения для запуска и работы всех остальных блоков системы. Осуществляется такая трансформация с помощью соответствующих импульсных радиоэлементов. Основными из них являются импульсный трансформатор и транзистор, которые обеспечивают рабочее функционирование всех электропотоков. Для проведения ремонта нужно знать как запускается этот блок. А для начала проверить наличие входного рабочего напряжения, предохранитель, диодный мост и так далее.

Рабочий инструмент для проверки импульсных блоков питания

Для ремонта импульсного блока питания, вам потребуется обычный, даже простенький мультиметр , который проверит постоянное и переменное напряжение. С помощью функций омметра, прозвонив сопротивления радиодеталей, вы также можете быстро проверить исправность предохранителей, дросселей, рабочее сопротивление резисторов, «бочонки» электролитических конденсаторов. А также транзисторные диодные переходы или диодные мосты и прочие виды радиоэлементов и их связи в любой электронной схеме (иногда даже не выпаивая их полностью).

Проверять импульсный блок сначала нужно в «холодном» режиме. В этом случае прозваниваются все визуально подозрительные (вздувшиеся или горелые радиодетали), которые поддаются «холодной» проверке без подачи рабочего напряжения. Визуально испорченные радиодетали следует немедленно заменить на новые. Если облезла маркировка воспользуйтесь принципиальной схемой или найдите соответствующий вариант в интернете.

Замену производить нужно только с разрешающим допуском по

определённым параметрам , который вы можете найти для любого радиоэлемента в специализированной литературе или в прилагающейся к прибору схеме. Это безопасный метод, потому что импульсные блоки питания очень коварны своими электрическими разрядами.

Не забывайте и то, что при обнаружении нерабочего радиоэлемента , нужно проверить соседние с ним детали. Зачастую резкие перепады напряжения при сгорании одного элемента, влекут за собой выход из строя соседних. В процессе практической деятельности по ремонту определённых моделей вы будете логически вычислять неисправность исходя из результата состояния ремонтируемого объекта. К примеру, даже по определённому запаху (запах тухлых яиц при выходе из строя электролита), при включении по монотонному звуку или треску в процессе работы блока и прочих дефектах, которые могут возникнуть в процессе работы любого электронного прибора.

В рабочем режиме проверка импульсного блока питания возможна только при нагрузке всей системы – не вздумайте отключить нагрузочные шины телевизора при проверке. Можно создать нагрузку искусственным путём с помощью подключения специально собранного нагрузочного эквивалента.

Основные неисправности и методы проверки импульсных блоков питания

Как включить и выставить определённый режим мультиметра каждый может разобраться сам, даже школьник. Перед началом проверки убедитесь в работоспособности сетевого кабеля или выключателя, которые можно определить визуально или с помощью мультиметра. Не забудьте при любой проверке разрядить электролитические конденсаторы. Они накапливают и удерживают довольно приличный заряд на протяжении определённого времени, даже после выключения всей системы.

Возможные причины выхода из строя импульсного блока питания и необходимая замена нерабочих радиоэлементов:

1. При сгорании предохранителя весь блок обесточивается. Заменить перегоревший контакт очень просто. Используйте обычный проволочный волосок, который наматывается поверх предохранителя или припаивается непосредственно к его контактам. Необходимо учитывать толщину волоска, которая рассчитана на определённую силу тока. Иначе вы рискуете в последующем вывести из строя весь импульсный блок, если предохранитель не сработает.
2. Если полностью отсутствует выходное напряжение, возможно, неисправен соответствующий конденсатор или дроссель, который нужно заменить или поменять обмотку. Для этого нужно размотать повреждённый провод и намотать новый с соответственным количеством витков и подходящим сечением. После чего самодельный дроссель впаивается на своё рабочее место.
3. Проверить все диодные мосты и переходы. Как это сделать описано выше. Не забывайте при установке новых деталей производить самостоятельную, а главное, качественную пайку.

Самостоятельная и качественная пайка

Правильная и качественная пайка является одним из основополагающих навыков, которым должен овладеть любой начинающий радиолюбитель. От этого зависит конечный результат всего ремонта и срок дальнейшей эксплуатации отремонтированного прибора.

Основные этапы ремонта импульсных блоков питания

Возможные неисправности типовых импульсных блоков питания на примере телевизора или компьютера:

Неисправности импульсных блоков питания на 12 вольт

Сложность замены любого импульсного блока питания на 12 В заключается в поиске нужной модели, а они очень многообразны. Поэтому найти такой блок с нужным выходным напряжением и силой тока не всегда представляется возможным, если он быстро понадобился. Иногда проще, при незначительной поломке, восстановить его работоспособность самому. Вот некоторые советы для этого:

Надеемся, эта статья дала общее представление

об устройстве импульсных блоков питания. А, возможно, даже и заинтересовала многих начинающих радиолюбителей, которые хотят повысить свои профессиональные навыки.

Если вы ремонтировали ИБП, то вы наверняка сталкивались с такой ситуацией: все неисправные элементы заменены, оставшиеся вроде бы проверены, а включаете телевизор и… бац… и все надо начинать сначала! В радиотехнике чудес не бывает и, если что-то не работает, то на это есть причина! Наша задача – найти ее!

ИБП – самый ненадежный узел в современных радиоустройствах. Оно и понятно – огромные токи, большие напряжения – ведь через ИБП проходит вся мощность, потребляемая устройством. При этом не будем забывать, что величина мощности, отдаваемая ИБП в нагрузку, может изменяться в десятки раз, что не может благотворно влиять на его работу.

Большинство производителей применяют простые схемы ИБП. Оно и понятно. Наличие нескольких уровней защиты способно часто лишь усложнить ремонт и практически не влияют на надежность, так как повышение надежности за счет дополнительной петли защиты компенсируется ненадежностью дополнительных элементов, а нам при ремонте приходится долго разбираться, что это за детали и зачем они нужны. Конечно, каждый ИБП имеет свои характеристики, отличающиеся мощностью, отдаваемой в нагрузку, стабильностью выходных напряжений, диапазоном рабочих сетевых напряжений и другими характеристиками, которые при ремонте играют роль, только когда нужно выбрать замену отсутствующей детали.

Понятно, что при ремонте желательно иметь схему. Ну, а если ее нет, простые телевизоры можно ремонтировать и без нее. Принцип работы всех ИБП практически одинаков, отличие только в схемных решениях и типах применяемых деталей.

Я пользуюсь методикой, выработанной многолетним опытом ремонта. Вернее, это не методика, а набор обязательных действий при ремонте, проверенных практикой.

Предложенная методика предполагает, что вы хоть немного знакомы с работой телевизора. Для ремонта необходим тестер (авометр) и, желательно, но необязательно, осциллограф.

Итак, ремонтируем блок питания.

Вам принесли телевизор или испортился свой.

Включаете телевизор, убеждаетесь, что он не работает, что индикатор дежурного режима не горит. Если он горит, значит дело, скорее всего, не в ИБП. На всякий случай надо будет проверить напряжение питания строчной развертки.

Выключаете телевизор, разбираете его.

Внешний осмотр платы телевизора, особенно участка, где размещен ИБП. Иногда могут быть обнаружены вспучившиеся конденсаторы, обгоревшие резисторы и др.

Надо будет в дальнейшем проверить их.

Внимательно просмотрите пайки, особенно трансформатора, ключевого транзистора/микросхемы, дросселей.

Проверьте цепь питания: прозвоните шнур питания, предохранитель, выключатель питания – если он есть, дроссели в цепи питания, выпрямительный мост.

Часто при неисправном ИБП предохранитель не сгорает – просто не успевает. Если пробивается ключевой транзистор, скорее сгорит балластное сопротивление, чем предохранитель. Бывает, что горит предохранитель из-за неисправности позистора, который управляет размагничивающим устройством (петлей размагничивания). Обязательно проверьте на короткое замыкание выводы конденсатора фильтра сетевого питания, не выпаивая его, так как таким образом часто можно проверить на пробой выводы коллектор – эмиттер ключевого транзистора или микросхемы, если в нее встроен силовой ключ. Иногда питание на схему подается с конденсатора фильтра через балластные сопротивления и в случае их обрыва надо проверять на пробой непосредственно на электродах ключа.

Недолго проверить остальные детали блока – диоды, транзисторы, некоторые резисторы. Сначала проверку производим без выпаивания детали, выпаиваем только когда возникло подозрение, что деталь может быть неисправна. В большинстве случаев такой проверки достаточно. Часто обрываются балластные сопротивления. Балластные сопротивления имеют малую величину (десятые Ома, единицы Ом) и предназначены для ограничения импульсных токов, а также для защиты в качестве предохранителей.

Надо посмотреть, нет ли замыканий во вторичных цепях питания – для этого проверяем на короткое замыкание выводы конденсаторов соответствующих фильтров на выходах выпрямителей.

Выполнив все проверки и заменив неисправные детали, можно выполнить проверку под током. Для этого вместо сетевого предохранителя подключаем лампочку 150-200 Ватт 220 Вольт. Это нужно для того, чтоб лампочка защитила ИБП в случае, если неисправность не устранена. Отключите размагничивающее устройство.

Включаем.Возможны три варианта:

1. Лампочка ярко вспыхнула, затем притухла, появился растр. Или загорелась индикация дежурного режима. В обоих случаях надо замерить напряжение, питающее строчную развертку – для разных телевизоров оно различно, но не больше 125 Вольт. Часто его величина написана на печатной плате, иногда возле выпрямителя, иногда возле ТДКС. Если оно завышено до 150-160 Вольт, а телевизор находится в дежурном режиме, то переведите его в рабочий режим, в некоторых телевизорах допускается завышение напряжений на холостом ходу (когда строчная развертка не работает). Если в рабочем режиме напряжение завышено, проверьте электролитические конденсаторы в блоке питания только методом замены на заведомо исправный. Дело в том, что часто электролитические конденсаторы в ИБП теряют частотные свойства и на частоте генерации перестают выполнять свои функции несмотря на то, что при проверке тестером методом заряда-разряда конденсатор вроде бы исправен. Также может быть неисправна оптопара (если она есть), или цепи управления оптопарой. Проверьте, регулируется ли выходное напряжение внутренней регулировкой (если таковая имеется). Если не регулируется, то надо продолжить поиск неисправных деталей.
2. Лампочка ярко вспыхнула и погасла. Ни растра, ни индикации дежурного режима не появилось. Это говорит о том, что ИБП не запускается. Надо измерить напряжение на конденсаторе сетевого фильтра, оно должно быть 280-300 Вольт. Если его нет – иногда ставят балластное сопротивление между мостом сетевого выпрямителя и конденсатором. Еще раз проверить цепи питания и выпрямителя. Если напряжение занижено – может быть оборван один из диодов моста сетевого выпрямителя или, что встречается чаще, потерял емкость конденсатор фильтра сетевого питания. Если напряжение в норме, то нужно еще раз проверить выпрямители вторичных источников питания, а также цепь запуска. Цепь запуска у простых телевизоров состоит из нескольких резисторов, включенных последовательно. Проверяя цепь, надо измерять падение напряжения на каждом из них, измеряя напряжение непосредственно на выводах каждого резистора.
3. Лампочка горит на полную яркость. Немедленно выключите телевизор. Заново проверьте все элементы. И помните – чудес в радиотехнике не бывает, значит вы где-то что-то упустили, не все проверили.

На 95% неисправности укладываются в данную схему, однако встречаются более сложные неисправности, когда приходится поломать голову. Для таких случаев методики не напишешь и инструкцию не создашь.

Ремонт импульсного источника питания. Отремонтировать блок питания или преобразователь напряжения самостоятельно может любой человек, владеющий базовыми радиоэлектронными навыками. Действуйте, выявите неисправность и устраните ее. (10+)

Ремонтируем импульсный источник питания сами, своими руками. Неисправности

Внимание! Некоторые элементы источника питания во время работы находятся под сетевым напряжением. Убедитесь, что Вы обладаете необходимой квалификацией для безопасного выполнения ремонта импульсного источника питания.

Диагностика и ремонт импульсного источника питания в большинстве случаев могут быть выполнены при наличии базовых навыков в радиоэлектронике.

Устройство источника питания, понижающего преобразователя сетевого напряжения

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!

Бесперебойник своими руками. ИБП, UPS сделать самому. Синус, синусоида…
Как сделать бесперебойник самому? Чисто синусоидальное напряжение на выходе, при…

Питание светодиода. Драйвер. Светодиодный фонарь, фонарик. Своими рука…
Включение светодиодов в светодиодном фонаре….

Инвертор, преобразователь, чистая синусоида, синус…
Как получить чистую синусоиду 220 вольт от автомобильного аккумулятора, чтобы за…

Силовой мощный импульсный трансформатор, дроссель. Намотка. Изготовить…
Приемы намотки импульсного дросселя / трансформатора….

Расчет онлайн гасящего конденсатора бестрансформаторного источника питания…

Инвертирующий импульсный преобразователь напряжения. Силовой ключ — би…
Как сконструировать инвертирующий импульсный источник питания. Как выбрать мощны…

В любом современном телевизоре есть импульсный блок питания.

Блок питания — это целый узел, предназначенный для обеспечения телевизора питающими напряжениями определенной мощности, необходимыми для нормального функционирования электроприбора.

Когда неисправен импульсный блок, наблюдаются всевозможные неполадки телевизионного приемника, в том числе, он совсем не работает или перестает включаться.

Возможные неисправности блока питания

Мастера ВсеРемонт24, приезжая на дом к клиенту, чаще всего сталкиваются именно с неисправностью блока питания. Это самая частая неисправность телевизоров всевозможных моделей, марок и типов.

Блок питания может быть в общей схеме телевизора или в виде отдельного модуля.

Блоки питания уникальны в каждом телевизоре, у каждого своя схема. Но на их работоспособность одинаково негативно влияют:

• нарушение владельцем правил эксплуатации (особенно температурного режима),
• относительно простые схемы,
• непрофессиональный ремонт техники.

Неисправности, характерные для большинства блоков питания:

1. Перегорание предохранителя.
2. Блок питания не запускается, напряжение на выпрямителе есть, ключевые элементы исправны.
3. Блок питания не запускается, так как срабатывает защита.
4. Сгорает силовой (ключевой) транзистор.
5. Заниженное или завышенное напряжение в первичных или вторичных цепях.

Очевидно, что разобраться в поломке и отремонтировать телевизор может только опытный телемастер. Самостоятельный ремонт крайне нежелателен, однако, возможен.

Проверка и ремонт блока питания

Если у вас есть некоторый опыт, все необходимые знания и инструменты (в частности, мультиметр и паяльник), попробуйте починить телевизионный приемник.

Алгоритм действий при проверке блока питания ТВ:

1. Выключить телевизор (вынуть вилку из розетки).
2. Разрядить высоковольтный конденсатор.
3. Вынуть плату из корпуса телевизора.
4. Осмотреть плату (визуальная диагностика).
5. Проверить мультиметром резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и прочее.
6. Осмотреть обратную сторону платы. Проверить, нет ли трещин, пробоев между дорожками, надежность припайки деталей.

Резисторы могут:

• потемнеть,
• потрескаться,
• ухудшается качество пайки выводов.

Если все это заметно визуально, имеет смысл поменять резисторы на новые с отклонением от оригинала не более плюс-минус 5%.

Если внешне ничего не заметно, следует проверить резисторы мультиметром. Резистор неисправен, если сопротивление = 0 или?.

Неисправные электролитические конденсаторы внешне вздутые. Проверяется также их емкость. Допустимые отклонения — плюс-минус 5%.

Исправный кремниевый диод имеет сопротивление в прямом направлении 3-6 кОм, а в обратном — ?.

Чтобы измерить сопротивление, нужно выпаять диод. Для проверки мультиметр устанавливают в режим измерения сопротивления с пределом в 20 кОм.

Второй вариант проверки мультиметром без выпаивания диода. В таком случае мультиметр нужно установить на режим измерения падения напряжения (должно быть до 0, 7 V). Если мультиметр показывает 0 или около нуля, диод придется все-таки выпаять и проверить снова. Если показания не меняются, наверняка произошло пробитие. Требуется замена детали.

Биполярные транзисторы проверяются в обоих направлениях (в прямом и обратном) на переходах:

• база-коллектор,
• база-эмиттер.

Проверка предполагает измерение падения напряжения в транзисторах. Также важно проверить чтобы не было пробоя в переходе “коллектор-эмиттер”.

Исправные транзисторы ведут себя как диоды, неисправные нужно перепроверять полностью — всю “обвязку”:

• диоды,
• резисторы,
• конденсаторы.

Чтобы проверить питающие напряжения импульсного блока питания, потребуется:

• его схема,
• две лампы накаливания?100W.

Алгоритм действий:

1. Воспользовавшись схемой, найти выход на каскад строчной развертки.
2. Отключить выход.
3. Подключить лампу накаливания.
4. Блок питания подключить через вторую лампу.

Если лампа загорается и ярко горит, блок питания неисправен. Если же лампочка загорается и гаснет или слабо светит, входные цепи блока питания исправны.

Чтобы определить какой именно элемент пробит (отчего и горит лампочка), нужно обратиться к схеме.

Проверочное измерение напряжения производится с подключенной лампочкой на нагрузке B+. В схеме указано каким должно быть напряжение. Обычно это 110-150V. Если оно соответствующее, блок питания исправен.

Если напряжение повышено (200V), проверяют элементы первичной цепи блока питания. Если понижено — вторичные цепи.

Все неисправные детали выпаиваются, на их место припаивают новые.

Помните! Отремонтировать блок питания телевизора самостоятельно, не имея знаний и опыта, невозможно. Еще важнее то, что кустарный и любительский ремонт — прямая угроза здоровью и даже жизни людей!

В наше время практически все электроприборы бытового назначения имеют специальные приспособления, именуемые импульсными блоками. Они могут иметь вид как отдельного модуля, так и платы, размещенной в конструкции прибора.

Импульсный блок питания

Поскольку импульсные блоки предназначены для выпрямления и понижения сетевого напряжения, то они могут часто выходить из строя. Поэтому, чтобы не покупать новое дорогостоящее бытовое устройство, знания о том, как его можно починить своими руками будут достаточно востребованными. О том, как выявить неисправности работы данного прибора или платы, а также как самостоятельно провести его ремонт, вам расскажет данная статья.

Описание преобразователя напряжения

Импульсный блок питания может иметь вид платы или самостоятельного выносного модуля. Он предназначен, как уже говорилось, для понижения и выпрямление сетевого напряжения. Его необходимость основывается на том, что в стандартной сети питания имеется напряжение в 220 вольт, а для работы многих бытовых приборов необходимо гораздо меньшее значение этого параметра.
Сегодня, вместо стандартных понижающе-выпрямительных схем, собранных на основе диодного моста и силового трансформатора, используются блоки питания импульсного преобразования напряжения.

Обратите внимание! Несмотря на наличие высокой схемотехнической надежности, импульсные блоки питания часто ломаются. Поэтому в наше время очень актуален ремонт этих элементов электросхем.

Схема импульсного блока питания

Все типы источника питания импульсного вида (встроенного или вынесенного за пределы прибора) имеют два функциональных блока:

• высоковольтный. В таком блоке питания происходит преобразование сетевого напряжения в постоянное при помощи диодного моста. Причем напряжение сглаживается до уровня 300,0…310,0 вольт на конденсаторе. В результате происходит преобразование высокого напряжения в импульсное с частотой 10,0…100,0 килогерц;

Обратите внимание! Такое устройство высоковольтного блока позволило отказаться от низкочастотных массивных понижающих трансформаторов.

• низковольтный. Здесь же происходит понижение импульсного напряжения не необходимого уровня. При этом напряжение сглаживается и стабилизируется.

В результате такого строения на выходе из блока питания импульсного типа функционирования наблюдается несколько или одно напряжение, которое нужно для питания бытовой техники.
Стоит отметить низковольтный блок может содержать разнообразные управляющие схемы, повышающие надежность прибора.

Импульсный блок питания (плата). Цвета приведены на схеме

Поскольку блоки питания такого типа имеют сложное устройство, их правильный ремонт, проводимый своими руками, должен опираться на некоторые знания в электронике.
Осуществляя ремонт данного прибора, не стоит забывать, что некоторые его элементы могут находиться под сетевым напряжением. В связи с этим даже проводя первичный осмотр блока необходимо соблюдать предельную осторожность.
Ремонт в большинстве случаев не будет вызывать осложнений, т.к. импульсные блоки питания имеют типовое устройство. Поэтому и неисправности у них тоже будут схожими, а ремонт своими руками выглядит вполне посильной задачей.

Возможные причины поломки

Неисправности, которые приводят импульсный блок питания в нерабочее состояние, могут появляться по самым разнообразным причинам. Наиболее часто поломки происходят из-за:

• наличия колебания сетевого напряжения. К неисправности могут привести те колебания, на которые не рассчитаны данные понижающе-выпрямительные модули;
• подключение к блоку питания нагрузок, на которые бытовые приборы не рассчитаны;
• отсутствие защиты. Не устанавливая защиту, некоторые производители просто экономят. При обнаружении такой неполадки нужно просто установить защиту в конкретное место, где она и должна находиться;
• несоблюдение правил и рекомендаций эксплуатации, которые указаны производителями для конкретных моделей.

При этом в последнее время частой причиной поломки преобразователей напряжения является заводской брак или использование при сборке некачественных деталей. Поэтому, если вы хотите, чтобы ваш купленный импульсный блок питания проработал как можно дольше, не стоит покупать его в сомнительных местах и не у проверенных людей. Иначе это могут быть просто впустую потраченные деньги.
После диагностики блока зачастую выясняются следующие неисправности:

• 40% случаев – нарушение работы высоковольтной части. Об этом свидетельствует перегорание диодного моста, а также поломка фильтрующего конденсатора;
• 30% — пробоем биполярного (формирующего импульсы высокой частоты и располагающегося в высоковольтной части устройства) или силового полевого транзистора;
• 15% — пробой диодного моста в его низковольтной части;

Диодный мост

• редко встречается выгорание (пробой) обмоток дросселя на выходном фильтре.

Все остальные поломки можно будет определить только специальным оборудованием, которое вряд ли хранится дома у среднестатистического человека. Для более глубокой и точной проверки необходим цифровой вольтметр и осциллограф. Поэтому если поломки не кроются в четырех приведенных выше вариантах, то в домашних условиях блок питания такого типа вы не сможете починить.
Как видим, ремонт, проводимый в данной ситуации своими руками, может иметь самый разнообразный вид. Поэтому, если у вас перестал работать компьютер или телевизор по причине поломки блока питания, то не нужно бежать в ремонтную службы, а можно попутаться решить проблему своими силами. При этом домашний ремонт обойдется значительно в меньшую стоимость. А вот если вы не сможете своими силами справиться с поставленной задачей, тогда можно уже идти на поклон к специалистам из ремонтной службы.

Алгоритм определения поломки

Любой ремонт всегда начинается с выяснения причины неисправности блока питания импульсного.

Обратите внимание! Для ремонта и поиска неисправностей импульсного блока питания вам потребуется вольтметр.

Вольтметр

Для того чтобы ее выявить, необходимо придерживаться следующего алгоритма:

• разбираем блок питания;
• с помощью вольтметра измеряем напряжение, которое имеется на электролитическом конденсаторе;

Измерение напряжение на электролитическом конденсаторе

• если вольтметр выдает напряжение в 300 В, то это означает, что предохранитель и все элементы электросети (кабель питания, сетевой фильтр входные дроссели), связанные с ним работают нормально;
• в моделях с двумя конденсаторами небольших размеров напряжение, свидетельствующее об их исправности, которое выдает вольтметр, должно составить 150 В для каждого прибора;
• если же напряжение отсутствует, тогда необходимо провести прозвонку диодов выпрямительного моста, предохранителя и конденсатора;

Обратите внимание! Самыми коварными элементами в электросхеме блока питания импульсного типа работы являются предохранители. Об их поломке не свидетельствуют никакие внешние признаки. Только прозвонка поможет вам выявить их неисправность. В случае сгорания они выдадут высокое сопротивление.

Предохранители импульсного блока питания

• если была обнаружена неисправность предохранителей, то нужно проверять остальные элементы электросхемы, так как они редко когда сгорают в одиночку;
• внешне достаточно легко выявить испорченный конденсатор. Обычно он вздувается или разрушается. Ремонт в данном случае будет заключаться в его выпаивании и замене на работоспособный.
• Обязательно необходимо прозвонить на предмет исправности следующие элементы:
• выпрямительный или силовой мост. Он имеет вид монолитного блока или организован из четырёх диодов;

Силовой мост импульсного БП

• конденсатор фильтра. Может выглядеть как один или несколько блоков, которые соединяются между собой последовательно или параллельно. Обычно конденсатор фильтра расположен высоковольтной части блока;
• транзисторы, размещенные на радиаторе.

Обратите внимания! Проводя ремонт, нужно найти сразу все неисправные детали импульсного блока питания, так как их выпаивание и замену следует проводить одновременно! В противном случае замена одного элемента будет приводить к выгоранию силовой части.

Особенности ремонтных работ и инструменты для них

Для стандартного типа устройств вышеперечисленные этапы диагностики и проведения ремонтных работ будут идентичными. Это связано с тем, что все они имеют типовое строение.

Припаивание деталей к плате

Также, чтобы провести качественный самостоятельный ремонт импульсного преобразователя напряжения, необходим хороший паяльник, а также умение управляться с ним. При этом вам еще понадобиться припой, спирт, который можно заменить на очищенный бензин, и флюс.
Помимо паяльника в ремонте обязательно понадобятся следующие инструменты:

• набор отверток;
• пинцет;
• бытовой мультиметр или вольтметр;
• лампа накаливания. Может использовать в качестве балластной нагрузки.

С таким набором инструментов простой ремонт будет по силам любому человеку.

Проведение ремонтных работ

Собираясь своими руками починить испортившийся импульсный преобразователь напряжения, необходимо понимать, что такие манипуляции не проводятся для изделий, предназначенные для комплексной замены. Они не рассчитаны на ремонт и их не возьмется чинить ни один мастер, так как здесь нужен полный демонтаж электронной начинки и замены ее на новую работающую.

Плата блок питания импульсного принципа работы

Во всех остальных случаях ремонт в домашних условиях и своими руками вполне возможен.
Правильно проведенная диагностика является половиной ремонта. Неисправности, связанные с высоковольтной части обнаружатся легко как визуально, так и при помощи вольтметра. А вот неисправность предохранителя можно выявить при отсутствии напряжения на участке после него.
При обнаружении с ее помощью неисправностей остается просто произвести их одновременную замену. Осуществляя ремонтные работы, необходимо обязательно опираться на внешний вид электронной платы. Иногда, чтобы проверить каждую деталь, необходимо ее выпаять и протестировать мультиметром. Желательно проводить проверку всех деталей. Несмотря на затруднительность такого процесса, он позволит выявить все испорченные элементы электросхемы и вовремя их заменить, чтобы предотвратить перегорания прибора в обозримом будущем.

Замена перегоревших деталей

После того, как была проведена замена всех перегоревших деталей, необходимо установить уже новый предохранитель и проверить отремонтированный блок питания, включив его. Обычно, если все было выполнено правильно, а также соблюдены все нормы и предписания ремонтных работ, преобразователь заработает.

Импульсные блоки питания: ремонт за 7 шагов

Все современные электрические приборы, использующие цифровые технологии, питаются от встроенных блоков, работающих в импульсном режиме.

Они снабжаются защитами, имеют качественный монтаж, но из-за скачков напряжения в сети или ошибок человека все же выходят из строя: тогда дорогой бытовой помощник перестает работать.

Чтобы вы могли с минимальными потерями выйти из этой ситуации, я подробно объясняю все про импульсные блоки питания, ремонт своими руками их неисправностей.

Содержание статьи

Вначале предлагаю немного отойти от темы, чтобы вспомнить подсобный справочный материал. Если он вам не нужен, то сразу переходите к вопросам ремонта.

Импульсные блоки питания — как работают: краткий обзор схем

Структурная схема импульсного блока питания поясняется мнемоническими символами формы напряжения над каждым его составным блоком, а связи взаимодействия обозначены стрелками.

Принципиальную схему удобно представлять таким видом.

Монтажная плата одного из устройств с расположением деталей показана на фотографии ниже с моими комментариями.

Естественно, что это только частный случай, который, скорее всего не совпадет с вашим ИБП. Здесь я преследую простую цель — напомнить принципы взаимодействия составных частей блока.

Если вам необходимо более подробно ознакомиться с этими вопросами, то читайте специально написанную статью.

Правила безопасности с электрическим током: как исключить риски и защититься от удара током при ремонте ИБП

На всех существующих схемах импульсных блоков питания рядом с первичными цепями 220 вольт расположены вторичные — выходного напряжения. Их все необходимо измерить и оценить.

Правила безопасности с электрическим током требуют не допускать необученных людей к работам под напряжением. Поэтому обязательно ознакомьтесь с ними заранее.

Я же заострю ваше внимание только на трех вопросах:

1. Работайте под напряжением только одной рукой: вторую засуньте в карман и не доставайте — сразу снизите риск попадания под действие электрического тока.
2. Накопительные конденсаторы длительно хранят запасенную энергию даже при отключенном напряжении, требуют осторожного обращения.
3. Подключайте импульсный блок питания для проверок только через разделительный трансформатор.

Электрическое сопротивление человеческого тела очень низкое: наш организм состоит из жидкостей. Если работать под напряжением двумя руками, то существует большая вероятность создать путь для прохождения тока короткого замыкания через свое тело.

А ведь несколько десятков миллиампер уже могут вызвать фибрилляцию сердца.

Мгновенный разряд конденсатора тоже способен причинить большой вред организму. Не советую испытывать судьбу: проверять на себе работу электрошокера.

Накопленный емкостной заряд следует предварительно снимать. Причем делать это не простой закороткой его выводов пинцетом или перемычкой, а резистивным сопротивлением в десятки килоом. Иначе могут возникнуть большие токи, которые элементарно повредят исправный конденсатор.

Разделительный трансформатор отделяет подключенный к нему потребитель от цепей питающей подстанции. Его применение исключает стекание тока через тело человека по контуру земли.

Величина тока короткого замыкания во вторичной цепи 220 разделительного трансформатора ограничивается мощностью, которую может передавать его магнитопровод.

Эта схема подключения допускает касание одной рукой (не двумя) любого места вторичной обмотки трансформатора или подключенного к ней источника бесперебойного питания.

Подключать ИБП к вторичной цепи разделительного трансформатора рекомендую через лампу накаливания.

Ее же с мощностью 60-100 ватт допустимо использовать в качестве токоограничивающей нагрузки при ремонте блока без разделительного трансформатора. Она уменьшит аварийный ток, может спасти транзистор от выгорания.

Как отремонтировать импульсный блок питания своими руками: важные советы для начинающих

Профессиональный электрик всегда начинает работу с подготовки рабочего места, инструмента и оценки рисков, которые необходимо предотвратить.

Следует хорошо представлять, что ремонтировать импульсный блок питания своими руками — значит работать под напряжением в действующих цепях.

Подготовительные работы: где найти схему импульсного блока питания и какие нужны измерительные приборы

Сейчас производители электротехнического оборудования хранят в тайне свои профессиональные секреты: схемы ИБП в свободном доступе нет. Мы же собрались делать ремонт своими руками, а не в специализированном сервисе.

Поступаем следующим образом:

1. Вскрываем корпус и осматриваем электронную плату.
2. Находим мощный транзистор (выходной ключ) и микросхему (ШИМ-контроллер). Иногда они могут быть объединены общим корпусом.
3. Записываем маркировку и по ней ищем в справочниках или через интернет полное описание (data sheet).
4. Изучаем по найденной документации выводы микросхемы, способы ее подключения и сравниваем полученные сведения с реальной конструкцией.

На малогабаритных микросхемах полная маркировка не всегда помещается. Тогда производители делают кодовое обозначение из нескольких букв и цифр. По нему сложнее искать информацию, придется упорнее потрудиться.

Технологию поверхностного монтажа печатных плат и способы маркировки деталей хорошо объясняет в своем видеоролике Влад ЩЧ. Рекомендую посмотреть.

Без измерительного электрического инструмента отремонтировать ИБП вряд ли получится. Можно обойтись старыми стрелочными приборами — тестерами, как мой Ц4324.

Они позволяют измерять большинство электрических параметров с достаточным для ремонта классом точности, но требуют повышенного внимания и выполнения дополнительных вычислений.

Сейчас намного удобнее использовать для замеров цифровой мультиметр.

Все правила обращения с ним для новичков я очень подробно объяснил в специально опубликованной статье. Надеюсь, что она будет вам полезна.

Большую помощь в поиске неисправностей окажет осциллограф. Он позволяет просмотреть осциллограммы напряжений практически каждого узла ИБП.

По их виду и величинам довольно просто оценивать работоспособность каждого электронного элемента в составе схемы. Для снятия замеров подойдет любая модель: старая аналоговая или современная цифровая.

Но, если осциллографа нет, то отчаиваться не стоит. В подавляющем большинстве случаев можно обойтись цифровым мультиметром или стрелочным тестером.

Алгоритм ремонта импульсного блока питания: полная инструкция из 7 последовательных шагов

Неисправности внутри ИБП можно разделить на две категории:

1. Явное выгорание с обугливанием деталей, дорожек, взрывы конденсаторов.
2. Тихая потеря работоспособности без проявления внешних повреждений.

Алгоритм ремонта импульсного блока питания состоит из двух последовательных этапов: вначале проводят первичные проверки без подачи напряжения, а затем — замеряют величины электрических характеристик.

Первый этап ремонта предусматривает обязательное выполнение шагов №1 и 2 только с отключенным питанием.

Шаг №1: внешний и внутренний осмотр

Первоначально вам придется вскрыть корпус и внимательно осмотреть его содержимое. Все, что вызывает сомнения, необходимо тщательно проверить.

Первый тип повреждения таит в себе ту опасность, что определить маркировку сгоревших деталей бывает сложно, а то и невозможно. На этом этапе ремонт может остановиться.

Шаг №2: проверка входного напряжения

Во втором случае поиск места дефекта начинают с проверки наличия цепей питания 220 вольт. Часто возникает повреждение сетевого шнура или перегорание предохранителя.

Плавкая вставка предохранителя обычно перегорает от пробоя полупроводникового перехода диодов выпрямительного моста, транзисторных ключей или дефектов блока, управляющего дежурным режимом.

Все это надо проверить мультиметром: его переводят в режим омметра и замеряют состояние электрического сопротивления указанных цепочек, ищут обрыв, который необходимо устранить.

Сразу скажу, что не стоит успокаиваться, если обнаружили сгоревший предохранитель: он так просто не выходит из строя. Явно в цепи ИБП возникло короткое замыкание или перегруз: придется искать дополнительно поврежденные детали.

Если повреждений нет, то импульсный блок питания размещают на диэлектрическом основании стола и подают на него 220 вольт.

Входное напряжение надо проверить мультиметром в режиме вольтметра, провести измерения на входе сетевого фильтра и после плавкой вставки предохранителя.

Шаг №3: проверка состояния сетевого фильтра и выпрямителя

Работоспособность этой схемы следует определять вольтметром в режиме измерения переменного напряжения. Обращайте внимание на величину его сигнала на входе и выходе. У исправного прибора амплитуда гармоник практически не должна отличаться.

Качество фильтрации посторонних помех хорошо показывает осциллограф, но если он отсутствует, то это не так уж и страшно. Его замеры могут понадобиться в исключительных случаях, их допустимо пропустить.

Также проверяется работа выпрямителя: вольтметр для замера выходного напряжения переключают в режим цепей постоянного тока. Его концы устанавливают на ножки электролитического конденсатора или их дорожки.

Когда напряжение на выходе из фильтра или выпрямителя не укладывается в норму, то придется проверять исправность всех деталей, которые входят в его схему.

В первую очередь обращайте внимание на электролитические конденсаторы, которые при излишнем нагреве усыхают, теряя емкость, а то и взрываются. Сразу оцените правильность их геометрической формы.

Любое малейшее искажение, особенно вздутый конденсатор — признак внутреннего повреждения. Если геометрия не нарушена, то приступают к электрическим замерам.

Стрелочным тестером это можно сделать двумя способами:

1. Конденсатор разряжают. Прибор переводят в режим омметра и его внутренним источником заряжают емкость: просто щупы ставят на ножки и выдерживают небольшое время.

Затем цешку переводят в режим вольтметра и наблюдают за разрядом емкости. Способ приблизительный, оценочный, но довольно быстрый.

• Более точно, но сложнее оценить конденсатор можно измерением его емкостного сопротивления. Через него пропускают синусоидальный ток, оценивают замерами его величину и падение напряжения. По закону Ома вычисляют емкостное сопротивление Хс. По нему рассчитывают емкость конденсатора C.

Цифровой мультиметр позволяет просто определить величину емкости обычным замером. Внутри него уже есть встроенный генератор, а процессы измерения тока с напряжением, как и вычисления, автоматизированы.

Во вторую очередь анализируйте исправность диодов. Все они, включая силовые, должны проводить ток только в одну сторону. Их работоспособность оценивают мультиметром в режиме омметра или прозвонки.

Шаг №4: проверка работы инвертора

Учитываем, что схема построения каждого высокочастотного генератора собирается не только из различных деталей, но и с большим разнообразием конструкторских решений.

Часто генератор объединен в составе электронной платы с высокочастотным трансформатором, а также выходным выпрямителем и фильтром. Мы будем исходить из того, что точной схемы построения ИБП у нас нет: проверяем ее по внешним, косвенным признакам.

Работаем мультиметром в режиме вольтметра: последовательно оцениваем амплитуды напряжений на разных точках инверторной схемы. Учитываем, что прибор показывает действующие величины, а не максимальные, амплитудные.

Осциллограф с делителем напряжений здесь более уместен: он покажет еще и форму каждого сигнала, что может значительно облегчить поиск неисправности.

Шаг №5: проверка выходных напряжений

Обращаю внимание, что многие ИБП, особенно компьютерные, на выходе имеют несколько цепей, отличающихся по величине напряжения, например, 12, 5 и 3,3 вольта. Причем они могут собираться на разные нагрузки.

Их все надо проверить электрическими замерами. Чтобы запустить компьютерный блок в работу необходимо закоротить управляющий сигнал запуска БП PS_On на нулевой провод черного цвета.

Подача напряжения питания на компьютерный ИБП в режиме холостого хода вредна для электронной схемы. Сокращается ресурс его работы.

Для проверки под напряжением рекомендуется собрать простую схему из обычных резисторов. Желательно их выбирать большой мощности и ставить на радиаторы или делать принудительный обдув на время проверки.

Если в качестве нагрузки использовать рабочие блоки компьютера, например CD привод, HDD или материнскую плату, как иногда рекомендуют отдельные мастера, то велика вероятность того, что не устраненная еще неисправность блока питания повредит и их.

Шаг №6: проверка работы защиты от перегрузок

Операция проводится после проверки качества выходных напряжений на всех участках схемы.

Импульсные блоки питания для сложных электронных устройств (мониторы, цифровые телевизоры и подобная техника) имеют в своем составе токовую защиту. Она снимает питание с подключенной цепи при возникновении в ней опасных токов, превышающих номинальную величину.

Эта защита работает от встроенного датчика тока, сигнал с которого о перегрузке подается на управляющую микросхему. Она, в свою очередь, отключает питание выходным силовым контактом с создавшегося аварийного режима.

Тема эта очень большая, обширная. Принципы построения токовой защиты в импульсных блоках питания доступно объясняет владелец видеоролика Ростислав Михайлов.

Шаг №7: проверка схемы стабилизации выходных напряжений

На этом заключительном этапе оценивается работа блока управления инвертором при меняющемся входном напряжении питания по действию схемы обратной связи.

Алгоритм проверки состоит из следующих этапов:

1. ИБП отключают от цепей входного напряжения 220 вольт.
2. К выходу оптопары подключают стрелочный тестер, переключенный в режим омметра, хотя можно использовать и цифровой мультиметр.
3. На выход блока питания +/-12 V подают постоянное напряжение от регулируемого источника, меняют его величину и контролируют срабатывание оптопары по показаниям омметра.

При пониженном напряжении оптопара будет иметь высокое электрическое сопротивление, а при достижении на схеме уровня 12 вольт ее выход откроется, и стрелка омметра резко снизит свои показания.

Такое срабатывание свидетельствует о совместной исправности стабилитрона, оптопары и схемы стабилизации.

Не помешает также отдельно проверить целостность силового транзистора. Но предварительно его необходимо выпаять из платы.

Если позволяют габариты блока, то его можно доработать заменой:

• выпрямительных диодов повышенной мощности;
• накопительных конденсаторов большей емкости и напряжения.

Такие простые действия продлят ресурс работы, на который рассчитан импульсный блок питания, а его ремонт своими руками принесет несомненную пользу владельцу. Если у вас возникнут вопросы по этой теме, то воспользуйтесь разделом комментариев. Я отвечу.

Неисправности импульсного блока питания с шим. Быстрый ремонт импульсных блоков питания своими руками

При диагностике телевизионных устройств на отыскание неисправного компонента тратится несоизмеримо больше времени, чем на его замену, особенно, если поиск дефекта осуществляется своими силами, а не профессиональным телемастером. Безусловно, логичнее поручить ремонт специалисту, имеющему опыт и большую практику такого рода работ, но если есть желание, навыки обращения с паяльником и тестером, необходимая техническая документация в виде принципиальной электрической схемы, можно попытаться починить телевизор на дому самостоятельно.

Блок питания современного телевизора, будь то плазменная панель или ЖК, LED тв, представляет собой импульсный источник питания с заданным диапазоном выходных питающих напряжений и номинальной мощностью, отдаваемой в нагрузку по каждому из них. Плата питания может быть выполнена в виде отдельного блока, это характерно для приемников небольших диагоналей, или интегрирована в телевизионное шасси и располагаться внутри устройства.

Характерными признаками неисправности этого блока являются следующие:

Разберем схемотехнику стандартного блока питания и его типовые неисправности на примере телевизора ViewSonic N3260W.

Для полноценного просмотра схемы ее можно открыть в новом окне и увеличить, либо загрузить себе на компьютер или мобильное устройство

Первое, с чего следует начать, это тщательный визуальный осмотр платы на выключенном из сети аппарате. Для этого блок необходимо демонтировать из телевизора, отсоединив разъемы, и обязательно разрядить высоковольтный конденсатор в фильтре — C1. В блоках этой серии телевизоров довольно часто выходят из строя электролитические конденсаторы фильтров вторичных источников питания. Они легко диагностируются по вздутой верхней крышке. Все конденсаторы, внешний вид которых вызывает сомнение, необходимо сразу заменить.

Узел дежурного режима выполнен на IC2 (TEA1532A) и Q4 (04N70BF) с элементами стабилизации выходного напряжения 5V на оптроне IC7 и управляемом стабилитроне ICS3 EA1. Отсутствующее или заниженное напряжение на выходе этого узла, измеренное на конденсаторах CS22, CS28, свидетельствует о его неправильной работе. Опыт восстановления этого участка схемы свидетельствует, что более всего уязвимы элементы IC2, Q7, ZD4 и Q11, R64, R65, R67, которые требуют проверки и замены в случае необходимости. Работоспособность деталей проверяется тестером непосредственно на плате блока. При этом сомнительные комплектующие выпаиваются и тестируются отдельно, для исключения влияния на их показатели соседних элементов схемы. Микросхема IC2 просто подлежит замене.

При наличии на выходе схемы дежурного режима напряжения 5V на лицевой панели телевизора загорается красный светодиод. По команде с пульта или кнопки на лицевой панели телевизора блок питания должен перейти в рабочий режим. Эта команда — Power_ON — в виде высокого потенциала около 5V приходит на 1 вывод разъема CNS1, открывая ключи на QS4 и Q11. При этом на микросхемы IC3 и IC1 подаются питающие напряжения, переводя их в рабочий режим. На 8 вывод IC3 непосредственно с коллектора Q11, на 12 вывод IC1 через ключ Q9 после запуска схемы PFC. Работоспособность схемы коррекция коэффициента мощности (Power Factor Correction) косвенно определяется увеличением напряжения с 310 до 390 вольт, измеренным на конденсаторе C1. Если появились выходные питающие напряжения 12V и 24V, то и основной источник на IC3, Q1, Q2 функционирует в нормальном режиме. Практика показывает низкую надежность UCC28051 и LD6598D в критических условиях, когда ухудшается фильтрация вторичных источников, а их замена носит рядовой характер.

Обобщая опыт ремонта телевизионных блоков питания следует отметить, что самым слабым звеном в их составе являются конденсаторы фильтров, теряющие со временем свои свойства и номинальные параметры. Иногда неисправная «емкость» видна по вздутой крышке, иногда нет. Последствия плохой фильтрации выпрямленного напряжения могут быть самыми разными: от потери работоспособности самого источника питания, до повреждения элементов инвертора или сбоя программного обеспечения у микросхем памяти на материнской плате.

Самостоятельно разобраться во всех причинах и следствиях при ремонте блока питания современного телевизора, правильно его диагностировать без специальных инструментов и приборов весьма затруднительно. Наш совет в таких случаях — . Это не сильно ударит по карману при нынешних невысоких ценах на ремонт телевизионной техники и сэкономит время.

Обратите внимание! Маленькие картинки кликабельны.

В современном мире развитие и устаревание комплектующих персональных компьютеров происходит очень быстро. Вместе с тем один из основных компонентов ПК – форм-фактора ATX – практически не изменял свою конструкцию последние 15 лет .

Следовательно, блок питания и суперсовременного игрового компьютера, и старого офисного ПК работают по одному и тому же принципу, имеют общие методики диагностики неисправностей.

Материал, изложенный в этой статье, может применяться к любому блоку питания персональных компьютеров с минимумом нюансов.

Типовая схема блока питания ATX приведена на рисунке. Конструктивно он представляет собой классический импульсный блок на ШИМ-контроллере TL494, запускающемся по сигналу PS-ON (Power Switch On) с материнской платы. Все остальное время, пока вывод PS-ON не подтянут к массе, активен только источник дежурного питания (Standby Supply) с напряжением +5 В на выходе.

Рассмотрим структуру блока питания ATX подробнее. Первым ее элементом является
:

Его задача – это преобразование переменного тока из электросети в постоянный для питания ШИМ-контроллера и дежурного источника питания. Структурно он состоит из следующих элементов:

• Предохранитель F1 защищает проводку и сам блок питания от перегрузки при отказе БП, приводящем к резкому увеличению потребляемого тока и как следствие – к критическому возрастанию температуры, способному привести к пожару.
• В цепи «нейтрали» установлен защитный терморезистор, уменьшающий скачок тока при включении БП в сеть.
• Далее установлен фильтр помех, состоящий из нескольких дросселей (L1, L2 ), конденсаторов (С1, С2, С3, С4 ) и дросселя со встречной намоткой Tr1 . Необходимость в наличии такого фильтра обусловлена значительным уровнем помех, которые передает в сеть питания импульсный блок – эти помехи не только улавливаются теле- и радиоприемниками, но и в ряде случаев способны приводить к неправильной работе чувствительной аппаратуры.
• За фильтром установлен диодный мост, осуществляющий преобразование переменного тока в пульсирующий постоянный. Пульсации сглаживаются емкостно-индуктивным фильтром.

Источник дежурного питания – это маломощный самостоятельный импульсный преобразователь на основе транзистора T11, который генерирует импульсы, через разделительный трансформатор и однополупериодный выпрямитель на диоде D24 запитывающие маломощный интегральный стабилизатор напряжения на микросхеме 7805. Эта схема хотя и является, что называется, проверенной временем, но ее существенным недостатком является высокое падение напряжения на стабилизаторе 7805, при большой нагрузке приводящее к ее перегреву. По этой причине повреждение в цепях, запитанных от дежурного источника, способно привести к выходу его из строя и последующей невозможности включения компьютера.

Основой импульсного преобразователя является ШИМ-контроллер . Эта аббревиатура уже несколько раз упоминалась, но не расшифровывалась. ШИМ – это широтно-импульсная модуляция, то есть изменение длительности импульсов напряжения при их постоянной амплитуде и частоте. Задача блока ШИМ, основанного на специализированной микросхеме TL494 или ее функциональных аналогах – преобразование постоянного напряжения в импульсы соответствующей частоты, которые после разделительного трансформатора сглаживаются выходными фильтрами. Стабилизация напряжений на выходе импульсного преобразователя осуществляется подстройкой длительности импульсов, генерируемых ШИМ-контроллером.

Всегда являлись важными элементами любых электронных приборов. Задействованы данные устройства в усилителях, а также приемниках. Основной функцией блоков питания принято считать снижение предельного напряжения, которое исходит от сети. Появились первые модели только после того, как была изобретена катушка переменного тока.

Дополнительно на развитие блоков питания повлияло внедрение трансформаторов в схему устройства. Особенность импульсных моделей заключается в том, что в них применяются выпрямители. Таким образом, стабилизация напряжения в сети осуществляется несколько другим способом, чем в обычных приборах, где задействуется преобразователь.

Устройство блока питания

Если рассматривать обычный блок питания, который используется в радиоприемниках, то он состоит из частотного трансформатора, транзистора, а также нескольких диодов. Дополнительно в цепи присутствует дроссель. Конденсаторы устанавливаются разной емкости и по параметрам могут сильно отличаться. Выпрямители используются, как правило, конденсаторного типа. Они относятся к разряду высоковольтных.

Работа современных блоков

Первоначально напряжение поступает на мостовой выпрямитель. На этом этапе срабатывает ограничитель пикового тока. Необходимо это для того, чтобы в блоке питания не сгорел предохранитель. Далее ток проходит по цепи через специальные фильтры, где происходит его преобразование. Для зарядки резисторов необходимо несколько конденсаторов. Запуск узла происходит только после пробоя динистора. Затем в блоке питания осуществляется отпирание транзистора. Это дает возможность значительно снизить автоколебания.

При возникновении генерации напряжения задействуются диоды в схеме. Они соединены между собой при помощи катодов. Отрицательный потенциал в системе дает возможность запереть динистор. Облегчение запуска выпрямителя осуществляется после запирания транзистора. Дополнительно обеспечивается Чтобы предотвратить насыщение транзисторов, имеется два предохранителя. Срабатывают они в цепи только после пробоя. Для запуска обратной связи необходим обязательно трансформатор. Подпитывают его в блоке питания импульсные диоды. На выходе переменный ток проходит через конденсаторы.

Особенности лабораторных блоков

Принцип работы импульсных блоков питания данного типа построен на активном преобразовании тока. Мостовой выпрямитель в стандартной схеме предусмотрен один. Для того чтобы убирать все помехи, используются фильтры в начале, а также в конце цепи. Конденсаторы импульсный лабораторный блок питания имеет обычные. Насыщение транзисторов происходит постепенно, и на диодах это сказывается положительно. Регулировка напряжения во многих моделях предусмотрена. Система защиты призвана спасать блоки от коротких замыканий. Кабели для них обычно используются немодульной серии. В таком случае мощность модели может доходить до 500 Вт.

Разъемы блока питания в системе чаще всего устанавливаются типа АТХ 20. Для охлаждения блока в корпусе монтируется вентилятор. Скорость вращения лопастей должна регулироваться при этом. Максимальную нагрузку блок лабораторного типа должен уметь выдерживать на уровне 23 А. При этом параметр сопротивления в среднем поддерживается на отметке 3 Ом. Предельная частота, которую имеет импульсный лабораторный блок питания, равна 5 Гц.

Как осуществлять ремонт устройств?

Чаще всего блоки питания страдают из-за сгоревших предохранителей. Находятся они рядом с конденсаторами. Начать ремонт импульсных блоков питания следует со снятия защитной крышки. Далее важно осмотреть целостность микросхемы. Если на ней дефекты не видны, ее можно проверить при помощи тестера. Чтобы снять предохранители, необходимо в первую очередь отсоединить конденсаторы. После этого их можно без проблем извлечь.

Для проверки целостности данного устройства осматривают его основание. Сгоревшие предохранители в нижней части имеют темное пятно, которое свидетельствует о повреждении модуля. Чтобы заменить данный элемент, нужно обратить внимание на его маркировку. Затем в магазине радиоэлектроники можно приобрести аналогичный товар. Установка предохранителя осуществляется только после закрепления конденсатов. Еще одной распространенной проблемой в блоках питания принято считать неисправности с трансформаторами. Представляют они собой коробки, в которых устанавливаются катушки.

Когда напряжение на устройство подается очень большое, то они не выдерживают. В результате целостность обмотки нарушается. Сделать ремонт импульсных блоков питания при такой поломке невозможно. В данном случае трансформатор, как и предохранитель, можно только заменить.

Сетевые блоки питания

Принцип работы импульсных блоков питания сетевого типа основан на низкочастотном снижении амплитуды помех. Происходит это благодаря использованию высоковольтных диодов. Таким образом, контролировать предельную частоту получается эффективнее. Дополнительно следует отметить, что транзисторы применяются средней мощности. Нагрузка на предохранители оказывается минимальная.

Резисторы в стандартной схеме используются довольно редко. Во многом это связано с тем, что конденсатор способен участвовать в преобразовании тока. Основной проблемой блока питания данного типа является электромагнитное поле. Если конденсаторы используются с малой емкостью, то трансформатор находится в зоне риска. В данном случае следует очень внимательно относиться к мощности устройства. Ограничители для пикового тока сетевой импульсный блок питания имеет, а находятся они сразу над выпрямителями. Их основной задачей является контроль рабочей частоты для стабилизации амплитуды.

Диоды в данной системе частично выполняют функции предохранителей. Для запуска выпрямителя используются только транзисторы. Процесс запирания, в свою очередь, необходим для активации фильтров. Конденсаторы также могут применяться разделительного типа в системе. В таком случае запуск трансформатора будет осуществляться намного быстрее.

Применение микросхем

Микросхемы в блоках питания применяются самые разнообразные. В данной ситуации многое зависит от количества активных элементов. Если используется более двух диодов, то плата должна быть рассчитана под входные и выходные фильтры. Трансформаторы также производятся разной мощности, да и по габаритам довольно сильно отличаются.

Заниматься пайкой микросхем самостоятельно можно. В этом случае нужно рассчитать предельное сопротивление резисторов с учетом мощности устройства. Для создания регулируемой модели используют специальные блоки. Такого типа системы делаются с двойными дорожками. Пульсации внутри платы будут происходить намного быстрее.

Преимущества регулируемых блоков питания

Принцип работы импульсных блоков питания с регуляторами заключается в применении специального контроллера. Данный элемент в цепи может изменять пропускную способность транзисторов. Таким образом, предельная частота на входе и на выходе значительно отличается. Настраивать по-разному можно импульсный блок питания. Регулировка напряжения осуществляется с учетом типа трансформатора. Для охлаждения прибора используют обычные куллеры. Проблема данных устройств, как правило, заключается в избыточном токе. Для того чтобы ее решить, применяют защитные фильтры.

Мощность приборов в среднем колеблется в районе 300 Вт. Кабели в системе используются только немодульные. Таким образом, коротких замыканий можно избежать. Разъемы блока питания для подключения устройств обычно устанавливают серии АТХ 14. В стандартной модели имеется два выхода. Выпрямители используются повышенной вольтности. Сопротивление они способны выдерживать на уровне 3 Ом. В свою очередь, максимальную нагрузку импульсный регулируемый блок питания воспринимает до 12 А.

Работа блоков на 12 вольт

Импульсный включает в себя два диода. При этом фильтры устанавливаются с малой емкостью. В данном случае процесс пульсации происходит крайне медленно. Средняя частота колеблется в районе 2 Гц. Коэффициент полезного действия у многих моделей не превышает 78%. Отличаются также данные блоки своей компактностью. Связано это с тем, что трансформаторы устанавливаются малой мощности. В охлаждении при этом они не нуждаются.

Схема импульсного блока питания 12В дополнительно подразумевает использование резисторов с маркировкой Р23. Сопротивление они способны выдержать только 2 Ом, однако для прибора такой мощности достаточно. Применяется импульсный блок питания 12В чаще всего для ламп.

Как работает блок для телевизора?

Принцип работы импульсных блоков питания данного типа заключается в применении пленочных фильтров. Эти устройства способны справляться с помехами различной амплитуды. Обмотка дросселя у них предусмотрена синтетическая. Таким образом, защита важных узлов обеспечивается качественная. Все прокладки в блоке питания изолируются со всех сторон.

Трансформатор, в свою очередь, имеет отдельный куллер для охлаждения. Для удобства использования он обычно устанавливается бесшумным. Предельную температуру данные устройства выдерживают до 60 градусов. Рабочую частоту импульсный блок питания телевизоров поддерживает на уровне 33 Гц. При минусовых температурах данные устройства также могут использоваться, однако многое в этой ситуации зависит от типа применяемых конденсатов и сечения магнитопровода.

Модели устройств на 24 вольта

В моделях на 24 вольта выпрямители применяются низкочастотные. С помехами успешно справляться могут всего два диода. Коэффициент полезного действия у таких устройств способен доходить до 60%. Регуляторы на блоки питания устанавливаются довольно редко. Рабочая частота моделей в среднем не превышает 23 Гц. Сопротивление резисторы могут выдерживать только 2 Ом. Транзисторы в моделях устанавливаются с маркировкой ПР2.

Для стабилизации напряжения резисторы в схеме не используются. Фильтры импульсный блок питания 24В имеет конденсаторного типа. В некоторых случаях можно встретить разделительные виды. Они необходимы для ограничения предельной частоты тока. Для быстрого запуска выпрямителя динисторы применяются довольно редко. Отрицательный потенциал устройства убирается при помощи катода. На выходе ток стабилизируется благодаря запиранию выпрямителя.

Боки питания на схеме DA1

Блоки питания данного типа от прочих устройств отличаются тем, что способны выдерживать большую нагрузку. Конденсатор в стандартной схеме предусмотрен только один. Для нормальной работы блока питания регулятор используется. Устанавливается контроллер непосредственно возле резистора. Диодов в схеме можно встретить не более трех.

Непосредственно обратный процесс преобразования начинается в динисторе. Для запуска механизма отпирания в системе предусмотрен специальный дроссель. Волны с большой амплитудой гасятся у конденсатора. Устанавливается он обычно разделительного типа. Предохранители в стандартной схеме встречаются редко. Обосновано это тем, что предельная температура в трансформаторе не превышает 50 градусов. Таким образом, балластный дроссель со своими задачами справляется самостоятельно.

Модели устройств с микросхемами DA2

Микросхемы импульсных блоков питания данного типа среди прочих устройств выделяются повышенным сопротивлением. Используют их в основном для измерительных приборов. В пример можно привести осциллограф, который показывает колебания. Стабилизация напряжения для него является очень важной. В результате показатели прибора будут более точными.

Регуляторами многие модели не оснащаются. Фильтры в основном имеются двухсторонние. На выходе цепи транзисторы устанавливаются обычные. Все это дает возможность максимальную нагрузку выдерживать на уровне 30 А. В свою очередь, показатель предельной частоты находится на отметке 23Гц.

Блоки с установленными микросхемами DA3

Данная микросхема позволяет устанавливать не только регулятор, но и котроллер, который следит за колебаниями в сети. Сопротивление транзисторы в устройстве способны выдерживать примерно 3 Ом. Мощный импульсный блок питания DA3 с нагрузкой в 4 А справляется. Подсоединять вентиляторы для охлаждения выпрямителей можно. В результате устройства можно использовать при любой температуре. Еще одно преимущество заключается в наличии трех фильтров.

Два из них устанавливаются на входе под конденсаторами. Один фильтр разделительного типа имеется на выходе и стабилизирует напряжение, которое исходит от резистора. Диодов в стандартной схеме можно встретить не более двух. Однако многое зависит от производителя, и это следует учитывать. Основной проблемой блоков питания данного типа считается то, что они не способны справляться с низкочастотными помехами. В результате устанавливать их на измерительные приборы нецелесообразно.

Как работает блок на диодах VD1?

Данные блоки рассчитаны на поддержку до трех устройств. Регуляторы в них имеются трехсторонние. Кабели для связи устанавливаются только немодульные. Таким образом, преобразование тока происходит быстро. Выпрямители во многих моделях устанавливаются серии ККТ2.

Отличаются они тем, что энергию от конденсатора способны передавать на обмотку. В результате нагрузка от фильтров частично снимается. Производительность у таких устройств довольно высокая. При температурах свыше 50 градусов они также могут использоваться.

В зависимости от причин и видов возникших поломок, могут потребоваться различные виды инструментов, обязательно необходимо иметь:

• набор отверток с различными типами рабочих наконечников и размерами;
• изоляционная лента;
• пассатижи;
• нож с острым лезвием;
• паяльный аппарат, припой и флюс;
• оплетка, предназначенная для удаления ненужного припоя;
• тестер или ;
• пинцет;
• кусачки;

В наиболее сложных случаях, когда не удается установить точную причину неполадок, может понадобиться осциллограф.

Ремонт основных неисправностей

После осуществления диагностики, и выявления причин некорректной работы , можно приступать к его ремонту:

1. Скопившуюся внутри блока питания пыль можно просто устранить при помощи обычного бытового пылесоса.
2. Если причина была в неисправном предохранителе , то необходимо приобрести новую деталь, которая имеется во всех соответствующих в магазинах. После этого, осуществляется удаление старого элемента и пайка нового предохранителя. Если эта последовательность действий не помогла, и блок питания так и не заработал, то остается отдать его в мастерскую для диагностики при помощи профессиональных видов оборудования, либо просто приобрести новое устройство.
3. Если проблема была в конденсаторах или , то неисправность исправляется по такому же алгоритму: приобретаются новые детали и впаиваются в схему вместо старых элементов.
4. Если проблема неисправности заключалась в дросселе , то его заменять необязательно, поскольку этот элемент можно починить по довольно легкой методике. Дроссель извлекается из блока питания, после чего его потребуется разобрать и начать сматывать обгоревший провод, при этом, важно внимательно считать сматываемые витки. Затем необходимо подобрать аналогичный провод с равным диаметром и намотать его вместо испорченного проводника, осуществляя такое же количество витков, которое было смотано. После осуществления этих действий, дроссель устанавливается обратно на свое место и, если все было сделано правильно, устройство должно функционировать.
5. Термисторы ремонту не подлежат , их просто меняют на новые элементы, чаще всего это осуществляется вместе с предохранителями.
6. Для профилактики , во время ремонта можно извлечь из устройства кулер и смазать машинным маслом, после чего установить его на место.
7. Если на поверхности платы были обнаружены трещины, которые повредили соединение контактов, то их необходимо закрыть при помощи пайки. Таким же образом исправляется любое нарушение контактов в резисторе, индукторе или .

Устройство

структурная схема ИБП

Блоки питания подобного типа являются по своей сути разновидностью стабилизаторов напряжения, устройство которых выглядит следующим образом:

1. Сетевой выпрямитель является одним из основных элементов, который необходим для сглаживания возникающих пульсаций. Также, он требуется для поддержания заряда фильтрующих конденсаторов во включенном режиме и непрекращающейся передаче электроэнергии в нагрузку, если напряжение в главной питающей сети упало ниже допустимых для работы параметров. В его конструкцию входят особые разновидности фильтров, позволяющие подавлять большинство возникающих помех.
2. Преобразователь напряжения , основными составными частями которого являются конвертор и контроллер управляющего устройства.
3. Конвертор также имеет сложную структуру, в которую входит трансформатор импульсного типа, инвертор, ряд выпрямителей и стабилизаторов, которые обеспечивают вторичную подпитку и снабжение нагрузки напряжением. Инвертор необходим для изменения формы постоянного выходного напряжения, которое после процесса преобразования становится переменным напряжением с прямоугольной формой. Наличие трансформатора, функционирующего на высоких частотах со значением выше 20 кГц, обусловлено необходимостью поддержания рабочего состояния инвертора в автогенераторном режиме, а также получения напряжения, которое используется для подпитки контроллера, нагрузочных цепей и ряда защитных схем.
4. Контроллер выполняет функции по управлению транзисторным ключом, который входит в состав инвертора. Помимо этого, он стабилизирует параметры напряжения, подаваемого на нагрузку, и защищает устройство в целом от возможных перегрузок и нежелательных перегревов. Если в блоке питания имеется дополнительная функция, обеспечивающая дистанционное управление устройством, то за ее реализацию также отвечает контроллер.
5. Контроллер блоков питания подобного типа состоит из целого ряда функциональных узлов, таких как источник, обеспечивающий его бесперебойным питанием; защитная система; модулятор длительности импульсов; логическая схема для обработки сигналов и формирователь особого вида напряжения, предназначенного для поступления на транзисторы, располагающие в конверторе.
6. В большинстве современных моделей, присутствуют оптроны, используемые в качестве развязки. Они постепенно заменяют собой трансформаторные разновидности развязки, это происходит благодаря тому, что они занимают меньше свободного пространства и обладают возможностью передачи сигналов в гораздо более широком частотном спектре, но при этом требуют значительного количества промежуточных усилителей.

Основные неисправности и их диагностика

Иногда импульсные блоки питания ломаются и их неисправности могут носить самый разный характер, но существует ряд схожих случаев, на основе которых был составлен список наиболее часто встречающихся видов неисправностей:

1. Нежелательное попадание внутрь устройства пыли, особенно строительной.
2. Выход из строя предохранителя , чаще всего эта проблема вызывается другой неисправностью – выгоранием диодного моста.
3. Отсутствие выходного напряжения при работоспособном и исправном предохранителе. Данная проблема может быть вызвана различными причинами, наиболее часто ими является поломка выпрямительного диода, либо перегорание фильтрационного дросселя в низковольтной области схемы.
4. Выход из строя конденсаторов , чаще всего это случается по следующим причинам: потеря емкости, приводящая к плохому качеству фильтрации напряжения на выходе и повышению уровня рабочих шумов; чрезмерное увеличение параметров последовательного сопротивления; короткое замыкание внутри устройства или разрыв внутренних выводов.
5. Нарушение соединений контактов , которое чаще всего вызывается трещинами в плате.

Если блок питания по каким-либо причинам вышел из строя, то перед самостоятельным проведением любых работ по устранению неполадок необходимо провести тщательную диагностику, чтобы выявить их причины.

В зависимости от разных ситуаций, эта процедура имеет свои особенности:

1. Осмотреть блок питания в целом на наличие скопившейся в нем пыли, которая может быть причиной его некорректной работы.
2. Проверить главную плату на наличие на ее поверхности трещин.
3. Проведение визуального осмотра основной платы блока питания позволяет определить состояние предохранителей. Заметить поломку будет достаточно просто, этот элемент устройства вздуется или полностью разрушится в случае пробоя. Также рекомендуется сразу провести комплексную проверку силового моста, конденсатора фильтра и всех силовых ключей.
4. Если предохранитель находится в исправном состоянии , то необходимо проверить дроссель и электролитные конденсаторы, неисправности также элементарно выявляются визуальным методом по возникшим деформациям либо вздутиям. Сложнее осуществляется диагностика диодного моста или отдельных диодов, их потребуется выпаять из схемы и отдельно проверить при помощи тестера или мультиметра.
5. Проверка конденсатором также осуществляется визуальным методом, поскольку возникшие перегревы могли расплавить электролит и разрушить их корпусы, или при помощи специального прибора, предназначенного для измерения уровня их емкости, если внешних неисправностей выявлено не было.
6. Провести осмотр термистора , который подвержен частым поломкам из-за скачков напряжения или перегревов. Если его поверхность стала черной, а сам он разрушается от легких прикосновений, значит, причина неполадок именно в нем.
7. Проверить контакты всех оставшихся элементов (резистора, трансформатора, индуктора) на возможные нарушения соединения.

Дополнительно при осуществлении диагностики или ремонта импульсных блоков питания рекомендуется следовать следующим советам:

1. Осуществление самостоятельного ремонта подобных устройств является довольно сложным процессом, который требует определенных навыков и знаний, даже если в наличии имеются подробные инструкции. Поэтому, если отсутствует уверенность в своих силах, лучше обратиться к квалифицированному мастеру, чтобы не нанести блоку питания еще более серьезные поломки.
2. Перед началом осуществления любых действий с импульсным блоком питания , его необходимо отключить от электросети. При этом, нажатие соответствующей клавиши на самом устройстве не гарантирует полной безопасности во время ремонта, поэтому необходимо осуществить отключение силового шнура.
3. После того, как блок питания был полностью обесточен, необходимо выждать около 10-15 минут перед началом каких-либо работ. Это время требуется для полной разрядки конденсаторов на плате.
4. Если требуется проведение паяльных работ , то их необходимо осуществлять крайне осторожно, поскольку перегрев места пайки может вызвать отслоение дорожек, а также существует риск их замыкания припоем. Лучше всего, для этих целей подходят паяльные аппараты с параметром мощности, находящимся в диапазоне 40-50Вт.
5. Сбор блока питания после окончания ремонта, допускается производить только после внимательного осмотра мест пайки, в частности, требуется проверка замыкание припоем между дорожками.
6. Рекомендуется обеспечить импульсному блоку питания качественную вентиляцию и охлаждение, которые защитят его загрязнений и перегревов, что минимизирует возможные поломки. Также, не допускается перекрытие вентиляционных отверстий на устройстве.

Промышленные блоки питания нередко выходят из строя, иногда даже и высококачественные и дорогостоящие образцы. В таком случае обычный человек чаще всего выбрасывает и приобретает новое, но причина поломки может быть незначительной, а для радиолюбителя такие устройства представляют немалый интерес в плане изучения и возможности возвращения работоспособности. При том, что зачастую выбрасываются устройства, стоящие немало денег.

Предлагаем пользователям рассмотреть простой ремонт стабилизированного блока питания импульсного типа, основанного на обратноходовом генераторе с обратной связью по току и напряжению, что кроме стабилизации позволяет осуществить и защиту от перегрузки. Блок питается от сети переменного тока с напряжением от 100 до 240 Вольт частоты 50/60 Герц и выдаёт постоянное напряжение 12 Вольт 2 Ампер.

Описываемая здесь неисправность довольно часто встречается в блоках питания указанного типа и имеет следующие симптомы: напряжение на выходе периодически появляется и пропадает с определённой частотой, что визуально наблюдается как вспышки и погасания светодиода индикатора выходного питания:

Если же индикаторный светодиод не установлен, то подобный симптом можно обнаружить стрелочным вольтметром, подключив его к выходу блока питания. При этом стрелка вольтметра периодически будет отклоняться до некоторого значения и возвращаться обратно (может не до конца). Такое явление наблюдается вследствие срабатывания защиты устройства, при превышении напряжения или тока в определённых точках выше допустимого.

Это может произойти как и при коротком замыкании, так и при разрыве цепи. Короткое замыкание чаще всего бывает во время пробоя конденсаторов или полупроводниковых радиоэлементов, таких как диоды или транзисторы. Обрыв же может наблюдаться как у полупроводников, так и резисторов. В любом случае в первую очередь следует визуально осмотреть печатную плату и установленные на ней радиоэлементы.

Диагностика блока питания перед ремонтом

Лучше всего проводить визуальную диагностику с помощью увеличительной лупы:

На плате был обнаружен подгоревший резистор с позиционным номером R18, при прозвонке которого выявился его обрыв и нарушение контакта:

Ремонт блока питания пошагово с фото

Сгорание резистора могло произойти при долговременном превышении на нём номинальной мощность рассеивания. Сгоревший резистор был выпаян, а его посадочное место было зачищено:

Для замены резистора нужно узнать его номинал. Для этого был разобран заведомо исправный блок питания. Указанный резистор оказался с сопротивлением 1 Ом:

Далее по цепи этого резистора был обнаружен пробитый конденсатор с позиционным номером C6, прозвонка которого показала его низкое сопротивление, а следовательно и непригодность для дальнейшего использования:

Как раз пробой этого конденсатора и мог стать причиной сгорания резистора и дальнейшей неработоспособности всего устройства в целом. Этот конденсатор также был удалён со своего места, вы можете сравнить, насколько он мал:

Пробитый конденсатор соизмерим со спичечной головкой, вот такая маленькая деталь стала причиной поломки блока питания. Рядом с ним на плате, параллельно ему, установлен второй такой же конденсатор, который уцелел. К сожалению, конденсатора для замены не оказалось и все надежды легли на оставшийся второй конденсатор. А вот на место сгоревшего резистора был подобран резистор с нужным сопротивлением в 1 Ом, но не поверхностного монтажа:

Этот резистор был установлен на посадочное место сгоревшего, места пайки были зачищены от остатков флюса, а посадочное место пробитого конденсатора было покрыто лаком для лучшей изоляции и устранения возможности воздушного пробоя этого места:

После пробного включения блок питания заработал в нормальном режиме и индикаторный светодиод перестал мигать:

Впоследствии установленный резистор всё же был заменён на резистор поверхностного монтажа и на месте удалённого конденсатора был нанесён второй слой лака:

Конечно идеальным было бы установить и второй конденсатор, но даже и без него блок питания работает нормально, без постороннего шума и мерцания светодиода:

После включения адаптера в сеть был произведён замер выходного напряжения, оно оказалось в пределах нормы, а именно 11,9 Вольт:

На этом ремонт устройства можно считать завершённым, так как ему была возвращена работоспособность и его и дальше можно применять по назначению. Стоит отметить, что блок выполнен по весьма хорошей схеме, которую, к сожалению, не представилось возможным зарисовать.

На данный момент по быстрому внешнему осмотру можно выделить хороший сетевой и выходной фильтр, продуманную схемотехнику управления силовым транзистором и хорошую стабилизацию выходного напряжения. Физическое исполнение устройства тоже на высоком уровне, монтаж жёсткий и ровный, пайка чистая, использованы прецизионные радиоэлементы. Всё это позволяет получить устройство высокого качества с точно заданными параметрами и характеристиками.

• Читайте больше о

Из общих рекомендаций по поиску неисправностей, в первую очередь следует осуществить визуальный осмотр, обращая внимание на потемневшие участки платы или повреждённые радиоэлементы. При обнаружении сгоревшего резистора или предохранителя обязательно нужно прозвонить ближайшие детали, непосредственно соединённые с визуально повреждённой.

Особенно опасны полупроводники и конденсаторы в высоковольтных цепях, которые в случае пробоя могут повлечь за собой необратимые последствия для всего устройства при многократном его включении без выявления полного списка повреждённых компонентов. При правильной и внимательной диагностике в большинстве случаев всё заканчивается хорошо и поломку удаётся устранить заменой повреждённых деталей на такие же исправные или близкие по номиналу и параметрам.

Видеоинструкция по ремонту импульсного блока питания:

Импульсные блоки питания — самый ненадежный узел в современных радиоустройствах. Оно и понятно — огромные токи, большие напряжения. Через ИБП проходит вся мощность, потребляемая устройством. При этом не будем забывать, что величина мощности, отдаваемая ИБП в нагрузку, может изменяться в десятки раз, что не может благотворно влиять на его работу.

Большинство производителей применяют простые схемы импульсного блока питания, оно и понятно. Наличие нескольких уровней защиты часто лишь усложняет ремонт и практически не влияет на надежность, так как повышение надежности за счет дополнительной петли защиты компенсируется ненадежностью дополнительных элементов, а при ремонте приходится долго разбираться, что это за детали и зачем они нужны.

Конечно, каждый импульсный блок питания имеет свои характеристики, отличающиеся мощностью, отдаваемой в нагрузку, стабильностью выходных напряжений, диапазоном рабочих сетевых напряжений и другими параметрами, которые при ремонте играют роль, только когда нужно выбрать замену отсутствующей детали.

Понятно, что при ремонте желательно иметь схему. Ну, а если ее нет, простые телевизоры можно ремонтировать и без нее. Принцип работы всех импульсных блоков питания практически одинаков, отличие только в схемных решениях и типах применяемых деталей.

• Как исправить ?

Мы рассмотрим методику, выработанную многолетним опытом ремонта. Вернее, это не методика, а набор обязательных действий при ремонте, проверенных практикой. Для ремонта необходим тестер (авометр) и, желательно, но необязательно, осциллограф.

Итак, пошаговая инструкция ремонт импульсного блока питания:

1. Включаем телевизор, убеждаемся, что он не работает, что индикатор дежурного режима не горит. Если он горит, значит дело, скорее всего, не в блоке питания. На всякий случай надо будет проверить напряжение питания строчной развертки.
2. Выключаем телевизор, разбираем его.
3. Проводим внешний осмотр платы телевизора, особенно участка, где размещен блок питания. Иногда могут быть обнаружены вспучившиеся конденсаторы, обгоревшие резисторы и другое. Надо будет в дальнейшем проверить их.
4. Внимательно смотрим пайки, особенно трансформатора, ключевого транзистора/микросхемы, дросселей.
5. Проверяем цепь питания: прозваниваем шнур питания, предохранитель, выключатель питания (если он есть), дроссели в цепи питания, выпрямительный мост. Часто при неисправном ИБП предохранитель не сгорает — просто не успевает. Если пробивается ключевой транзистор, скорее сгорит балластное сопротивление, чем предохранитель. Бывает, что горит предохранитель из-за неисправности позистора, который управляет размагничивающим устройством (петлей размагничивания). Обязательно проверьте на короткое замыкание выводы конденсатора фильтра сетевого питания, не выпаивая его, так как таким образом часто можно проверить на пробой выводы коллектор – эмиттер ключевого транзистора или микросхемы, если в нее встроен силовой ключ. Иногда питание на схему подается с конденсатора фильтра через балластные сопротивления и в случае их обрыва надо проверять на пробой непосредственно на электродах ключа.
6. Проверяем остальные детали блока — диоды, транзисторы, некоторые резисторы. Сначала проверку производим без выпаивания детали, выпаиваем только когда возникло подозрение, что деталь может быть неисправна. В большинстве случаев такой проверки достаточно. Часто обрываются балластные сопротивления. Балластные сопротивления имеют малую величину (десятые Ома, единицы Ом) и предназначены для ограничения импульсных токов, а также для защиты в качестве предохранителей.
7. Смотрим, нет ли замыканий во вторичных цепях питания — для этого проверяем на короткое замыкание выводы конденсаторов соответствующих фильтров на выходах выпрямителей.

Выполнив все проверки и заменив неисправные детали, можно заняться проверкой под током. Для этого вместо сетевого предохранителя подключаем лампочку 150–200 Ватт 220 Вольт. Это нужно для того, чтоб лампочка защитила блок питания в случае, если неисправность не устранена. Отключите размагничивающее устройство.

Включаем. На этом этапе возможны три варианта:

1. Лампочка ярко вспыхнула, затем притухла, появился растр. Или загорелась индикация дежурного режима. В обоих случаях надо замерить напряжение, питающее строчную развертку — для разных телевизоров оно различно, но не больше 125 Вольт. Часто его величина написана на печатной плате, иногда возле выпрямителя, иногда возле ТДКС. Если оно завышено до 150–160 Вольт, а телевизор находится в дежурном режиме, то переведите его в рабочий режим. В некоторых телевизорах допускается завышение напряжений на холостом ходу (когда строчная развертка не работает). Если в рабочем режиме напряжение завышено, проверьте электролитические конденсаторы в блоке питания только методом замены на заведомо исправный. Дело в том, что часто электролитические конденсаторы в ИБП теряют частотные свойства и на частоте генерации перестают выполнять свои функции несмотря на то, что при проверке тестером методом заряда-разряда конденсатор вроде бы исправен. Также может быть неисправна оптопара (если она есть) или цепи управления оптопарой. Проверьте, регулируется ли выходное напряжение внутренней регулировкой (если таковая имеется). Если не регулируется, то надо продолжить поиск неисправных деталей.
2. Лампочка ярко вспыхнула и погасла. Ни растра, ни индикации дежурного режима не появилось. Это говорит о том, что импульсный блок питания не запускается. Надо измерить напряжение на конденсаторе сетевого фильтра, оно должно быть 280–300 Вольт. Если его нет — иногда ставят балластное сопротивление между мостом сетевого выпрямителя и конденсатором. Еще раз проверить цепи питания и выпрямителя. Если напряжение занижено, может быть оборван один из диодов моста сетевого выпрямителя или, что встречается чаще, потерял емкость конденсатор фильтра сетевого питания. Если напряжение в норме, то нужно еще раз проверить выпрямители вторичных источников питания, а также цепь запуска. Цепь запуска у простых телевизоров состоит из нескольких резисторов, включенных последовательно. Проверяя цепь, надо измерять падение напряжения на каждом из них, измеряя напряжение непосредственно на выводах каждого резистора.
3. Лампочка горит на полную яркость. Немедленно выключите телевизор. Заново проверьте все элементы. И помните — чудес в радиотехнике не бывает, значит вы где-то что-то упустили, не все проверили.

На 95 % неисправности укладываются в данную схему, однако встречаются более сложные неисправности, когда приходится поломать голову. Для таких случаев методики не напишешь и инструкцию не создашь.Не выбрасывайте повреждённые устройства, восстанавливайте их. Конечно иногда дешевле и проще купить новое, но ремонт — это полезное и увлекательное занятие, позволяющее развить навыки восстановления и конструирования своих собственных устройств.

Поиск неисправностей в импульсных блоках питания

Поиск неисправностей в импульсных блоках питания

Помните, что при ремонте блока питания следует пользоваться развязывающим трансформатором.
За основу для приведения конкретных примеров, взят наиболее массовый источник питания

Посмотрим на рис.1, на котором представлена типичная схема блока питания современного ТВ. Для простоты блок питания STAND BY не показан.
Все многообразие неисправностей блоков питания сводится чаще всего к следующим дефектам:
1. Блок питания не работает, предохранители остаются целыми.
2. При включении телевизора перегорает либо сетевой предохранитель,либо предохранитель в цепи напряжения +305 V (если он есть),
3. Неисправности, проявляющиеся в занижении или завышении вторичных напряжений, причем, если первая из них связана, как правило, с короткими замыканиями в цепи нагрузки одного или нескольких вторичных напряжений, то вторая является следствием обрыва в цепи обратной связи. Обе эти неисправности в современных блоках питания, как правило, приводят к срабатыванию схем блокировки и отключению аппарата.

Итак, если блок питания не работает, а все предохранители целы, лучше всего начинать поиск неисправностей с проверки напряжения на выходе сетевого выпрямителя. Это напряжение должно составлять около +280 — 305 V, при питающем напряжении сети переменного тока равном 220 В. Кроме того, проверьте с помощью осциллографа амплитуду пульсаций этого напряжения. Если напряжение существенно ниже +305 V или вовсе отсутствует, проверьте выпрямитель сетевого напряжения. Повышенная амплитуда пульсаций указывает на неисправность основного фильтрующего конденсатора С810 (330 mF 400V) либо на обрыв диодного выпрямителя.

Если напряжение +305 V находится в пределах нормы (от 280 до 320 В), то можно приступать к тестированию ИБП. Сначала необходимо выяснить, не происходит ли блокировка блока питания сразу после включения, либо он вовсе не пытается запуститься. Это можно проверить, присоединив вход осциллографа к тому выводу мощного переключающего транзистора, который присоединен к первичной обмотке трансформатора, коллектор транзистора Q802 (2SD 1548). А землю осциллографа присоедините к “горячей земле” блока питания. Теперь включайте главный сетевой выключатель телевизора и смотрите что произойдет. Полученные данные очень помогут в поиске неисправности.

И так, если после включения телевизора здесь появится на короткое время серия импульсов, то это говорит о том, что блок питания пытается запуститься, но сразу после запуска выключается какой-либо схемой блокировки (их может быть несколько). Типичной является ситуация когда, срабатывает защита от превышения предельного значения анодного напряжения на кинескопе. Поскольку эта неисправность непосредственно связана с работой выходного каскада строчной развертки. Однако при ремонте блока питания может возникнуть необходимость убедиться в наличии или в отсутствии срабатывания этой блокировки. Убедиться в этом, а также в том, что является причиной неправильной работы блока питания. Неисправность в основном потребителе энергии, выходном каскаде строчной развертки, можно следующим способом. Необходимо, во-первых, разорвать цепь подачи питания на первичную обмотку строчного трансформатора. В рассматриваемом примере это цепь +B 115 V И, во-вторых, нагрузить источник вторичного напряжения 115V блока питания резистором 500-750 Ом мощностью 50 Вт (или, что еще удобнее, лампой накаливания 200V 100 Вт). Если при этом блок питания заработает нормально, значит, поиск неисправности следует продолжить в выходном каскаде строчной развертки, а также в схемах блокировки и защиты от недопустимых режимов.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда после включения телевизора блок питания не пытается запуститься и вообще не подает признаков жизни.

Сначала следует, обязательно убедившись в том, что блок питания не работает, измерить постоянное напряжение на коллекторе мощного переключающего транзистора (в данной схеме Q802 2SD1548). Если на коллекторе Q802 напряжения 305V нет, а на С810 (конденсаторе фильтра сетевого выпрямителя) есть, то, скорее всего, оборвана первичная обмотка импульсного трансформатора (в данной схеме обмотка 6—3 трансформатора T803). Перед заменой трансформатора необходимо выяснить, не было ли причиной этого обрыва короткое замыкание в цепи первичной обмотки, например, пробой транзистора Q802.

Если трансформатор и мощный переключательный транзистор исправны, и на коллекторе этого транзистора имеется напряжение около +300 V, но блок питания не работает, проверьте, подается ли запускающее напряжение на задающий генератор. Задающий генератор рассматриваемого нами блока питания содержится в микросхеме IC801 (TDA 4601), а элементами цепи запуска являются D805, R818 соответственно (BYD33J) (20K). Блокировка задающего генератора, возникает в некоторых схемах, при отсутствии или чрезмерных пульсациях напряжения питания ждущего режима USTAND BY, вырабатываемого отдельным блоком. В данной схеме такая ситуация возникнуть не может, поскольку основной блок питания блокируется сигналом STAND BY высокого уровня +5V однако возможны такие неисправности цепей ждущего режима, приводящие к выключению блока питания, как обрыв нагрузочного резистора R838 или неисправность ключевого транзистора Q804 (BC 547A). Исправность транзистора Q804 можно проверить путем замыкания его базы на “холодный” общий провод. Если при этом блок питания запустится, значит, неисправность в блоке управления (постоянно держится сигнал STAND BY). Если блок питания таким образом запустить не удается, и напряжение на 9 выводе IC801 всегда остается меньше + 5V, то неисправными могут оказаться либо оптрон ждущего режима DR01 (CNY75C), либо транзистор Q804 (BC 547A). Если эти элементы исправны, но блок питания, тем не менее, не запускается, придется заменить микросхему контроллера ШИМ IC801.

Теперь рассмотрим такую часто встречающуюся неисправность, как перегорание предохранителя в цепи напряжения +305 V R801 (6,2 Om) или сетевого предохранителя при включении телевизора. В этом случае в первую очередь следует проверить исправность мощного переключательного транзистора (в данной схеме Q802). В этом случае с помощью омметра проверяется наличие пробоя переходов база-эмиттер и база-коллектор, а также короткого замыкания между коллектором и эмиттером. В исправном биполярном транзисторе переходы должны вести себя как диоды.

Следует знать, что пробой мощного переключательного транзистора не обязательно бывает самопроизвольным, а часто вызывается неисправностью какого-либо другого элемента. В частности, в рассматриваемой схеме это может быть обрыв одного из элементов демпфирующей цепи C816,C818, R821, D808, L803, короткозамкнутый виток в первичной обмотке трансформатора T803, а также неисправность микросхемы IC801. Поэтому перед установкой исправного транзистора на место желательно проанализировать возможные причины его выхода из строя и провести необходимые проверки, иначе для устранения неисправности придется запастись большим количеством дорогостоящих, мощных транзисторов.

Например, неисправность IC801, приводящую к пробою мощного переключательного транзистора, можно установить, если включить блок питания без Q802. Выходных напряжений при таком включении, конечно, не будет. Но с помощью осциллографа можно проверить наличие импульсов на 8 выводе микросхемы ШИМ IC801, подаваемых на базу Q802 (напоминаем, что “земля” осциллографа должна быть присоединена в этом случае к “горячему” общему проводу блока питания!). И если импульсов нет. А есть постоянное, положительное напряжение, то IC801 придется заменить.

Основные цепи однотактного блока питания

Подводя итог вышесказанному, следует отметить, что методика поиска неисправностей в импульсных блоках питания имеет одну отличительную особенность. А именно, замена сгоревших резисторов, пробитых диодов и неисправных транзисторов не гарантирует успешного выполнения ремонта, поскольку после включения эти замененные элементы могут отказать вновь.

Пожалуй, наибольшие трудности при ремонте импульсных блоков питания, обусловлены, их способностью предохранять себя от перегрузок по напряжению и току посредством выключения. Большинство отказов элементов или изменений нагрузки приводят к полному отключению блока, давая один и тот же симптом “мертвого шасси”. Казалось бы, в этом случае остается только гадать; вызвана ли блокировка наличием слишком большого напряжения? Или выпрямленное сетевое напряжение слишком мало? Или слишком велик ток нагрузки? Или отказал какой-либо элемент в блоке питания или в предохранительных цепях? При отсутствии последовательной логической процедуры поиск неисправности в импульсном блоке питания может быть безуспешным Тем не менее, есть возможность исключить цепи блокировки и тем самым ограничить область поиска неисправности, выполнив шесть несложных проверок. Вспомним сначала, какие основные цепи присутствуют практически во всех импульсных блоках питания. Для этого обратимся к блок-схеме на рис.2

Цепь 1: Выпрямленное сетевое напряжение (около +305 V). Эта цепь содержит линейный первичный источник питания (обычно диодный мост и фильтрующий конденсатор), блок питания ждущего режима, первичную обмотку импульсного трансформатора и связанные с ней цепи, а также мощный переключательный транзистор.

Цепь 2: Генератор импульсов и цепи запуска. Эта цепь вырабатывает управляющий сигнал для переключательного транзистора. Она может быть выполнена как в виде одного транзисторного каскада, так и специализированной интегральной микросхемы контроллера ШИМ.

Цепь 3: Вторичные цепи. Вторичные цепи содержат вторичные обмотки импульсного трансформатора и компоненты (диоды, конденсаторы и т.д.), которые обеспечивают подачу энергии в нагрузки. Большинство ИБП имеют от двух до пяти нагрузок.

Цепь 4: Обратная связь и управление. Цепи обратной связи выполняют четыре функции: — стабилизацию выходных напряжений,
— контроль над высоким напряжением;
— передачу на ИБП сигналов включено
— выключено от блока управления телевизора,
— гальваническую развязку вторичных цепей от сетевого напряжения.

Далее предлагается процедура, которая после выполнения шести определенных шагов позволяет эффективно локализовать неисправность, возникшую в каждой перечисленных выше основных цепей. При поиске неисправностей в импульсных блоках питания придерживайтесь следующих правил:

— помните, что неправильный выбор общего провода при измерениях не только даст неправильные результаты, но и может привести к выходу из строя некоторых компонентов.
— “горячий” общий провод связан с первичными цепями импульсного трансформатора и используется при измерениях в цепи 1,
— “холодный” общий провод связан с вторичными цепями импульсного трансформатора и используется при измерениях в цепях 2, 3 и 4;
— при измерениях на входе оптопары (от цепей управления) используется “холодный” общий провод,
— при измерениях на выходе оптопары (на цепи задающего генератора или контроллера ШИМ) используется “горячий” общий провод;
— будьте готовы к выполнению всех необходимых измерений.
Эффективный поиск неисправностей зависит от вашей способности быстро выполнить измерения постоянных напряжений от десятых долей до 350V и различных сигналов с размахом от 2 до 800 Вис частотой от 40 до 150 Кгц,

Итак, первым шагом должна быть

Шаг 1. Проверка напряжения питания ждущего режима (STAND ВТ)

Измеряйте это напряжение на шасси, подключенном к сети через изолирующий трансформатор. Напряжение STAND BY должно иметь правильное значение. Независимо от того, работает ли блок питания, или нет (не все импульсные блоки питания снабжены отдельным источником питания STAND BY, некоторые шасси имеют для ждущего режима второй импульсный блок питания меньшего размера, в котором в качестве драйвера используется часто та же самая микросхема, что и в основном блоке питания).

Нормально работающий источник питания STAND BY отводит подозрения от многих компонентов. Например, в этом случае можно с большой вероятностью утверждать, что микросхема драйвера и контроллера ШИМ исправна, а причина, по которой она не выдает открывающие импульсы на выходной транзистор, состоит в том, что она заблокирована каким-либо внешним сигналом.

Итак, если напряжение STAND BY нормальное, а блок питания не подает признаков жизни, переходим к шагу 2.

Шаг 2. Замена основной нагрузки

Важным шагом при ремонте ИБП является отключение выхода блока питания от цепей-потребителей вторичных, напряжений. Это поможет выяснить, выключается ли блок питания из-за внутренней неисправности, или это происходит под влиянием какой-либо внешней причины. Внешние блокирующие сигналы появляются при коротких замыканиях в нагрузках, и при срабатывании цепей защиты от перенапряжения, при неправильной работе выходных каскадов строчной и кадровой разверток, а также при неисправностях самих цепей блокировки.

Большинство ИБП не могут работать без надлежащей нагрузки, поэтому просто отсоединить все потребители энергии нельзя. Вместо отсоединенных нагрузок необходимо подключить резистивный эквивалент (хотя бы один вместо всех), Подходящим эквивалентом нагрузки является лампа накаливания, которая ограничивает до безопасного уровня потребляемый по данной вторичной цепи ток и наглядно демонстрирует наличие в этой цепи напряжения. Мощность и рабочее напряжение лампы нагрузки, соответствует эквиваленту нагрузки. Например, если в цепь питания выходного каскада строчной развертки подается вторичное напряжение +115 V, то в качестве эквивалента подходит стандартная лампа 100 Вт 220 V, а цепь 15 V следует нагружать на 18-вольтовую лампу мощностью 10 Вт.

Вы должны разорвать цепь питания выходного каскада строчной развертки, чтобы удалить нормальную нагрузку. Убедитесь, что разрыв цепи сделан таким образом, чтобы делитель напряжения цепи обратной связи остался присоединенным к шине питания, как это показано на рис. 3

Удаление выходного строчного транзистора разрывает цепь питания, однако не пытайтесь подключить лампу-эквивалент вместо удаленного транзистора! Первичная обмотка строчного трансформатора не рассчитана на пропускание постоянного тока, поэтому присоединяйте лампу так, как это показано на рис.3.

Когда после замены реальной нагрузки эквивалентом вы включите блок питания, возможна одна из четырех перечисленных ниже ситуаций.

-Лампа светится. Это показывает нормальную работу ИБП. Неисправность, по причине которой ИБП блокируется, находится во внешних цепях. Это может быть короткое замыкание, слишком высокое напряжение на кинескопе или неисправность цепей блокировки и защиты.
-Лампа не светится, (блок питания не запускается).
-Лампа вспыхивает, но сразу гаснет, (блок питания запускается, но сразу блокируется),
-Лампа светится слишком ярко (отсутствует стабилизация выходного напряжения).

Последние три ситуации показывают, что неисправность необходимо искать в самом блоке питания, для чего выполняем шаг 3.

Шаг 3. Отключение сигнала управления от мощного транзистора

Разорвите цепь подачи сигнала управления на базу мощного переключательного транзистора. Для этого достаточно отпаять какой-либо элемент, включенный последовательно в эту цепь. Это позволит вам искать неисправность в блоке питания, включенном в сеть, без риска получить какую-либо перегрузку, поскольку никаких выходных напряжений в этом случае производиться не будет. Например, можно будет перейти к шагу 4.

Шаг 4. Проверка цепи 1

Цепь I включает в себя элементы, пропускающие ток от выхода линейного источника питания — шины выпрямленного сетевого напряжения +305 V — эмиттера переключающего транзистора Проверку цепи 1 удобно проводить с использованием регулируемого автотрансформатора и осциллографа, настроенного на измерение постоянного напряжения. Присоедините вход осциллографа к коллектору, переключательного транзистора и постепенно увеличивайте переменное напряжение, подаваемое на вход ИБП, от нуля до номинального значения 220 В. При этом может наблюдаться низкий ток потребления, нормальное напряжение (около +305V при сетевом напряжении 220 В). Это показывает, что источник выпрямленного сетевого напряжения исправен, однако с элементами цепи 1 возможны проблемы. Начинайте с проверки мощного переключающего транзистора. Проверьте также резисторы и если вы полагаете, что резисторы изменили свое сопротивление, замените их заведомо исправными.

Выпрямленное напряжение и ток, потребляемый от сети 220V равны нулю. Такая ситуация возникает при обрыве в цепи +305 V. Проверьте предохранители, защитные резисторы, диоды выпрямительного моста и первичную обмотку импульсного трансформатора. Перед заменой исправных элементов, выясните, не была ли причиной их обрыва токовая перегрузка, например, вследствие пробоя переключательного транзистора или какого-либо другого элемента.

Выпрямленное напряжение равно нулю или мало при повышенном токе потребления от сети 220 В. Такие симптомы возникают при коротком замыкании в цепи 1 либо в самом источнике выпрямленного сетевого напряжения. Проверьте, не пробит ли переключающий транзистор, диоды выпрямителя, конденсатор фильтра. Проверьте также импульсный трансформатор на короткозамкнутые витки и на замыкание между обмотками.

Если короткое замыкание в цепи 1 не обнаружено, переходим к шагу 5.

Шаг 5. Проверка цепей задающего генератора

Во-первых, убедитесь, что на микросхему задающего генератора поступает запускающее напряжение. В большинстве ИБП запускающее напряжение формируется резистивным делителем. Включенным в цепь выпрямленного сетевого напряжения +305 V. Проверка запускающего напряжения, должна быть обязательно проведена до проверки задающего генератора поскольку присоединение пробника осциллографа к контрольной точке выхода задающего генератора может послужить толчком к его запуску. Блок питания в этом случае заработает, а после выключения и последующего включения вновь не запустится, и причина его неисправности останется невыясненной.

Во-вторых, тщательно проверьте с помощью осциллографа все параметры выходного сигнала задающего генератора: размах, частоту, уровень постоянной составляющей. Вход осциллографа должен быть присоединен к специальной контрольной точке выхода задающего генератора, а не к тому выходу, который управляет переключательным транзистором. Управляющий сигнал на переключательный транзистор может не поступать, если микросхема контроллера блокирована каким-либо внешним сигналом. Если частота сигнала более чем на 10% выше номинальной, или если на осциллограмме наблюдаются шумовые всплески и регулярные выбросы, то микросхему задающего генератора придется заменить.

Проверив исправность микросхемы задающего генератора и контроллера ШИМ, переходим к шагу 6.

Шаг 6. Динамический контроль цепи 4

Эта процедура позволяет проверить, правильно ли работают элементы обратной связи и управления, входящие в цепь 4 блок-схемы (рис.2.) Неисправности в этой цепи часто вызываются отказами транзисторов, отключающими всю петлю обратной связи, Динамический контроль цепи 4 способствует эффективному и быстрому выявлению и устранению этих проблем.

Для выполнения этой проверки вам понадобится внешний регулируемый источник питания постоянного тока, способный выдавать напряжение, равное вторичному напряжению, поступающему для питания выходного каскада строчной развертки (в нашем примере +115 В). Выход этого источника подключается к шине вторичного напряжения так, как это показано на рис. 4, а затем с помощью измерительных приборов исследуется реакция элементов цепи 4 на изменения напряжения на шине +115.
1. Отсоедините эквивалент нагрузки (лампу накаливания) от шины +115 V.
2. Присоедините выход внешнего источника питания к тому месту, где был отсоединен эквивалент.
3.Присоедините вход осциллографа или вольтметра постоянного тока к управляющему входу контроллера ШИМ (выходу оптопары).
4. Установите напряжение сети 220V и включите телевизор.
5. Изменяйте напряжение внешнего источника питания от+100V до номинального значения +110V и далее до +115, наблюдая при этом изменение напряжения на выходе оптопары.

Если цепь обратной связи работает нормально, то увеличение напряжения внешнего источника сопровождается увеличением напряжения на выходе оптопары. Типичной является ситуация, когда на 1 вольт изменения напряжения +B приходится 0,1 V изменения напряжения на коллекторе фототранзистора оптопары. Если напряжение остается постоянным, то в первую очередь следует проверить: Исправность оптопары (помните при выполнении измерений о правильном выборе “горячего” и “холодного” общего провода!), В дальнейшем необходимо проверить остальные элементы цепи обратной связи и управления, включая те, которые передают сигналы вкл/выкл от микропроцессора и сигналы блокировки от различных устройств защиты. Часто отказывают электролитические конденсаторы, которые должны быть проверены на обрыв, утечку и потерю емкости.

В заключение следует отметить, что многие элементы в ИБП работают в условиях больших токов и напряжений на сравнительно высоких частотах, и поэтому их надежность имеет значение, для безопасной эксплуатации телеприемника. В связи с этим производите их замену при необходимости только на те элементы, которые

указаных в перечне элементов фирмы-производителя.

В статье нумерация элементов взята из принципиальной схемы телевизоров цветного изображения альбома №5 страница 104-105. А основная схема (рис. 1) взята из пособия по ремонту импульсных источников питания (Автор Ю.И. Фомичев “Источники питания с устройствами управления на ИМС”). Напряжение вторичного источника питания +B по принципиальной схеме равно 147V.

22 сентября 2001 года С.В. Давыдов

принцип работы, возможные причины неисправности

Сегодня на рынке можно увидеть разнообразие телевизоров. Порой, выбрать телевизор из такого огромного выбора непросто. А уж тем более, знать по какой схеме они работают, это вообще «тёмный лес».

Содержание статьи

Какая схема блока питания у телевизора?

Блок питания – почти самая важная и главная деталь в телевизоре, так как от неё работает всё устройство. Он вырабатывает напряжение, для ламп в телевизоре. Схема блока питания или принцип работы состоит из напряжения 2 полупероидных выпрямителей. Выпрямители соединены последовательно. Если не будет работать хоть одна любая деталь, то подействуют неполадки и дефекты на всю работу системы. Поэтому за исправностью всего блока питания нужно внимательно следить и давать периодический отдых. Если телевизор не включается и никак не хочет работать кнопка Pover, то это может говорить об испорченности блока питания. Цепи питания имеют фильтр на трансформаторе и конденсаторе. Вход сети защищён предохранителем, а если нужно отключиться тумблером. Трансформатор нужен для полной нагрузки, его напряжение остаётся пониженным, что не мешает трудоспособности и перегреву.

Диодный мост идёт без радиатора. Напряжение 2 трансформатора, выпрямленное им, сглаживается 2 конденсатором, а огрехи сети фильтрует 3 конденсатор. Для уменьшения напряжения в цепи предусмотрен конденсатор большой ёмкости.

Чтобы наладить схему телевизора знать ничего не нужно. Просто настроить к выходу 12 Вольт нагрузку, в виде лампы от фар машины, и 2 регулятором поставить напряжение в 12, 6 Вольт. Резистор должен стоять так, чтобы при нагрузке ток прекратил расти при повороте движка резистора.

Принцип работы

Импульсный блок питания отличается выпрямлением сетевого напряжения, а затем преобразованием в высокочастотное напряжение. Оно может понизиться до необходимых значений, выпрямится и профильтруется. Сначала ток проходит на мостовой двигатель. Сразу действует ограничитель напряжения (предохраняет). Дальше он идёт через фильтры, где он преобразуется. Для зарядки резисторов нужны конденсаторы. Узел запускается после пробоя динистора. Позже в блоке питания происходит отпирание транзистора.

Если появилась генерация, то диоды начнут работать. Они будут соединены катодами. Посредством отрицательного потенциала можно запереть динистр. В придачу получается ограничение. Чтобы не допустить насыщение транзисторов, есть предохранители, которые работают после пробоя. Для противоположной работы нужен трансформатор. На выходе ток выходит через конденсаторы.

Возможные причины неисправности

Важно, что при неисправности блока питания, нужно понимать, не всегда можно отремонтировать. Иногда нужно и заменять. Бывают блоки, которые просто не подлежат ремонту, а в основном их меняют на новые (чаще залитые компаундом).

Если телевизор не включается, а светодиод горит, но нет перехода в спящий режим, есть помехи в изображении и фоне, есть звук, но не показывает изображение, то нужно обратиться к профессиональному мастеру.

Причины поломки:

1. Низкая выработка схем.
2. Брак компонентов.
3. Работа телевизора в недопустимых условиях.
4. Наличие тепловыделяющих элементов, превышение нормы.
5. Износ деталей.
6. Замыкание выпрямителя.
7. Сгорание силового или ключевого транзистора.
8. Занижение сопротивления.

При перегорании предохранителя нужно смотреть электронную плату. В основном фильтрующий конденсатор вздут. Чтобы проверить высоковольтные диоды нужно использовать тестер. После, нужно вставить новый предохранитель и включить блок.

Если говорить обо всех телевизорах, то наиболее часто слабыми бывают конденсаторы фильтров. Неисправность конденсаторов выражается вздутием или вытеканием жидкости из корпуса. Для консультирования диоды выпаять, просмотреть. Дроссельную обмотку и диоды проверять тестером. Неисправные детали нужно поменять.

ВАЖНО. Нужно помнить, самостоятельно разобраться в работе и неисправностях блока питания и сделать диагностику без дополнительного оборудования будет трудно.

Ремонт телевизора включает проверку на целостность шнура, разборка приёмника и платы, осмотр блока, проверка мест пайки. Есть причину визуально выяснить не получилось, то нужно проверить работ предохранителя, диодов, конденсаторов, транзисторов. Если позволяет бюджет, то за небольшие деньги мастер всё починит.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Ремонт импульсных блоков питания lcd телевизоров

Ремонт блоков питания телевизоров – один из самых востребованных ремонтов, у наших телевизионных мастеров. Специалист досконально разбирается, как работает импульсный блок питания телевизора, поэтому выполнит ремонт любой сложности.

Как работает блок питания и почему телевизор перестал включаться?

В мире современной электроники, практически в любой технике используются импульсные блоки питания:

• телевизоры;
• компьютеры;
• жк мониторы;
• сабвуферы.

Для техники важна стабильность и эффективность электроснабжения, эти требования удовлетворяет импульсный БП. Импульсный БП – электронная схема, которая преобразует энергию. В схеме участвуют:

• переключатели, которые включаются на высоких частотах;
• компоненты хранения, которые подают питание, когда выключатели в непроводящем состоянии. Это катушки индуктивности или конденсаторы.

В современных телевизорах блок питания находится на основной плате – main board. В основном встречаются модели с тремя блоками:

• дежурный БП;
• БП инвертора;
• БП PFC.

Дежурный отвечает за поддержание минимального напряжения в 5в. Когда работает дежурка, на передней панели телевизора горит красный индикатор.

БП инвертора отвечает за подачу напряжения на инверторный преобразователь (500-700 вольт). Такое напряжение нужно, чтобы работала подсветка и матрица.  Ремонт инверторного блока питания телевизора необходим, когда после включения телевизор переходит в дежурный режим. Реже, но случается, когда из-за неисправности блока или платы инвертора искажается изображение, затемняются области экрана.

БП PFC отвечает за преобразование тока в рабочую мощность.

Платы блоков питания довольно сложные, мы настоятельно не рекомендуем выполнять ремонт блока питания телевизора своими руками. Опасно! Можно получить травму и испортить технику до состояния неремонтопригодности.

Заказать консультацию

Ремонт импульсных блоков питания lcd, led телевизоров в Киеве

Если телевизор перестал включаться, есть только индикация на передней панели, нет изображения и звука – нужно обратиться в телемастерскую. Сервисный центр “Ремонтон” обслуживает телевизоры до 55″ на базе мастерской, ул. Старовокзальная 24. Починить блок питания телевизора дома – невозможно. Мастеру все равно придется везти плазму в мастерскую или снимать и забирать основную плату. Наша мастерская оборудована стендами, для безопасного разбора телевизора. Мастер оснащен оборудованием и запасными деталями для компонентного ремонта блока питания в телевизорах LG, Samsung, Sony, Philips.

Ремонт блока питания в телевизоре после грозы – еще один частый запрос наших клиентов. Особенно часто, в ремонт телевизоры после грозы поступают весной и летом. В 90% панель можно починить. 10% случаев, когда неисправен не только блок питания, но и короткое замыкание на майн борде. В таких случаях ремонт считается экономически невыгодным, советуем купить новый телевизор.

Диагностика телевизоров после грозы и с другими неполадками бесплатно! Даже при отказе от ремонта.

Причины по которым требуется ремонт блока питания телевизора

Причин поломок несколько, но одна из основных – перепад напряжения в сети и перепад рабочих температур. Пример – принесли плазму из магазина в теплое помещение и сразу включили. Как следствие, конденсат попадет на плату БП и спровоцирует короткое замыкание.

Кроме этих причин есть еще:

• некачественная сборка панели с завода;
• некорректные условия эксплуатации;
• дилетантское вскрытие техники.

В случае поломки телевизора – обращайтесь к профессионалам. Заказать бесплатную диагностику и последующий ремонт можно на сайте, оставьте контактные данные, оператор запишет вас на удобное время.

Что ломается в блоках питания?

1. После грозы типичная поломка – выгорание предохранительных элементов.
2. Некорректное выходное напряжение в цепях, по причине перепада напряжения в сети или некачественных деталей в сборке.
3. Перегорание транзисторов.
4. Поломка основных элементов.

Ремонт блоков питания телевизоров в Киеве проводится по адресу ул. Старовокзальная 24. По всем вопросам обращайтесь в наш контакт центр или оставьте заявку за сайте.

Заказать консультацию

Как работает импульсный блок питания

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения.

Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств.

Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой  пример реализации, который может быть собран своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В.

Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме.

Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию.

Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм.

Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

• Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
• Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
• На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
• Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц.

Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток.

Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.

Пример миниатюрных импульсных БП

• Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
• На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

• частотно-импульсным;
• фазо-импульсным;
• широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.

Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналов

Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется UП пилообразной формы, поступающее на вход компаратора КШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал UУС, поступающий с регулирующего усилителя.

Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности UП (опорное напряжение) и UРС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал UУС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (UOUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала UРС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.

Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

• Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
• Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
• Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
• Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
• Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Сфера применения

Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:

• различные виды зарядных устройств;
  Зарядки и внешние БП
• внешние блоки питания;
• электронный балласт для осветительных приборов;
• БП мониторов, телевизоров и другого электронного оборудования.

Импульсный модуль питания монитора

Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.

Принципиальная схема импульсного БП

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
• Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 — 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
• Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
• Транзистор VT1 – KT872A.
• Стабилизатор напряжения D1 — микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
• Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
• Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

Источник: https://www.asutpp.ru/impulsnyj-blok-pitaniya.html

Ремонт импульсных блоков питания своими руками

instrument.guru > Электроника > Ремонт импульсных блоков питания своими руками

Оглавление:

• Общие принципы работы импульсных блоков питания
• Рабочий инструмент для проверки импульсных блоков питания
• Основные неисправности и методы проверки импульсных блоков питания
• Самостоятельная и качественная пайка
• Основные этапы ремонта импульсных блоков питания
• Неисправности импульсных блоков питания на 12 вольт

В последнее время многие производители импульсных блоков питания решают вопрос ремонта или замены своего «детища» кардинально.

Они просто делают монолитные импульсные блоки, не оставляя практически никаких вариантов начинающим радиолюбителям для их ремонта.

Но если вы стали обладателем разборного импульсного блока питания, то в умелых руках и владея определёнными знаниями и элементарными навыками замены радиоэлементов, вы легко сможете самостоятельно продлить срок его службы.

Общие принципы работы импульсных блоков питания

Давайте сначала разберёмся с общим принципом работы любого импульсного блока питания.

Тем более что основные рабочие функции и даже выходные напряжения для определённых моделей, которые необходимы для функционирования всей системы (будь то телевизор или другой вариант электронного устройства) у всех импульсников практически одинаковы.

Различаются только индивидуальные схематические рисунки и соответственно применяемые радиоэлементы и их параметры. Но это уже не столь важно для понимания общего принципа его работы.

Для простых любителей или «чайников»: общий принцип работы импульсных блоков питания заключается в трансформации переменного напряжения, которое подаётся непосредственно из розетки 220 В в постоянные выходные напряжения для запуска и работы всех остальных блоков системы.

Осуществляется такая трансформация с помощью соответствующих импульсных радиоэлементов. Основными из них являются импульсный трансформатор и транзистор, которые обеспечивают рабочее функционирование всех электропотоков. Для проведения ремонта нужно знать как запускается этот блок.

А для начала проверить наличие входного рабочего напряжения, предохранитель, диодный мост и так далее.

Рабочий инструмент для проверки импульсных блоков питания

Для ремонта импульсного блока питания, вам потребуется обычный, даже простенький мультиметр, который проверит постоянное и переменное напряжение. С помощью функций омметра, прозвонив сопротивления радиодеталей, вы также можете быстро проверить исправность предохранителей, дросселей, рабочее сопротивление резисторов, «бочонки» электролитических конденсаторов. А также транзисторные диодные переходы или диодные мосты и прочие виды радиоэлементов и их связи в любой электронной схеме (иногда даже не выпаивая их полностью).

Проверять импульсный блок сначала нужно в «холодном» режиме.

В этом случае прозваниваются все визуально подозрительные (вздувшиеся или горелые радиодетали), которые поддаются «холодной» проверке без подачи рабочего напряжения.

Визуально испорченные радиодетали следует немедленно заменить на новые. Если облезла маркировка воспользуйтесь принципиальной схемой или найдите соответствующий вариант в интернете.

Замену производить нужно только с разрешающим допуском по определённым параметрам, который вы можете найти для любого радиоэлемента в специализированной литературе или в прилагающейся к прибору схеме. Это безопасный метод, потому что импульсные блоки питания очень коварны своими электрическими разрядами.

Не забывайте и то, что при обнаружении нерабочего радиоэлемента, нужно проверить соседние с ним детали. Зачастую резкие перепады напряжения при сгорании одного элемента, влекут за собой выход из строя соседних.

В процессе практической деятельности по ремонту определённых моделей вы будете логически вычислять неисправность исходя из результата состояния ремонтируемого объекта.

К примеру, даже по определённому запаху (запах тухлых яиц при выходе из строя электролита), при включении по монотонному звуку или треску в процессе работы блока и прочих дефектах, которые могут возникнуть в процессе работы любого электронного прибора.

В рабочем режиме проверка импульсного блока питания возможна только при нагрузке всей системы – не вздумайте отключить нагрузочные шины телевизора при проверке. Можно создать нагрузку искусственным путём с помощью подключения специально собранного нагрузочного эквивалента.

Основные неисправности и методы проверки импульсных блоков питания

Как включить и выставить определённый режим мультиметра каждый может разобраться сам, даже школьник.

Перед началом проверки убедитесь в работоспособности сетевого кабеля или выключателя, которые можно определить визуально или с помощью мультиметра. Не забудьте при любой проверке разрядить электролитические конденсаторы.

Они накапливают и удерживают довольно приличный заряд на протяжении определённого времени, даже после выключения всей системы.

1. Для этого закоротите контакт любого электролита, а лучше пройдитесь по всей плате изолированным щупом (с номинальным сопротивлением несколько кОм и мощностью больше 0,5 Вт), который другим концом будет подсоединён к заземлению. Старайтесь заземлять только точечные контакты, не прикасаясь одновременно к двум, иначе можете испортить радиодетали. Иногда таким способом вы сможете убрать «коротыш». Это короткое замыкание в схеме, которое может возникнуть при выходе из строя некоторых элементов блока питания.
2. Как уже говорилось выше все вздувшиеся и чёрные радиоэлементы нужно сразу заменить на подобные, но не спешите после этого сразу опробовать весь блок. Прозвоните соседние детали и при необходимости замените их.
3. Прозвонить силовые и выпрямительные мосты (при необходимости выпаять), обычно они выполнены на диодах, которые проверяются омметром и имеют односторонний переход. Для проверки подключите щупы мультиметра ко входу и выходу диода (сначала чёрный щуп к одному контакту, а красный к другому, а затем меняя местами), вы должны убедиться, что он не пробит. То есть, вы должны увидеть определённое числовое показание мультиметра, когда подключите щупы в правильном направлении плюс и минус. Единица будет означать исправность перехода в обратном направлении (т. е. непробитый переход). Таким способом нужно проверить все сомнительные детали с диодными переходами.

Возможные причины выхода из строя импульсного блока питания и необходимая замена нерабочих радиоэлементов:

1. При сгорании предохранителя весь блок обесточивается. Заменить перегоревший контакт очень просто. Используйте обычный проволочный волосок, который наматывается поверх предохранителя или припаивается непосредственно к его контактам. Необходимо учитывать толщину волоска, которая рассчитана на определённую силу тока. Иначе вы рискуете в последующем вывести из строя весь импульсный блок, если предохранитель не сработает.
2. Если полностью отсутствует выходное напряжение, возможно, неисправен соответствующий конденсатор или дроссель, который нужно заменить или поменять обмотку. Для этого нужно размотать повреждённый провод и намотать новый с соответственным количеством витков и подходящим сечением. После чего самодельный дроссель впаивается на своё рабочее место.
3. Проверить все диодные мосты и переходы. Как это сделать описано выше. Не забывайте при установке новых деталей производить самостоятельную, а главное, качественную пайку.

Самостоятельная и качественная пайка

1. Предметы первой необходимости при ремонте это паяльник, канифоль и «отсос». Отсос – механический (или электрический) прибор, который применяется во время выпаивания элементов и служит для предотвращения перегрева во время пайки. Принцип его работы заключается в резком втягивании в себя расплавленного олова, которое при сильном нагреве может вывести радиоэлемент из строя. Особенно это касается интегральных микросхем, которые очень чувствительны к таким температурным скачкам. Отсосы бывают механические и электрические. Хорошо и правильно подобранный по мощности паяльник в сочетании с отсосом являются отличным тандемом для качественной пайки.
2. Для выпаивания и обратной установки необходимых радиоэлементов можно пользоваться не только паяльником и отсосом, но и термовоздушной паяльной станцией. Её несложно соорудить и самому. Обычный вентилятор можно использовать в качестве нагнетателя, а спираль буде нагревающим элементом. Схема на тиристоре будет оптимальным вариантом для регулировки температуры. Такая станция ещё удобна и для прогрева всех подозрительных и некачественных паек, которые могут стать причиной появления микротрещин, и как результат – плохого контакта.

Правильная и качественная пайка является одним из основополагающих навыков, которым должен овладеть любой начинающий радиолюбитель. От этого зависит конечный результат всего ремонта и срок дальнейшей эксплуатации отремонтированного прибора.

Основные этапы ремонта импульсных блоков питания

1. Несмотря на то что практически все импульсные блоки питания работают почти по одному принципу, схематические схемы для разных моделей электроприборов могут существенно различаться. Поэтому прежде чем приступить к ремонту постарайтесь найти электрическую принципиальную схему именно на тот объект, который собираетесь ремонтировать. Это поможет и для замеров конкретных рабочих напряжений в определённых точках, чтобы быстрее понять и найти неисправный элемент в цепи.
2. Как бы теоретически вы ни были подкованы в этой области, без практических навыков вам не обойтись. Элементарные знания и практическое использование мультиметра или осциллографа, а также практические навыки по замене радиоэлементов с помощью паяльника и припоя вам просто необходимы в процессе ремонта.
3. Если первые два этапа выполнены и вы готовы начать – разберите и почистите устройство с помощью пылесоса и произведите визуальную проверку блока (обратите внимание на вздутые конденсаторы, гарь и прочие механические дефекты).
4. Проверьте электроприборами соответствие рабочих напряжений согласно схеме или просто подозрительные радиоэлементы. Осциллографом определите соответствие необходимых пульсаций в контрольных точках. После этого делайте выводы и производите необходимые замены.

Возможные неисправности типовых импульсных блоков питания на примере телевизора или компьютера:

• Если нет свечения светодиода дежурного режима телевизора, прозвоните сетевой шнур и предохранитель блока питания. Когда они в порядке проверьте дальше выпрямительный мост, транзисторы, стабилитроны и выходные напряжения микросхемы. Не забудьте устранить возможные «коротыши». А также можете пойти от обратного. Для этого замерьте выходные напряжения, которые должны подаваться на остальные блоки и если найдёте несоответствие – проверяйте всю цепочку в обратном порядке. Включайте при этом не только измерительные приборы, но и свою логику. Для этого, конечно, нужны теоретические знания работы тока в конкретном блоке. Но если вы имеете представление хотя бы о простых законах Ома – сделать это будет несложно.
• Для ремонта компьютерного блока питания можно начать с обычных первоначальных проверок любого электроблока. Маленькое отступление и совет: убедитесь в точности своей диагностики. Если вы неуверены в правильности своих выводов по поводу неисправности того или иного блока – просто замените его на заведомо исправный. Если замена устранила дефект или сделала работоспособной систему, значит, вы не ошиблись и можете смело приступать к ремонту заменяемого блока. Для этого проверяются все предохранители и диодные переходы. Проверка обмоток трансформатора тоже будет не лишней. Запомните одно, и это, главное. Даже если вы не имеете понятия о процессах, происходящих, в радиоэлементах под воздействием разного тока, научитесь просто читать электрическую схему и по ней измерять и сравнивать нужные напряжения и делать логические выводы. Это как разгадывание кроссворда – занимательно и интересно.

Неисправности импульсных блоков питания на 12 вольт

Сложность замены любого импульсного блока питания на 12 В заключается в поиске нужной модели, а они очень многообразны. Поэтому найти такой блок с нужным выходным напряжением и силой тока не всегда представляется возможным, если он быстро понадобился. Иногда проще, при незначительной поломке, восстановить его работоспособность самому. Вот некоторые советы для этого:

• Если полностью пропало выходное напряжение нужно вскрыть корпус и проверить электролитический конденсатор со средней ёмкостью до 70 мкФ. При выходе его из строя он обычно вспучивается, хотя дополнительно можно проверить и мультиметром.
• Также проверяется предохранитель и выпрямительный мост, который часто выходит из строя при сетевых перегрузках.
• После замены неисправных радиодеталей проверьте соседние, которые могли пострадать от большого выхода энергии сгоревших деталей.

Надеемся, эта статья дала общее представление об устройстве импульсных блоков питания. А, возможно, даже и заинтересовала многих начинающих радиолюбителей, которые хотят повысить свои профессиональные навыки.

Источник: https://instrument.guru/elektronika/remont-impulsnyh-blokov-pitaniya-svoimi-rukami.html

Что такое импульсный блок питания и где применяется

Импульсный блок питания служит для преобразования входного напряжения до величины, необходимой внутренним элементам устройства. Иное название импульсных источников, получившее широкое распространение, – инверторы.

Что это такое?

Инвертор – это вторичный источник питания, который использует двойное преобразование входного переменного напряжения. Величина выходных параметров регулируется путем изменения длительности (ширины) импульсов и, в некоторых случаях, частоты их следования. Такой вид модуляции называется широтно-импульсным.

Принцип работы импульсного блока питания

В основе работы инвертора лежит выпрямление первичного напряжения и дальнейшее его преобразование в последовательность импульсов высокой частоты. Этим он отличается от обычного трансформатора.

Выходное напряжение блока служит для формирования сигнала отрицательной обратной связи, что позволяет регулировать параметры импульсов. Управляя шириной импульсов, легко организовать стабилизацию и регулировку выходных параметров, напряжения или тока.

То есть это может быть как стабилизатор напряжения, так и стабилизатор тока.

Количество и полярность выходных значений может быть самым различным в зависимости от того, как работает импульсный блок питания.

Разновидности блоков питания

Применение нашли несколько типов инверторов, которые отличаются схемой построения:

• бестрансформаторные;
• трансформаторные.

Первые отличаются тем, что импульсная последовательность поступает непосредственно на выходной выпрямитель и сглаживающий фильтр устройства. Такая схема имеет минимум комплектующих. Простой инвертор включает в себя специализированную интегральную микросхему – широтно-импульсный генератор.

Из недостатков бестрансформаторных устройств главным является то, что они не имеют гальванической развязки с питающей сетью и могут представлять опасность удара электрическим током. Также они обычно имеют небольшую мощность и выдают только 1 значение выходного напряжения.

Более распространены трансформаторные устройства, в которых высокочастотная последовательность импульсов поступает на первичную обмотку трансформатора. Вторичных обмоток может быть сколько угодно много, что позволяет формировать несколько выходных напряжений. Каждая вторичная обмотка нагружена на собственный выпрямитель и сглаживающий фильтр.

Мощный импульсный блок питания любого компьютера построен по такой схеме, которая имеет высокую надежность и безопасность. Для сигнала обратной связи здесь используется напряжение 5 или 12 Вольт, поскольку эти значения требуют максимально точной стабилизации.

Использование трансформаторов для преобразования напряжения высокой частоты (десятки килогерц вместо 50 Гц) позволило многократно снизить их габариты и массу и использовать в качестве материала сердечника (магнитопровода) не электротехническое железо, а ферромагнитные материалы с высокой коэрцитивной силой.

На основе широтно-импульсной модуляции построены также преобразователи постоянного тока. Без использования инверторных схем преобразование было связано с большими трудностями.

Схема БП

В схему самой распространенной конфигурации импульсного преобразователя входят:

• сетевой помехоподавляющий фильтр;
• выпрямитель;
• сглаживающий фильтр;
• широтно-импульсный преобразователь;
• ключевые транзисторы;
• выходной высокочастотный трансформатор;
• выходные выпрямители;
• выходные индивидуальные и групповые фильтры.

Назначение помехоподавляющего фильтра состоит в задерживании помех от работы устройства в питающую сеть. Коммутация мощных полупроводниковых элементов может сопровождаться созданием кратковременных импульсов в широком спектре частот. Поэтому здесь необходимо в качестве проходных конденсаторов фильтрующих звеньев использовать разработанные специально для этой цели элементы.

Выпрямитель служит для преобразования входного переменного напряжения в постоянное, а установленный следом сглаживающий фильтр устраняет пульсации выпрямленного напряжения.

В том случае когда используется преобразователь постоянного напряжения, выпрямитель и фильтр становятся ненужными, и входной сигнал, пройдя цепи помехоподавляющего фильтра, подается непосредственно на широтно-импульсный преобразователь (модулятор), сокращенно ШИМ.

ШИМ является самой сложной частью схемы импульсного источника питания. В его задачу входят:

• генерация высокочастотных импульсов;
• контроль выходных параметров блока и коррекция импульсной последовательности в соответствии с сигналом обратной связи;
• контроль и защита от перегрузок.

Сигнал с ШИМ подается на управляющие выводы мощных ключевых транзисторов, включенных по мостовой или полумостовой схеме. Силовые выводы транзисторов нагружены на первичную обмотку выходного трансформатора высокой частоты.

Вместо традиционных биполярных транзисторов используются IGBT- или MOSFET-транзисторы, которые отличаются малым падением напряжения на переходах и высоким быстродействием.

Улучшенные параметры транзисторов способствуют уменьшению рассеиваемой мощности при одинаковых габаритах и технических параметрах конструкции.

Выходной импульсный трансформатор использует одинаковый с классическим принцип преобразования. Исключением является работа на повышенной частоте. Как следствие, высокочастотные трансформаторы при одинаковых передаваемых мощностях имеют меньшие габариты.

Напряжение со вторичной обмотки силового трансформатора (их может быть несколько) поступает на выходные выпрямители. В отличие от входного выпрямителя, диоды выпрямителя вторичной цепи должны иметь повышенную рабочую частоту. Наилучшим образом на данном участке схемы работают диоды Шоттки. Их преимущества перед обычными:

• высокая рабочая частота;
• сниженная емкость p-n перехода;
• малое падение напряжения.

Назначение выходного фильтра импульсного блока питания – снижение до необходимого минимума пульсаций выпрямленного выходного напряжения. Поскольку частота пульсаций намного выше, чем у сетевого напряжения, то нет необходимости в больших значениях емкости конденсаторов и индуктивности у катушек.

Сфера применения импульсного блока питания

Импульсные преобразователи напряжения применяются в большинстве случаев вместо традиционных трансформаторных с полупроводниковыми стабилизаторами.

При одинаковой мощности инверторы отличаются меньшими габаритными размерами и массой, высокой надежностью, а главное – более высоким КПД и возможностью работать в широком диапазоне входного напряжения.

А при сравнимых габаритах максимальная мощность инвертора в несколько раз выше.

В такой области, как преобразование постоянного напряжения, импульсные источники практически не имеют альтернативной замены и способны работать не только по понижению напряжения, но и вырабатывать повышенное, организовывать смену полярности. Высокая частота преобразования существенно облегчает фильтрацию и стабилизацию выходных параметров.

Малогабаритные инверторы на специализированных интегральных микросхемах используются в качестве зарядных устройств всевозможных гаджетов, а их надежность такова, что срок службы зарядного блока может превосходить время работоспособности мобильного устройства в несколько раз.

Драйверы питания на 12 Вольт для включения светодиодных источников освещения также построены по импульсной схеме.

Как сделать импульсный блок питания своими руками

Инверторы, особенно мощные, имеют сложную схемотехнику и доступны для повторения только опытным радиолюбителям.

Для самостоятельной сборки сетевых источников питания можно рекомендовать несложные маломощные схемы с использованием специализированных микросхем ШИМ-контроллеров.

Такие ИМС имеют малое количество элементов обвязки и имеют отработанные типовые схемы включения, которые практически не требуют регулировки и настройки.

При работе с самодельными конструкциями или ремонте промышленных устройств необходимо помнить, что часть схемы всегда будет находиться под потенциалом сети, поэтому требуется соблюдать меры безопасности.

Источник: https://odinelectric.ru/equipment/chto-takoe-impulsnyj-blok-pitaniya-i-gde-primenyaetsya

Импульсный блок питания

Для обычного человека, не вникающего в электронику, был незаметен переход всех питающих устройств с линейных на импульсные. Именно импульсные источники (ИИП) питания устанавливаются во всей современной аппаратуре. Основная причина перехода на такой тип преобразователей напряжения — это уменьшение габаритов. Так как всё время, с начала появления и изобретения, электронные приборы требуют постоянного уменьшения их размеров. На рисунке изображен для сравнения габариты обычного и импульсного источника постоянного тока. Не вооруженным глазом видны различия в размерах.

Принцип действия ИИП и его устройство

Импульсный источник питания — это устройство, которое работает по принципу инвертора, то есть сначала преобразует переменное напряжение в постоянное, а потом снова из постоянного делает переменное нужной частоты.

В конечном итоге последний каскад преобразователя всё равно основан на выпрямлении напряжения, так как большинство приборов всё же работают на пониженном постоянном напряжении. Суть уменьшения габаритов этих питающих и преобразующих устройств построена на работе трансформатора. Дело в том, что трансформатор не может работать с постоянным напряжением.

Просто-напросто на выходе вторичной обмотки при подаче на первичную постоянного тока не будет индуктироваться ЭДС (электродвижущая сила). Для того чтобы на вторичной обмотке появилось напряжения оно должно меняться по направлению или же по величине. Переменное напряжение обладает этим свойством, ток в нём меняет своё направление и величину с частотой 50 Гц.

Однако, чтобы уменьшить габариты самого блока питания и соответственно трансформатора, являющегося основой гальванической развязки, нужно увеличить частоту входного напряжения.

При этом импульсные трансформаторы, в отличие от обычных линейных, имеют ферритовый сердечник магнитопровода, а не стальной из пластин. И также современные блоки питания работающие по этому принципу состоят из:

1. выпрямителя сетевого напряжения;
2. генератора импульсов, работающего на основе ШИМ (широтно-импульсная модуляция) или же триггера Шмитта;
3. преобразователя постоянного стабилизированного напряжения.

После выпрямителя сетевого напряжения генератор импульсов с помощью ШИМ генерирует его в переменное с частотой около 20–80 кГц. Именно это повышение с 50 Гц до десятков кГц и позволяет значительно уменьшить, и габариты, и массу источника питания.

Верхний диапазон мог быть и больше, однако, тогда устройство будет создавать высокочастотные помехи, которые будет влиять на работу радиочастотной аппаратуры. При выборе ШИМ стабилизации обязательно нужно учитывать также и высшие гармоники токов.

Даже при работе на таких частотах эти импульсные устройства вырабатывают высокочастотные помехи. А чем больше их в одном помещении или в одном закрытом помещении тем больше их в радиочастотах. Для поглощения этих негативных влияний и помех устанавливаются специальные помехоподавляющие фильтры на входе устройства и на его выходе.

Это наглядный пример современного импульсного блока питания применяемого в персональных компьютерах.

A — входной выпрямитель. Могут применяться полумостовые и мостовые схемы. Ниже расположен входной фильтр, имеющий индуктивность;
B — входные с довольно большой емкостью сглаживающие конденсаторы.

Правее установлен радиатор высоковольтных транзисторов;
C — импульсный трансформатор.

Правее смонтирован радиатор низковольтных диодов;
D — катушка выходного фильтра, то есть дроссель групповой стабилизации;
E — конденсаторы выходного фильтра.

Катушка и большой жёлтый конденсатор, находящиеся ниже E, являются компонентами дополнительного входного фильтра, установленного непосредственно на разъёме питания, и не являющегося фрагментом основной печатной платы.

Если схему радиолюбитель изобретает сам то он обязательно заглядывает в справочник по радиодеталям. Именно справочник является основным источником информации в данном случае.

Обратноходовой импульсный источник питания

Блок питания из энергосберегающих ламп

Это одна из разновидностей импульсных источников питания, имеющих гальваническую развязку как первичных, так и вторичных цепей.

Сразу был изобретён именно этот вид преобразователей, который был запатентован ещё в далёком 1851 году, а его усовершенствованный вариант применялся в системах зажигания и в строчной развертке телевизоров и мониторов, для подачи высоковольтной энергии на вторичный анод кинескопа.

Основная часть этого блока питания тоже трансформатор или может быть дроссель. В его работе есть два этапа:

1. Накопление электрической энергии от сети или от другого источника;
2. Вывод накопленной энергии на вторичные цепи полумоста.

Во время размыкания и замыкания первичной цепи во вторичной появляется ток. Роль размыкающего ключа выполнял чаще всего транзистор. Узнать параметры которого нужно обязательно использовать справочник. управление же этим транзистором чаще всего полевым выполняется за счёт ШИМ-контроллера.

Управление ШИМ-контроллером

Преобразование сетевого напряжения, которое уже прошло этап выпрямления, в импульсы прямоугольной формы выполняется с какой-то периодичностью.

Период выключения и включения этого транзистора выполняется с помощью микросхем. ШИМ-контроллеры этих ключей являются основным активным управляющим элементом схемы.

В данном случае как прямоходовой, так и обратноходовой источник питания имеет трансформатор, после которого происходит повторное выпрямление.

Для того чтобы с увеличением нагрузки не падало выходное напряжение в ИИП была разработана обратная связь которая была заведена непосредственно в ШИМ-контроллеры. Такое подключение даёт возможность полной стабилизации управляемым выходным напряжения путём изменения скважности импульсов. Контроллеры, работающие на ШИМ модуляции, дают большой диапазон изменения выходного напряжения.

Микросхемы для импульсных источников питания могут быть отечественного или зарубежного производства. Например, NCP 1252 – ШИМ-контроллеры, которые имеют управление по току, и предназначены для создания обоих видов импульсных преобразователей. Задающие генераторы импульсных сигналов этой марки показали себя как надёжные устройства.

Контроллеры NCP 1252 обладают всеми качественными характеристиками для создания экономически выгодных и надежных блоков питания. Импульсные источники питания на базе этой микросхемы применяются во многих марках компьютеров, телевизоров, усилителей, стереосистем и т. д.

Заглянув в справочник можно найти всю нужную и подробную информацию обо всех её рабочих параметрах.

Преимущество импульсных источников питания перед линейными

Блок питания для шуруповерта 12в своими руками

В источниках питания на импульсной основе видны целый ряд преимуществ, которые качественно выделяют их от линейных. Вот основные из них:

1. Значительное снижение габаритов и массы устройств;
2. Уменьшение количества дорогостоящих цветных металлов, таких как медь, используемых в их изготовлении;
3. Отсутствие проблем при возникновении короткого замыкания, в большей степени это касается обратноходовых устройств;
4. Отличная плавная регулировка выходного напряжения, а также его стабилизация путём введения обратной связи в ШИМ-контроллеры;
5. Высокие показатели КПД.

Однако, как и всё в этом мире, импульсные блоки имеют свои недостатки:

1. Излучение помех, которые могут появляется при неисправных помехоподавляющих цепочек, чаще всего это высыхание электролитических конденсаторов;
2. Нежелательная работа их без нагрузки;
3. Более сложная схема с применением большего количества деталей для поиска аналогов которых необходим справочник.

Применение источников питания на основе высокочастотной модуляции (в импульсных) в современной электронике как в быту, так и на производстве, существенно повлияли на развитие всей электронной техники.

Они давно вытеснили с рынка устаревшие источники, построенные на традиционной линейной схеме, и в дальнейшем будут только усовершенствоваться.

ШИМ-контроллеры при этом являются сердцем этого аппарата и развитие их функциональности и технических характеристик постоянно улучшается.

Видео о работе импульсного источника питания

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/impulsnyj-blok-pitaniya.html

Импульсные блоки питания

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРИМЕНЕНИЕ

Блок питания — это устройство, преобразующее сетевое напряжения до уровня, необходимого для работы электрических схем различных приборов. Вторичные источники электропитания часто используются для бытовой техники и промышленных установок, содержащих электронику.

Изначально источники вторичного напряжения строились по схеме, которую принято называть трансформаторной. Принцип её работы состоит в трансформации сетевого напряжения до необходимого уровня с последующим его выпрямлением и стабилизацией.

Типовая схема традиционного источника электропитания состоит из следующих элементов:

• силовой понижающий трансформатор, содержащий одну или несколько вторичных обмоток, в зависимости от потребностей питаемой схемы; выпрямительный блок, как правило, выполняется по схеме диодного моста;
• конденсатор фильтра, включенный между положительным и отрицательным выводами моста и необходимый для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, иногда для улучшения параметров фильтра, в схему добавляется дроссель;
• стабилизатор выходного напряжения, построенный на основе специализированной микросхемы или содержащий ключевой транзистор и небольшую схему управления.

Эти схемы надёжны в работе, не создают высокочастотных помех, обеспечивают гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями. Тем не менее есть ряд причин по которым они уступают блокам питания импульсного типа.

Трансформаторы, преобразующие напряжение с частотой 50 герц, отличаются относительно большими габаритами и весом. Это свойство трансформаторных источников электропитания вступило в противоречие с общими принципами миниатюризации бытовых и промышленных электроприборов.

Проблему удалось решить путём создания импульсных или инверторных блоков. Такие параметры трансформатора, как сечение магнитопровода, количество витков обмотки и сечение провода, существенно уменьшаются с увеличением частоты преобразуемого напряжения.

Это также относится к ёмкости, следовательно, и к габаритам фильтрующих конденсаторов. Этот базовый принцип электротехники был послужил основой при создании вторичных источников питания нового типа.

Как работает импульсный блок питания

Принцип работы импульсного блока питания заключается в ряде последовательных преобразований питающего напряжения:

• выпрямление входного напряжения;
• инвертирование, то есть, генерация сигнала с частотой от десятков до сотен килогерц;
• трансформация высокочастотных импульсов до требуемого уровня;
• выпрямление и фильтрация полученного напряжения.

Цепочка преобразований в описании принципа работы импульсного блока питания выглядит достаточно громоздкой и даже лишённой смысла. Однако нужно учесть что в данной схеме преобразуется напряжение, частота которого в отдельных моделях составляет 200 кГц (а не 50 Гц, как в трансформаторных источниках питания).

Трансформаторы, которые работают на высоких частотах, называют импульсными. Обычно они используют магнитопровод тороидальной формы (в виде бублика) небольшого размера. Это позволило уменьшить вес и габариты блока той же мощности более чем на порядок.

Тор обычно изготавливается штамповкой из пермаллоя — сплава, состоящего из железа и никеля, магнитопровод же низкочастотного трансформатора набирается из тонких пластин электротехнической стали.

Принцип инверторного преобразования дает возможность создать сверхминиатюрные аппараты электродуговой сварки, работа которых возможна от обычной бытовой розетки, способные сваривать металл до 10 мм толщиной, легко переносимые в небольшой сумке с плечевым ремнём.

Базовые принципы, на которых основано устройство импульсного блока питания не новы, всё находится в рамках давно устоявшихся представлений об электричестве. Что же мешало создать их раньше? Причина в технологии.

Главными электронными компонентами инверторного преобразователя импульсного блока являются элементы схемы, способные работать с высокими частотой и напряжением и большими токовыми нагрузками.

Раньше, компонентов, отвечающих этим требованиям, просто не существовало.

Настоящий прорыв в развитии и распространении инверторных технологий произошёл после того, как мировым производителям электроники удалось наладить массовое производство мощных IGBT – транзисторов, а также полевых транзисторов по технологии MOSFET. Они отличаются очень малым значением тока управления, что обеспечивает высокий КПД блока.

Кроме мощных транзисторных ключей, инвертор содержит времязадающие цепочки, генерирующие высокочастотные сигналы управления транзисторами.

Применение в этом качестве цифровых микросхем ШИМ – контроллеров позволяет ещё более миниатюризировать электронную часть. Контроллер широтно импульсного модулирования формирует прямоугольные периодические импульсы. В целом схемотехнически импульсные блоки питания относительно просты.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счёт обратной связи этого параметра с задающими цепями ШИМ – контроллера. Принцип работы обратной связи — при отклонении уровня контролируемого параметра на выходе от номинального значения происходит изменение скважности импульсов, формируемых контроллером.

Скважностью импульсов называется безразмерная величина, равная отношению периода чередования этих импульсов к их длительности. Таким образом, скважность изменяется от 0 до 1.

Увеличение уровня выходного напряжения вызывает снижение скважности и наоборот, то есть, имеет место отрицательная обратная связь. Скважность, задаваемая контроллером, определяет режим работы ключевых транзисторов. Чем выше значение скважности, тем большую часть периода транзистор открыт, и тем больше среднее значение напряжение за период.

Описанный принцип стабилизации обеспечивает работу блока питания в очень широком диапазоне изменения питающего напряжения. Резюмируя сказанное, преимущества импульсных блоков питания таковы:

• малые габариты и вес по сравнению с трансформаторными источниками питания;
• схемотехническая простота, обусловленная применением интегральных электронных компонентов;
• возможность работы в широком диапазоне изменения значений входного напряжения.

Применение импульсных блоков

Источники вторичного напряжения инверторного типа используются повсеместно, как в быту, так и в промышленной технике. Перечень устройств и бытовых приборов, в которых реализована схема электропитания, работающая по принципу инверторного преобразователя:

• все виды компьютерной техники;
• телевизионная и звуковоспроизводящая аппаратура;
• пылесосы, стиральные машины, кухонная техника;
• источники бесперебойного электроснабжения различного назначения;
• системы видеонаблюдения, комплексы охранной сигнализации.

Исполнение инверторных источников зависит от условий эксплуатации и назначения. Блоки питания, встроенные в электроприбор, выполняются бескорпусными. Они могут располагаться внутри основного изделия на отдельной плате, или быть интегрированы в общую плату электроприбора.

Существуют источники электропитания для автономного применения, к ним могут подключаться различные потребители. Примером могут служить зарядные устройства, источники электропитания систем видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации. Такие блоки питания размещаются в отдельном корпусе и комплектуются штекерами и проводами для подключения.

  *  *  *

© 2014-2019 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник: https://video-praktik.ru/blok_pitanija_impulsnyj.html

Импульсный источник питания и импульсные регуляторы

Линейные регуляторы напряжения, как правило, намного эффективнее и проще в использовании, чем эквивалентные схемы регуляторов напряжения, сделанные из дискретных компонентов, таких как стабилитрон и резистор, или транзисторы и даже операционные усилители.

Самыми популярными типами линейных и фиксированных регуляторов выходного напряжения являются серии 78… положительного выходного напряжения и 79… отрицательного выходного напряжения. Эти два типа дополнительных регуляторов напряжения обеспечивают точное и стабильное выходное напряжение в диапазоне от примерно 5 до примерно 24 вольт для использования во многих электронных схемах.

Существует широкий выбор этих трехконтактных стабилизаторов напряжения, каждый со своими собственными встроенными схемами регулирования напряжения и ограничения тока. Это позволяет нам создавать множество различных шин и выходов для источников питания, как с одним, так и с двумя источниками питания, подходящих для большинства электронных схем и приложений.

Существуют даже линейные регуляторы переменного напряжения, которые обеспечивают постоянное выходное напряжение от чуть выше нуля до нескольких вольт ниже максимального выходного напряжения.

Большинство источников питания постоянного тока состоят из большого и тяжелого понижающего сетевого трансформатора, диодного выпрямителя, двухполупериодного или полуволнового, и схемы фильтра для удаления любых пульсаций из выпрямленного постоянного тока для получения достаточно плавного выходного напряжения постоянного тока. .

Кроме того, для обеспечения правильного регулирования выходного напряжения источников питания в условиях изменяющейся нагрузки может использоваться какая-либо форма регулятора напряжения или схемы стабилизатора, линейная или переключаемая. Тогда типичный источник питания постоянного тока будет выглядеть примерно так:

Типовой источник питания постоянного тока

Эти типовые конструкции блоков питания содержат большой сетевой трансформатор (который также обеспечивает изоляцию между входом и выходом) и цепь последовательного регулятора.Схема регулятора может состоять из одного стабилитрона или трехконтактного линейного последовательного регулятора для получения необходимого выходного напряжения. Преимущество линейного регулятора заключается в том, что для установки выходного напряжения схеме источника питания требуются только входной конденсатор, выходной конденсатор и некоторые резисторы обратной связи.

Линейные регуляторы напряжения вырабатывают стабилизированный выход постоянного тока, последовательно размещая непрерывно проводящий транзистор между входом и выходом, управляя им в его линейной области (отсюда и название) его вольт-амперных (i-v) характеристик.

Таким образом, транзистор действует больше как переменное сопротивление, которое постоянно подстраивается под любое значение, необходимое для поддержания правильного выходного напряжения. Рассмотрим эту простую схему последовательного транзисторного регулятора ниже:

Цепь транзисторного регулятора серии

Здесь эта простая схема регулятора с эмиттерным повторителем состоит из одного NPN-транзистора и напряжения смещения постоянного тока для установки необходимого выходного напряжения. Поскольку схема эмиттерного повторителя имеет единичный коэффициент усиления по напряжению, прикладывая подходящее напряжение смещения к базе транзистора, на выводе эмиттера получается стабилизированный выходной сигнал.

Поскольку транзистор обеспечивает усиление по току, выходной ток нагрузки будет намного выше, чем базовый ток, и еще выше, если используется схема транзистора Дарлингтона.

Кроме того, при условии, что входное напряжение достаточно высокое, чтобы получить желаемое выходное напряжение, выходное напряжение регулируется базовым напряжением транзистора и в этом примере задается как 5,7 В для получения выходного напряжения 5 В на нагрузку как примерно 0,7 напряжение падает на транзисторе между выводами базы и эмиттера.Тогда в зависимости от значения базового напряжения может быть получено любое значение выходного напряжения эмиттера.

Хотя эта простая схема последовательного регулятора будет работать, обратная сторона этого заключается в том, что последовательный транзистор постоянно смещен в своей линейной области, рассеивая мощность в виде тепла. Поскольку весь ток нагрузки должен проходить через последовательный транзистор, это приводит к низкому КПД, потере мощности V * I и непрерывному тепловыделению вокруг транзистора.

Кроме того, одним из недостатков последовательных регуляторов напряжения является то, что их максимальный непрерывный выходной ток ограничен несколькими ампер или около того, поэтому они обычно используются в приложениях, где требуются выходы малой мощности.

Когда требуется более высокое выходное напряжение или текущая мощность, обычной практикой является использование импульсного стабилизатора, обычно известного как импульсный источник питания , для преобразования сетевого напряжения в любую требуемую более высокую выходную мощность.

Импульсные источники питания или SMPS становятся обычным явлением и в большинстве случаев заменили традиционные линейные источники питания переменного тока в постоянный как способ сократить энергопотребление, уменьшить тепловыделение, а также размер и масса.

Импульсные источники питания

теперь можно найти в большинстве ПК, усилителях мощности, телевизорах, приводах двигателей постоянного тока и т. Д., А также практически во всем, что требует высокоэффективного источника питания, поскольку импульсные источники питания становятся все более зрелой технологией. .

По определению импульсный источник питания (SMPS) — это тип источника питания, в котором для обеспечения необходимого выходного напряжения используются полупроводниковые методы переключения, а не стандартные линейные методы. Базовый импульсный преобразователь состоит из каскада переключения мощности и схемы управления.

Каскад переключения мощности выполняет преобразование мощности из входного напряжения схемы, V _IN , в его выходное напряжение, V _OUT , которое включает фильтрацию выходного сигнала.

Основным преимуществом импульсного источника питания является его более высокая эффективность по сравнению со стандартными линейными регуляторами, и это достигается внутренним переключением транзистора (или силового MOSFET) между его состоянием «ВКЛ» (насыщение) и состоянием «ВЫКЛ». (отсечка), оба из которых производят меньшее рассеивание мощности.

Это означает, что когда переключающий транзистор полностью «включен» и проводит ток, падение напряжения на нем находится на минимальном значении, а когда транзистор полностью «выключен», ток через него не протекает. Таким образом, транзистор действует как идеальный переключатель ВКЛ / ВЫКЛ.

В отличие от линейных регуляторов, которые предлагают только понижающее регулирование напряжения, импульсный источник питания может обеспечивать понижение, повышение и отрицание входного напряжения с использованием одной или нескольких из трех основных топологий схемы переключения: Buck , Boost и Buck-Boost .Эти названия относятся к тому, как транзисторный ключ, катушка индуктивности и сглаживающий конденсатор соединяются вместе в основной цепи SMPS.

Блок питания с понижающим переключателем

Понижающий импульсный стабилизатор представляет собой схему импульсного источника питания, которая предназначена для эффективного снижения постоянного напряжения с более высокого напряжения до более низкого, то есть вычитает или «понижает» напряжение питания, тем самым уменьшая доступное напряжение. на выходных клеммах без изменения полярности.Другими словами, понижающий импульсный стабилизатор представляет собой схему понижающего регулятора, поэтому, например, понижающий преобразователь может преобразовывать, скажем, +12 вольт в +5 вольт.

Понижающий импульсный стабилизатор — это преобразователь постоянного тока в постоянный и один из самых простых и популярных типов импульсных стабилизаторов. При использовании в конфигурации импульсного источника питания понижающий импульсный стабилизатор использует последовательный транзистор или силовой полевой МОП-транзистор (в идеале биполярный транзистор с изолированным затвором или IGBT) в качестве основного переключающего устройства, как показано ниже.

Понижающий импульсный регулятор

Мы видим, что базовая конфигурация схемы понижающего преобразователя представляет собой последовательный транзисторный переключатель TR ₁ с соответствующей схемой возбуждения, которая поддерживает выходное напряжение как можно ближе к желаемому уровню, диод, D ₁ , индуктор L ₁ и сглаживающий конденсатор C ₁ . Понижающий преобразователь имеет два режима работы в зависимости от того, включен или выключен переключающий транзистор TR ₁ .

Когда транзистор смещен в положение «ВКЛ» (переключатель замкнут), диод D ₁ становится смещенным в обратном направлении, и входное напряжение V _IN заставляет ток течь через катушку индуктивности к подключенной нагрузке на выходе, заряжая конденсатор, С ₁ .

Когда изменяющийся ток течет через катушку индуктивности, он создает обратную ЭДС, которая противодействует потоку тока, согласно закону Фарадея, до тех пор, пока он не достигнет устойчивого состояния, создавая магнитное поле вокруг индуктора, L ₁ .Эта ситуация будет продолжаться бесконечно до тех пор, пока TR ₁ закрыт.

Когда транзистор TR ₁ переключается в положение «ВЫКЛ» (переключатель разомкнут) схемой управления, входное напряжение мгновенно отключается от цепи эмиттера, в результате чего магнитное поле вокруг катушки индуктивности разрушается, вызывая обратное напряжение на катушке индуктивности.

Это обратное напряжение заставляет диод смещаться в прямом направлении, поэтому накопленная энергия в магнитном поле индукторов вынуждает ток продолжать течь через нагрузку в том же направлении и возвращаться обратно через диод.

Затем индуктор L ₁ возвращает накопленную энергию обратно нагрузке, действующей как источник и подающей ток, пока вся энергия индуктора не вернется в схему или пока транзисторный ключ снова не закроется, в зависимости от того, что наступит раньше. В то же время конденсатор также разряжает ток, подаваемый на нагрузку. Комбинация катушки индуктивности и конденсатора образует LC-фильтр, сглаживающий любые пульсации, создаваемые переключающим действием транзистора.

Следовательно, когда транзисторный полупроводниковый ключ закрыт, ток подается от источника питания, а когда транзисторный ключ открыт, ток подается через катушку индуктивности.Обратите внимание, что ток, протекающий через катушку индуктивности, всегда в одном и том же направлении, либо напрямую от источника питания, либо через диод, но, очевидно, в разное время в цикле переключения.

Поскольку транзисторный ключ постоянно замыкается и открывается, среднее значение выходного напряжения, следовательно, будет связано с рабочим циклом D, который определяется как время проводимости транзисторного ключа в течение одного полного цикла переключения.

Если V _IN — это напряжение питания, а время «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для транзисторного ключа определяется как: t _ВКЛ и t _ВЫКЛ , то выходное напряжение V _ВЫХОД задается как :

Рабочий цикл понижающего преобразователя

Рабочий цикл понижающих преобразователей также можно определить как:

Таким образом, чем больше рабочий цикл, тем выше среднее выходное напряжение постоянного тока от импульсного источника питания.Из этого мы также можем видеть, что выходное напряжение всегда будет ниже входного, поскольку рабочий цикл D никогда не может достичь единицы (единицы), что приведет к понижающему регулятору напряжения.

Регулировка напряжения достигается за счет изменения рабочего цикла, а при высоких скоростях переключения, до 200 кГц, можно использовать более мелкие компоненты, что значительно снижает размер и вес импульсного источника питания.

Еще одно преимущество понижающего преобразователя состоит в том, что схема катушки индуктивности с конденсатором (LC) обеспечивает очень хорошую фильтрацию тока катушки индуктивности.В идеале понижающий преобразователь должен работать в непрерывном режиме переключения, чтобы ток в катушке индуктивности никогда не падал до нуля. С идеальными компонентами, то есть нулевым падением напряжения и коммутационными потерями в состоянии «ВКЛ», идеальный понижающий преобразователь мог бы иметь КПД до 100%.

Помимо понижающего импульсного стабилизатора для базовой конструкции импульсного источника питания, существует еще одна операция основного импульсного регулятора, который действует как повышающий регулятор напряжения, называемый повышающим преобразователем.

Блок питания с импульсным переключателем

Импульсный стабилизатор Boost — еще один тип схемы импульсного источника питания. Он имеет те же типы компонентов, что и предыдущий понижающий преобразователь, но на этот раз в другом положении. Повышающий преобразователь предназначен для увеличения постоянного напряжения от более низкого до более высокого, то есть он также добавляет или «повышает» напряжение питания, тем самым увеличивая доступное напряжение на выходных клеммах без изменения полярности.Другими словами, импульсный импульсный регулятор является схемой повышающего регулятора, поэтому, например, повышающий преобразователь может преобразовывать, скажем, +5 вольт в +12 вольт.

Ранее мы видели, что понижающий импульсный стабилизатор использует последовательно переключаемый транзистор в своей базовой конструкции. Различие в конструкции повышающего импульсного стабилизатора заключается в том, что он использует параллельно подключенный переключающий транзистор для управления выходным напряжением от импульсного источника питания.

Поскольку транзисторный ключ эффективно подключен параллельно выходу, электрическая энергия проходит через катушку индуктивности к нагрузке только тогда, когда транзистор смещен в положение «ВЫКЛ» (переключатель разомкнут), как показано.

Регулятор переключения наддува

В цепи повышающего преобразователя , когда транзисторный ключ полностью включен, электрическая энергия от источника питания V _IN проходит через индуктивность и транзисторный переключатель и обратно к источнику питания. В результате ничего из этого не проходит на выход, поскольку насыщенный транзисторный ключ фактически создает короткое замыкание на выходе.

Это увеличивает ток, протекающий через катушку индуктивности, поскольку она имеет более короткий внутренний путь для возврата к источнику питания.Между тем, диод D ₁ становится смещенным в обратном направлении, поскольку его анод соединяется с землей через транзисторный ключ, при этом уровень напряжения на выходе остается довольно постоянным, когда конденсатор начинает разряжаться через нагрузку.

Когда транзистор полностью выключен, входной источник подключается к выходу через последовательно соединенные индуктивность и диод. По мере того, как поле индуктора уменьшается, индуцированная энергия, накопленная в катушке индуктивности, подталкивается к выходу посредством V _IN через смещенный в прямом направлении диод.

Результатом всего этого является то, что индуцированное напряжение на катушке индуктивности L ₁ меняется на противоположное и добавляется к напряжению входного источника, увеличивая общее выходное напряжение, как оно теперь становится, V _IN + V _L .

Ток от сглаживающего конденсатора C ₁ , который использовался для питания нагрузки, когда транзисторный ключ был закрыт, теперь возвращается в конденсатор входным питанием через диод. Тогда ток, подаваемый на конденсатор, является током диода, который всегда будет «ВКЛ» или «ВЫКЛ», поскольку диод постоянно переключается между своим прямым и обратным состоянием посредством переключающего действия транзистора.Тогда сглаживающий конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить плавный устойчивый выход.

Поскольку индуцированное напряжение на катушке индуктивности L ₁ отрицательно, оно добавляется к напряжению источника, V _IN , заставляя ток катушки индуктивности поступать в нагрузку. Выходное напряжение в установившемся режиме повышающих преобразователей равно:

Как и в предыдущем понижающем преобразователе, выходное напряжение повышающего преобразователя зависит от входного напряжения и рабочего цикла.Таким образом, регулирование мощности достигается за счет управления рабочим циклом. Не то, чтобы это уравнение не зависело от величины индуктивности, тока нагрузки и выходного конденсатора.

Мы видели выше, что для базовой работы неизолированной схемы импульсного источника питания может использоваться либо понижающий преобразователь, либо конфигурация повышающего преобразователя, в зависимости от того, требуется ли нам понижающее (понижающее) или повышающее (повышающее) выходное напряжение. . В то время как понижающие преобразователи могут быть более распространенной конфигурацией переключения SMPS, повышающие преобразователи обычно используются в емкостных схемах, таких как зарядные устройства, фотовспышки, стробоскопические вспышки и т. Д., Потому что конденсатор обеспечивает весь ток нагрузки, когда переключатель замкнут.

Но мы также можем объединить эти две основные коммутационные топологии в единую неизолированную схему переключающего стабилизатора, которая, что неудивительно, называется понижающе-повышающим преобразователем .

Коммутационный регулятор понижающего и повышающего напряжения

Импульсный импульсный стабилизатор представляет собой комбинацию понижающего преобразователя и повышающего преобразователя, которая вырабатывает инвертированное (отрицательное) выходное напряжение, которое может быть больше или меньше входного напряжения в зависимости от рабочего цикла. Понижающий-повышающий преобразователь представляет собой разновидность схемы повышающего преобразователя, в которой инвертирующий преобразователь передает в нагрузку только энергию, накопленную катушкой индуктивности, L ₁ .Базовая схема импульсного источника питания повышающего и понижающего режимов приведена ниже.

Регулятор переключения понижающего и повышающего давления

Когда транзисторный ключ TR ₁ полностью включен (закрыт), напряжение на катушке индуктивности равно напряжению питания, поэтому в катушке индуктивности накапливается энергия от входного источника питания. На подключенную нагрузку на выходе ток не подается, поскольку диод D ₁ имеет обратное смещение. Когда транзисторный ключ полностью выключен (открыт), диод становится смещенным в прямом направлении, и энергия, ранее накопленная в катушке индуктивности, передается нагрузке.

Другими словами, когда переключатель находится в положении «ON», энергия подается в катушку индуктивности от источника постоянного тока (через переключатель) и не поступает на выход, а когда переключатель находится в положении «OFF», напряжение на катушке индуктивности меняется на противоположное. поскольку катушка индуктивности теперь становится источником энергии, энергия, ранее накопленная в катушке индуктивности, переключается на выход (через диод), и никакая энергия не поступает напрямую от входного источника постоянного тока. Таким образом, падение напряжения на нагрузке, когда переключающий транзистор находится в состоянии «ВЫКЛ», равно напряжению на катушке индуктивности.

В результате величина инвертированного выходного напряжения может быть больше или меньше (или равна) величине входного напряжения в зависимости от рабочего цикла. Например, повышающий-повышающий преобразователь положительного напряжения в отрицательный может преобразовывать 5 вольт в 12 вольт (повышающий) или 12 вольт в 5 вольт (понижающий).

Выходное напряжение в установившемся режиме повышающего и понижающего импульсных регуляторов, В _OUT задается как:

Затем понижающий-повышающий стабилизатор получил свое название от создания выходного напряжения, которое может быть выше (например, повышающий силовой каскад) или ниже (как понижающий силовой каскад) по величине, чем входное напряжение.Однако полярность выходного напряжения противоположна входному.

Сводка по импульсному источнику питания

Современный импульсный источник питания, или SMPS, использует твердотельные переключатели для преобразования нерегулируемого входного напряжения постоянного тока в регулируемое и плавное выходное напряжение постоянного тока на разных уровнях напряжения. Входной источник питания может быть истинным постоянным напряжением от батареи или солнечной панели или выпрямленным постоянным напряжением от источника переменного тока с использованием диодного моста вместе с некоторой дополнительной емкостной фильтрацией.

Во многих приложениях управления мощностью силовой транзистор, MOSFET или IGFET, работает в режиме переключения, когда он многократно переключается в положение «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на высокой скорости. Основным преимуществом этого является то, что энергоэффективность регулятора может быть довольно высокой, поскольку транзистор либо полностью открыт и проводит (насыщен), либо полностью отключен (отсечка).

Доступно несколько типов преобразователей постоянного тока в постоянный (в отличие от преобразователя постоянного тока в переменный, который является инвертором), с тремя основными топологиями импульсного источника питания, рассматриваемыми здесь: Buck , Boost. и импульсные регуляторы Buck-Boost .Все три эти топологии неизолированы, то есть их входное и выходное напряжения имеют общую линию заземления.

Каждая конструкция импульсного регулятора имеет свои уникальные свойства в отношении рабочих циклов в установившемся режиме, соотношения между входным и выходным током и пульсаций выходного напряжения, создаваемых действием твердотельного переключателя. Еще одним важным свойством этих топологий импульсных источников питания является частотная характеристика переключающего действия на выходное напряжение.

Регулировка выходного напряжения достигается за счет процентного регулирования времени, в течение которого переключающий транзистор находится в состоянии «ВКЛ», по сравнению с общим временем ВКЛ / ВЫКЛ. Это соотношение называется рабочим циклом, и путем изменения рабочего цикла, (D — величина выходного напряжения, V _OUT можно контролировать.

Использование одного индуктора и диода, а также твердотельных переключателей с быстрым переключением, способных работать на частотах переключения в диапазоне килогерц, в конструкции импульсного источника питания позволяет значительно увеличить размер и вес источника питания. уменьшенный.

Это связано с тем, что в их конструкции не должно быть больших и тяжелых понижающих (или повышающих) сетевых трансформаторов напряжения. Однако, если требуется электрическая изоляция между входными и выходными клеммами, перед преобразователем необходимо установить трансформатор.

Двумя наиболее популярными неизолированными конфигурациями переключения являются понижающий (вычитающий) и повышающий (аддитивный) преобразователи.

Понижающий преобразователь — это импульсный источник питания, предназначенный для преобразования электрической энергии из одного напряжения в более низкое.Понижающий преобразователь работает с последовательно включенным переключающим транзистором. Поскольку рабочий цикл D <1, выходное напряжение понижающего всегда меньше входного напряжения V _IN .

Повышающий преобразователь — это тип импульсного источника питания, который предназначен для преобразования электрической энергии от одного напряжения к более высокому. Повышающий преобразователь работает с параллельно включенным переключающим транзистором, что приводит к возникновению пути постоянного тока между V _IN и V _OUT через катушку индуктивности L ₁ и диод D ₁ .Это означает, что на выходе нет защиты от короткого замыкания.

Изменяя рабочий цикл (D) повышающего преобразователя, можно управлять выходным напряжением, и при D <1 выход постоянного тока повышающего преобразователя больше, чем входное напряжение V _IN вследствие саморегулирования катушек индуктивности. -индуцированное напряжение.

Также предполагается, что выходные сглаживающие конденсаторы в импульсных источниках питания очень большие, что приводит к постоянному выходному напряжению импульсного источника питания во время переключения транзисторов.

FAQ: для чего лучше всего использовать импульсный источник питания?

Устранение шума или электромагнитных помех может стать серьезной проблемой при разработке источников питания для электронных плат. Хотя снижение шума может не быть критической проблемой для проектирования линейных источников питания, собственный шум, создаваемый переключающими устройствами, имеет первостепенное значение при проектировании схем импульсного источника питания. К счастью, эту проблему можно в достаточной степени уменьшить, как описано в следующих часто задаваемых вопросах по импульсным источникам питания.

Что такое импульсный блок питания?

Импульсный источник питания — это один из двух основных типов источников питания, используемых в электронной продукции. Эти источники питания характеризуются использованием точной коммутации, которая позволяет использовать конструкции для преобразования постоянного тока в постоянный, постоянного в переменный, переменного в постоянный и преобразования частоты.

В чем разница между импульсным источником питания и SMPS?

Исследования и разработка источников питания, которые использовали «переключение» для повышения эффективности по сравнению с обычными линейными источниками питания, начались в 1950-х годах с ранних устройств, в которых использовались вакуумные лампы; однако первое запатентованное использование термина «импульсный источник питания» было в 1976 году Говардом Скоттом из RCA.Сегодня термины «импульсный источник питания» и «импульсный источник питания» (SMPS) обычно используются как синонимы.

Какие типы коммутационных компонентов используются в импульсных источниках питания?

В отличие от линейных источников питания, в которых обычно используются диоды, в SMPS используется точное переключение для управления рабочим циклом. Поэтому чаще всего используются транзисторы, позволяющие улучшить управление.

Где используются импульсные блоки питания?

Импульсные источники питания в основном используются в цифровых системах, таких как телекоммуникационные устройства, вычислительное оборудование, звуковое оборудование, зарядные устройства для мобильных телефонов, медицинские испытательные устройства, оборудование для дуговой сварки и автомобильные зарядные устройства.

Что такое импульсный адаптер питания?

Источники питания по сути являются преобразователями. Как правило, они преобразуют один или несколько параметров из подаваемой мощности в тип параметра и уровень, требуемый нагрузкой или подключенной схемой. Адаптер источника питания позволяет использовать источник питания, выход которого не был специально разработан для используемого входа. Конструкции источников питания могут состоять только из схемы преобразования или могут состоять из схемы преобразования и адаптера на одной плате.

Какие бывают типы конструкции импульсных источников питания?

Наиболее распространенными типами конструкции импульсных источников питания являются:

• Бак
• Повышение
• Buck-Boost
• Вперед
• Обратный ход
• Толкай-толкай
• Полумост
• Полный мост

Каковы наиболее серьезные проблемы при проектировании плат импульсных источников питания?

Точное управление переключением — критическое требование к импульсным источникам питания.Однако это переключающее действие создает высокую частоту и шум. Для печатных плат более низкие радиочастоты не представляют особой проблемы. Тем не менее, при проектировании высокоскоростной платы необходимо учитывать особые факторы, такие как длина дорожек и выводы, импеданс платы и тип материала.

DFM для печатных плат HDI

Загрузить сейчас

Как снизить уровень шума в импульсных цепях питания?

Полное устранение шума или электромагнитных помех в конструкции источника питания практически невозможно.Вместо этого цель состоит в том, чтобы максимально снизить шум для достижения электромагнитной совместимости. На этом этапе ваша плата источника питания не только является хорошим соседом для ближайших электронных устройств, но и количество электромагнитных помех на вашей плате не влияет отрицательно на функциональность. Некоторые из лучших практик по снижению шума на печатных платах включают следующее: использование согласования импеданса, ограничение длины трассы и соблюдение надлежащих расстояний утечки и зазоров. Кроме того, одним из наиболее важных факторов, которые также влияют на ваши целевые показатели производительности для подключенных нагрузок, является фильтрация.

Каковы наиболее важные факторы при проектировании и изготовлении печатных плат импульсных источников питания?

SMPS используются в широком спектре приложений. Однако следующие факторы обычно требуют особого внимания при разработке плат импульсных источников питания.

Оптимизация импульсного источника питания Разработка печатной платы

Импульсный источник питания

: преимущества использования и принцип работы | Статья

.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ

Получайте ценные ресурсы прямо на ваш почтовый ящик — рассылается раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность

Что такое блок питания?

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, исходящий от источника питания, в значение напряжения, необходимое для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

Существует два основных исполнения источников питания: линейный источник питания и импульсный источник питания.

• Линейный: в линейных источниках питания используется трансформатор для понижения входного напряжения. Затем напряжение выпрямляется и превращается в напряжение постоянного тока, которое затем фильтруется для улучшения качества формы сигнала. В линейных источниках питания используются линейные регуляторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают лишнюю энергию в виде тепла.
• Коммутация: Импульсный источник питания — это новая методология, разработанная для решения многих проблем, связанных с конструкцией линейного источника питания, включая размер трансформатора и регулировку напряжения. В схемах импульсных источников питания входное напряжение больше не снижается; вместо этого он исправляется и фильтруется на входе. Затем напряжение проходит через прерыватель, который преобразует его в серию высокочастотных импульсов. Прежде чем напряжение достигнет выхода, оно снова фильтруется и выпрямляется.

Как работает импульсный источник питания?

На протяжении многих лет линейные источники питания переменного / постоянного тока преобразуют мощность переменного тока из энергосистемы в постоянное напряжение для работы бытовой техники или освещения. Потребность в источниках меньшего размера для мощных приложений означает, что линейные источники питания стали использоваться в конкретных промышленных и медицинских целях, где они все еще необходимы из-за их низкого уровня шума. Но на смену им пришли импульсные источники питания, потому что они меньше, эффективнее и способны выдерживать большую мощность. На рисунке 1 показано общее преобразование переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) в импульсном источнике питания.

Рисунок 1: Изолированный импульсный источник питания переменного / постоянного тока

Входное исправление

Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Выпрямление входного сигнала — это первый шаг в импульсных источниках питания переменного / постоянного тока.

Принято считать, что постоянное напряжение — это прямая, непоколебимая линия постоянного напряжения, наподобие того, что выходит из батареи.Однако то, что определяет постоянный ток (DC), — это однонаправленный поток электрического заряда. Это означает, что напряжение течет в одном направлении, но не обязательно постоянно.

Синусоидальная волна представляет собой наиболее типичную форму волны переменного тока, которая является положительной для первого полупериода, но отрицательной для остальной части цикла. Если отрицательный полупериод реверсируется или устраняется, то ток перестает меняться и становится постоянным. Этого можно добиться с помощью процесса, называемого исправлением.

Выпрямление может быть достигнуто с помощью пассивного полумостового выпрямителя для устранения отрицательной половины синусоидальной волны с помощью диода (см. Рисунок 2) . Диод позволяет току течь через него во время положительной половины волны, но блокирует ток, когда он течет в противоположном направлении.

Рисунок 2: Полумостовой выпрямитель

После выпрямления результирующая синусоида будет иметь низкую среднюю мощность и не сможет эффективно обеспечивать питание устройств.Гораздо более эффективным методом было бы изменить полярность отрицательной полуволны и сделать ее положительной. Этот метод называется двухполупериодным выпрямлением, и для него требуется всего четыре диода в конфигурации моста (см. Рисунок 3) . Такая конструкция поддерживает стабильное направление тока независимо от полярности входного напряжения.

Рисунок 3: Полномостовой выпрямитель

Полностью выпрямленная волна имеет более высокое среднее выходное напряжение, чем напряжение, создаваемое полумостовым выпрямителем, но это еще очень далеко от постоянной формы волны постоянного тока, необходимой для питания электронных устройств.Хотя это волна постоянного тока, ее использование для питания устройства было бы неэффективным из-за формы волны напряжения, которая очень быстро и очень часто меняет значение. Это периодическое изменение напряжения постоянного тока называется пульсацией — уменьшение или устранение пульсаций имеет решающее значение для эффективного источника питания.

Самый простой и наиболее часто используемый метод уменьшения пульсаций — это использование большого конденсатора на выходе выпрямителя, называемого накопительным конденсатором или сглаживающим фильтром (см. Рисунок 4) .

Конденсатор накапливает напряжение во время пика волны, а затем снабжает нагрузку током до тех пор, пока его напряжение не станет меньше, чем сейчас нарастающая волна выпрямленного напряжения. Результирующая форма волны намного ближе к желаемой форме и может считаться постоянным напряжением без составляющей переменного тока. Эта форма окончательного напряжения теперь может использоваться для питания устройств постоянного тока.

Рисунок 4: Полномостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром

Пассивное выпрямление использует полупроводниковые диоды в качестве неуправляемых переключателей и является самым простым методом выпрямления волны переменного тока, но не самым эффективным.

Диоды — относительно эффективные переключатели; они могут быстро включаться и выключаться с минимальными потерями энергии. Единственная проблема с полупроводниковыми диодами заключается в том, что они имеют падение напряжения прямого смещения от 0,5 В до 1 В, что снижает эффективность.

Активное выпрямление заменяет диоды управляемыми переключателями, такими как MOSFET или BJT-транзисторы (см. Рисунок 5) . У этого есть два преимущества: во-первых, выпрямители на основе транзисторов устраняют фиксированное падение напряжения от 0,5 В до 1 В, связанное с полупроводниковыми диодами, поскольку их сопротивление может быть произвольно малым и, следовательно, иметь небольшое падение напряжения.Во-вторых, транзисторы представляют собой управляемые переключатели, что означает, что частоту переключения можно контролировать и, следовательно, оптимизировать.

Обратной стороной является то, что активные выпрямители требуют более сложных схем управления для достижения своей цели, что требует дополнительных компонентов и, следовательно, делает их более дорогими.

Рисунок 5: Полномостовой активный выпрямитель

Коррекция коэффициента мощности (PFC)

Второй этап в конструкции импульсного источника питания — это коррекция коэффициента мощности (PFC).

Цепи

PFC имеют мало общего с фактическим преобразованием мощности переменного тока в мощность постоянного тока, но являются важным компонентом большинства коммерческих источников питания.

Рисунок 6: Осциллограммы напряжения и тока на выходе выпрямителя

Если вы посмотрите форму волны тока накопительного конденсатора выпрямителя (см. Рисунок 6) , вы увидите, что зарядный ток течет через конденсатор в течение очень короткого промежутка времени, в частности, с точки, где напряжение на входе конденсатор больше, чем заряд конденсатора до пика выпрямленного сигнала.Это вызывает серию коротких всплесков тока в конденсаторе, что создает значительную проблему не только для источника питания, но и для всей электросети из-за большого количества гармоник, которые эти всплески тока вводят в сеть. Гармоники могут создавать искажения, которые могут повлиять на другие источники питания и устройства, подключенные к сети.

В схеме импульсного источника питания цель схемы коррекции коэффициента мощности — минимизировать эти гармоники путем их фильтрации.Для этого есть два варианта: активная и пассивная коррекция коэффициента мощности.

• Пассивные схемы коррекции коэффициента мощности состоят из пассивных фильтров нижних частот, которые пытаются устранить высокочастотные гармоники. Однако источники питания, особенно в приложениях с большой мощностью, не могут соответствовать международным нормам по гармоническому шуму с использованием только пассивной коррекции коэффициента мощности. Вместо этого они должны применять коррекцию активной мощности.
• Активная коррекция коэффициента мощности изменяет форму кривой тока и заставляет ее следовать за напряжением.Гармоники перемещаются на гораздо более высокие частоты, что упрощает их фильтрацию. Наиболее широко используемой схемой для этих случаев является повышающий преобразователь, также называемый повышающим преобразователем.

Изоляция: изолированные и неизолированные импульсные источники питания

Независимо от того, присутствует ли схема PFC, последний этап преобразования мощности — это понижение выпрямленного напряжения постоянного тока до нужной величины для предполагаемого применения.

Поскольку входной сигнал переменного тока выпрямлен на входе, выходное напряжение постоянного тока будет высоким: если нет коррекции коэффициента мощности, выходное напряжение постоянного тока выпрямителя будет около 320 В.Если есть активная схема коррекции коэффициента мощности, на выходе повышающего преобразователя будет постоянное постоянное напряжение 400 В или более.

Оба сценария чрезвычайно опасны и бесполезны для большинства приложений, которые обычно требуют значительно более низких напряжений. В таблице 1 показаны некоторые аспекты преобразователя и приложения, которые следует учитывать при выборе правильной топологии изоляции.

	Изолированные источники питания переменного / постоянного тока	Неизолированные источники питания переменного / постоянного тока
Топология	Обратный преобразователь	Понижающий преобразователь
Безопасность	Гальваническая развязка обеспечивает повышенную безопасность пользователя	Возможные утечки тока могут причинить значительный вред пользователям или нагрузкам
Размер и эффективность	Трансформаторы увеличивают размер и вес	Требуется только один индуктор, схема гораздо меньшего размера
КПД	Потери в железе и меди трансформатора влияют на КПД	Один индуктор намного эффективнее, чем целый трансформатор
Сложность	Схема управления необходима как для

Таблица 1: Изолированные vs.Неизолированные источники питания переменного / постоянного тока

При выборе метода понижения главное внимание уделяется безопасности.

Источник питания подключается к сети переменного тока на входе, что означает, что в случае утечки тока на выходе электрический ток такой степени может серьезно повредить или вызвать смерть, а также повредить любое устройство, подключенное к выходу.

Безопасность может быть достигнута за счет магнитной изоляции входных и выходных цепей источника питания переменного / постоянного тока, подключенного к сети.Наиболее широко используемые схемы в изолированных источниках питания переменного / постоянного тока — это обратноходовые преобразователи и резонансные LLC-преобразователи, поскольку они включают гальваническую или магнитную изоляцию (см. Рисунок 7) .

Рисунок 7: Обратный преобразователь (слева) и LLC-резонансный преобразователь (справа)

Использование трансформатора означает, что сигнал не может быть постоянным напряжением. Вместо этого должно быть изменение напряжения и, следовательно, изменяющийся ток, чтобы передавать энергию от одной стороны трансформатора к другой через индуктивную связь.Следовательно, как обратный преобразователь, так и LLC-преобразователи «прерывают» входное постоянное напряжение в виде прямоугольной волны, которая может быть понижена с помощью трансформатора. Затем выходная волна должна быть снова выпрямлена перед выходом на выход.

Обратные преобразователи в основном используются для приложений с низким энергопотреблением. Обратный преобразователь представляет собой изолированный повышающий-понижающий преобразователь, что означает, что выходное напряжение может быть как выше, так и ниже входного напряжения, в зависимости от соотношения витков трансформатора между первичной и вторичной обмотками.

Обратный преобразователь работает аналогично повышающему преобразователю.

Когда переключатель замкнут, первичная катушка заряжается входом, создавая магнитное поле. Когда переключатель разомкнут, заряд в первичной катушке индуктивности передается на вторичную обмотку, которая вводит ток в цепь, питающую нагрузку.

Обратно-обратные преобразователи

относительно просты в проектировании и требуют меньшего количества компонентов, чем другие преобразователи, но не очень эффективны из-за значительных потерь из-за жесткого переключения при принудительном включении и выключении транзистора произвольно (см. Рисунок 8).Это очень пагубно сказывается на жизненном цикле транзистора и приводит к значительным потерям мощности, особенно в приложениях с высокой мощностью, поэтому обратноходовые преобразователи лучше подходят для приложений с низким энергопотреблением, обычно до 100 Вт.

Резонансные LLC-преобразователи чаще используются в приложениях большой мощности. Эти цепи также имеют магнитную изоляцию через трансформатор. Преобразователи LLC основаны на явлении резонанса, которое представляет собой усиление определенной частоты, когда она совпадает с собственной частотой фильтра.В этом случае резонансная частота LLC-преобразователя определяется последовательно включенными катушкой индуктивности и конденсатором (LC-фильтр) с дополнительным эффектом первичной катушки индуктивности трансформатора (L), отсюда и название LLC-преобразователь.

Резонансные преобразователи

LLC предпочтительны для приложений большой мощности, поскольку они могут производить переключение при нулевом токе, также известное как мягкое переключение (см. Рисунок 8) . Этот метод переключения включает и выключает переключатель, когда ток в цепи приближается к нулю, сводя к минимуму потери переключения транзистора, что, в свою очередь, снижает электромагнитные помехи и повышает эффективность.К сожалению, за это улучшение рабочих характеристик приходится платить: сложно спроектировать LLC-резонансный преобразователь, который может обеспечить плавное переключение для широкого диапазона нагрузок. С этой целью MPS разработала специальный инструмент для проектирования LLC, который помогает убедиться, что преобразователь работает точно в правильном резонансном состоянии для оптимальной эффективности переключения.

Рисунок 8: Жесткое переключение (слева) в сравнении с потерями при мягком переключении (справа)

Ранее в этой статье мы обсуждали, почему одним из ограничений источников питания переменного / постоянного тока являются размер и вес входного трансформатора, который из-за низкой рабочей частоты (50 Гц) требует больших катушек индуктивности и магнитных сердечников, чтобы избежать насыщения. .

В импульсных источниках питания частота колебаний напряжения значительно выше (как минимум выше 20 кГц). Это означает, что понижающий трансформатор может быть меньше, потому что высокочастотные сигналы генерируют меньше магнитных потерь в линейных трансформаторах. Уменьшение размеров входных трансформаторов позволяет миниатюризировать систему до такой степени, что весь блок питания помещается в корпус размером с зарядные устройства для мобильных телефонов, которые мы используем сегодня.

Существуют устройства постоянного тока, которым не требуется изоляция трансформатора.Это обычно наблюдается в устройствах, к которым не нужно напрямую прикасаться пользователю, таких как освещение, датчики, IoT и т. Д., Потому что любые манипуляции с параметрами устройства выполняются с отдельного устройства, такого как мобильный телефон, планшет или компьютер.

Это дает большие преимущества с точки зрения веса, размера и производительности. Эти преобразователи снижают уровни выходного напряжения с помощью понижающего преобразователя высокого напряжения, также называемого понижающим преобразователем. Эту схему можно описать как инверсию повышающего преобразователя, описанного ранее.В этом случае, когда транзисторный ключ закрыт, ток, протекающий через катушку индуктивности, создает напряжение на катушке индуктивности, которое противодействует напряжению от источника питания, уменьшая напряжение на выходе. Когда переключатель размыкается, катушка индуктивности выпускает ток, который течет через нагрузку, поддерживая значение напряжения на нагрузке, в то время как цепь отключена от источника питания.

В импульсных источниках питания переменного / постоянного тока используется высоковольтный понижающий преобразователь, поскольку полевой МОП-транзистор, который действует как переключатель, должен выдерживать большие изменения напряжения (см. Рисунок 9) .Когда переключатель замкнут, напряжение на полевом МОП-транзисторе близко к 0 В; но когда он открывается, это напряжение возрастает до 400 В для однофазных приложений или до 800 В для трехфазных преобразователей. Эти большие резкие изменения напряжения могут легко повредить нормальный транзистор, поэтому используются специальные высоковольтные полевые МОП-транзисторы.

Рисунок 9: Неизолированный импульсный источник питания переменного / постоянного тока с активным PFC

Понижающие преобразователи

гораздо проще интегрировать, чем трансформаторы, потому что требуется только один индуктор.Они также намного более эффективны при понижении напряжения с нормальным КПД выше 95%. Такой уровень эффективности возможен, потому что транзисторы и диоды почти не имеют потерь мощности при переключении, поэтому единственные потери происходят от катушки индуктивности.

Одним из примеров неизолированного выходного стабилизатора переменного / постоянного тока является семейство MPS MP17xA. Это семейство может управлять множеством различных топологий преобразователей, таких как понижающий, повышающий, понижающий-повышающий или обратноходовой. Его можно использовать для напряжений до 700 В, то есть он предназначен для однофазных источников питания.У него также есть опция зеленого режима, в котором частота переключения и пиковый ток уменьшаются пропорционально нагрузке, повышая общую эффективность источника питания. На рисунке 10 показана типичная схема применения MP173A, в которой он регулирует понижающий преобразователь, состоящий из катушки индуктивности (L1), диода (D1) и конденсатора (C4). Резисторы (R1 и R2) образуют делитель напряжения, который обеспечивает напряжение обратной связи (вывод FB), замыкая контур управления.

Рисунок 10: Типовая прикладная схема MP173A

Импульсные блоки питания переменного / постоянного тока

предлагают повышенную производительность при небольшом размере, что и сделало их такими популярными.Обратной стороной является то, что их схемы значительно сложнее, и они требуют более точных схем управления и фильтров шумоподавления. Несмотря на дополнительную сложность, MPS предлагает простые и эффективные решения, облегчающие разработку вашего источника питания переменного / постоянного тока.

Сводка

Импульсные блоки питания

AC / DC в настоящее время являются наиболее эффективным способом преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Преобразование мощности происходит в три этапа:

1. Входное выпрямление: этот процесс преобразует сетевое напряжение переменного тока в выпрямленную волну постоянного тока с помощью диодного моста.На выходе моста добавлен конденсатор для уменьшения напряжения пульсаций.
2. Коррекция коэффициента мощности (PFC): из-за нелинейного тока в выпрямителе гармоническая составляющая тока довольно велика. Есть два способа решить эту проблему. Первый — это пассивная коррекция коэффициента мощности, использующая фильтр для ослабления влияния гармоник, но он не очень эффективен. Второй вариант, называемый активным PFC, использует импульсный повышающий преобразователь, чтобы форма волны тока соответствовала форме входного напряжения.Активная коррекция коэффициента мощности — единственный метод проектирования преобразователя мощности, отвечающий современным стандартам размера и эффективности.
3. Изоляция: Импульсные источники питания могут быть изолированными или неизолированными. Устройство изолируется, когда вход и выход источника питания физически не соединены. Изоляция осуществляется с помощью трансформаторов, которые гальванически изолируют две половины цепи. Однако трансформаторы могут передавать электроэнергию только при изменении тока, поэтому выпрямленное постоянное напряжение преобразуется в высокочастотную прямоугольную волну, которая затем передается во вторичную цепь, где снова выпрямляется и, наконец, передается на выход.

При проектировании импульсного источника питания необходимо учитывать множество различных аспектов, особенно связанных с безопасностью, производительностью, размером, весом и т. Д. Цепи управления для импульсных источников питания также более сложны, чем в линейных источниках питания, поэтому многие Разработчики считают полезным использование интегрированных модулей в своих источниках питания.

MPS предлагает широкий спектр модулей, которые могут упростить проектирование импульсных источников питания, таких как преобразователи мощности, контроллеры, выпрямители и т. Д.

_________________________

Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылайте их раз в месяц!

Линейно-регулируемый источник питания в сравнении с импульсным | ОРЕЛ

Для повседневных электронных устройств, особенно с интегральными схемами, требуется надежный источник постоянного напряжения, который может обеспечивать питание в любое время без каких-либо сбоев. В этом блоге мы рассмотрим две топологии источников питания, которые следует рассмотреть для вашего следующего проекта: источники питания с линейным стабилизатором и импульсные источники питания.Выбор источника питания зависит от ваших требований к эффективности, занимаемому пространству, регулированию выходной мощности, переходному времени отклика и стоимости.

Источник питания с линейной регулировкой

Линейные регуляторы были предпочтительными источниками питания до 1970-х годов для преобразования переменного тока (AC) в установившийся постоянный ток (DC) для электронных устройств. Хотя сегодня этот тип источника питания не используется так широко, он по-прежнему является лучшим выбором для приложений, требующих минимального шума и пульсаций.

Они могут быть громоздкими, но источники питания с линейным регулированием бесшумны. (Источник изображения)

Как они работают

Основным компонентом, обеспечивающим работу линейного регулятора, является стальной или чугунный трансформатор. Этот трансформатор выполняет две функции:

• Он действует как барьер для разделения входа высокого напряжения переменного тока от входа низкого напряжения постоянного тока, который также отфильтровывает любой шум, попадающий в выходное напряжение.
• Он снижает входное напряжение переменного тока с 115 В / 230 В до приблизительно 30 В, которое затем может быть преобразовано в постоянное напряжение постоянного тока.

Напряжение переменного тока сначала понижается трансформатором, а затем выпрямляется несколькими диодами. Затем оно сглаживается до низкого постоянного напряжения парой больших электролитических конденсаторов. Это низкое постоянное напряжение затем регулируется как стабильное выходное напряжение с помощью транзистора или интегральной схемы.

Вот блок питания с линейным регулятором. (Источник изображения)

Регулятор напряжения в линейном источнике питания действует как переменный резистор. Это позволяет изменять значение выходного сопротивления в соответствии с требованиями к выходной мощности.Поскольку регулятор напряжения постоянно сопротивляется току для поддержания напряжения, он также действует как устройство рассеивания мощности. Это означает, что полезная мощность постоянно теряется в виде тепла, чтобы поддерживать постоянный уровень напряжения.

Трансформатор — это уже крупный компонент, который нужно разместить на печатной плате (PCB). Из-за постоянной мощности и рассеивания тепла для источника питания линейного регулятора потребуется радиатор. Сами по себе эти два компонента делают устройство очень тяжелым и громоздким по сравнению с малым форм-фактором импульсного источника питания.

Предпочтительные приложения

Линейные регуляторы

известны своим низким КПД и большими размерами, но они обеспечивают бесшумное выходное напряжение. Это делает их идеальными для любого устройства, требующего высокой частоты и низкого уровня шума, например:

• Цепи управления
• Усилители малошумящие
• Сигнальные процессоры
• Автоматизированное и лабораторное испытательное оборудование
• Датчики и схемы сбора данных

Преимущества и недостатки

Источники питания с линейной стабилизацией могут быть громоздкими и неэффективными, но их низкий уровень шума идеально подходит для приложений, чувствительных к шуму.Некоторые преимущества и недостатки, которые следует учитывать для этой топологии, включают:

Преимущества

• Простое приложение . Линейные регуляторы могут быть реализованы как единый корпус и добавлены в схему всего двумя дополнительными фильтрующими конденсаторами. Это позволяет инженерам любого уровня подготовки легко планировать и проектировать с нуля.
• Низкая стоимость . Если вашему устройству требуется выходная мощность менее 10 Вт, то стоимость компонентов и производства намного ниже по сравнению с импульсными источниками питания.
• Низкий уровень шума / пульсаций . Линейные регуляторы имеют очень низкие пульсации выходного напряжения и широкую полосу пропускания. Это делает их идеальными для любых чувствительных к шуму приложений, включая устройства связи и радио.

Недостатки

• Ограниченная гибкость . Линейные регуляторы можно использовать только для понижения напряжения. Для источника питания постоянного и переменного тока трансформатор с выпрямлением и фильтрацией необходимо разместить перед линейным источником питания, что увеличит общие затраты и усилия.
• Ограниченные выпуски . Источники питания с линейной стабилизацией обеспечивают только одно выходное напряжение. Если вам нужно больше, вам нужно будет добавить отдельный линейный регулятор напряжения для каждого требуемого выхода.
• Низкая эффективность . Среднее устройство с линейным регулированием достигает КПД от 30% до 60% за счет рассеивания тепла. Это также требует добавления радиатора, который увеличивает размер и вес устройства.

В наше время энергоэффективных устройств низкий КПД линейно регулируемого источника питания может стать убийцей.Нормальный источник питания с линейной регулировкой будет работать с КПД около 60% при выходном напряжении 24 В. Когда вы рассматриваете входную мощность 100 Вт, вы получаете 40 Вт потери мощности.

Прежде чем рассматривать возможность использования источника питания с линейной регулировкой, мы настоятельно рекомендуем учитывать потери мощности, которые вы получите от входа к выходу. Вы можете быстро оценить эффективность линейного регулятора по следующей формуле:

Импульсный источник питания (SMPS)

Импульсные источники питания были представлены в 1970-х годах и быстро стали самым популярным способом подачи постоянного тока на электронные устройства.Что делает их такими замечательными? По сравнению с линейными регуляторами выделяются их высокий КПД и производительность.

В стандартный адаптер переменного тока входит импульсный блок питания. (Источник изображения)

Как они работают

Импульсный источник питания регулирует выходное напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Этот процесс создает высокочастотный шум, но обеспечивает высокую эффективность при небольшом форм-факторе. При подключении к сети переменного тока напряжение 115 В или 230 В переменного тока сначала выпрямляется и сглаживается набором диодов и конденсаторов, которые обеспечивают высокое напряжение постоянного тока.Это высокое постоянное напряжение затем понижается с помощью небольшого ферритового трансформатора и набора транзисторов. В процессе понижения сохраняется высокая частота переключения от 200 кГц до 500 кГц.

Низкое постоянное напряжение, наконец, преобразуется в устойчивый выход постоянного тока с помощью другого набора диодов, конденсаторов и катушек индуктивности. Любое регулирование, необходимое для поддержания постоянного выходного напряжения, осуществляется путем регулировки ширины импульса высокочастотного сигнала. Этот процесс регулирования работает через цепь обратной связи, которая постоянно контролирует выходное напряжение и при необходимости регулирует соотношение включения-выключения сигнала ШИМ.

Вот импульсный блок питания, в котором на тонну больше деталей, чем с линейным регулированием. (Источник изображения)

Предпочтительные приложения

Чаще всего импульсные блоки питания используются в приложениях, где важны время автономной работы и температура, например:

• Электролиз, обработка отходов или топливные элементы
• Двигатели постоянного тока, игровые автоматы, авиация и морское применение
• Научно-исследовательское, производственное и испытательное оборудование
• Зарядка литий-ионных батарей, используемых в авиации и транспортных средствах
• Процессы гальваники, анодирования и гальванопластики

Преимущества и недостатки

Импульсные источники питания

могут иметь более высокий КПД, чем линейные регуляторы, но их шум делает их плохим выбором для приложений радиосвязи и связи.Некоторые преимущества и недостатки, которые следует учитывать для этой топологии, включают:

Преимущества

• Малый форм-фактор . Понижающий трансформатор в ИИП работает на высокой частоте, что, в свою очередь, уменьшает его объем и вес. Это позволяет импульсному источнику питания иметь гораздо меньший форм-фактор, чем линейные регуляторы.
• Высокая эффективность . Регулировка напряжения в импульсном источнике питания осуществляется без чрезмерного рассеивания тепла.КПД SMPS может достигать 85% -90%.
• Гибкие приложения . К импульсному источнику питания можно добавить дополнительные обмотки, чтобы обеспечить более одного выходного напряжения. ИИП с трансформаторной развязкой может также обеспечивать выходное напряжение, не зависящее от входного напряжения.

Недостатки

• Сложная конструкция . По сравнению с линейными регуляторами планирование и проектирование импульсных источников питания обычно предназначено для специалистов по энергетике.Это не лучший источник питания, если вы планируете разработать свой собственный без внимательного изучения и опыта.
• Высокочастотный шум . Операция переключения полевого МОП-транзистора в импульсном источнике питания обеспечивает высокочастотный шум в выходном напряжении. Это часто требует использования радиочастотного экранирования и фильтров электромагнитных помех в чувствительных к шуму устройствах.
• Стоимость выше . Для более низкой выходной мощности 10 Вт или менее дешевле использовать линейно регулируемый источник питания.

Импульсные блоки питания никуда не денутся и станут лучшим выбором для приложений, не чувствительных к шуму. Сюда входят такие устройства, как зарядные устройства для мобильных телефонов, двигатели постоянного тока и многое другое.

Линейный стабилизатор

и ИИП в сравнении с

Теперь мы рассмотрим последнее сравнение между линейно регулируемыми и импульсными источниками питания при параллельном сравнении. Некоторые из наиболее важных требований, которые необходимо учитывать, в том числе размер / вес, диапазон входного напряжения, рейтинг эффективности и уровень шума среди других факторов.Вот как он распадается:

Как спроектировать свой собственный Это выходит за рамки этого блога, чтобы объяснить, как спроектировать линейно регулируемый или импульсный источник питания. Однако есть несколько руководств, которыми мы хотели бы поделиться. Имейте в виду, что конструкция SMPS требует высокого уровня сложности и не рекомендуется новичку в проектировании электроники. Руководства по проектированию линейно регулируемых источников питания

Руководства по проектированию импульсных источников питания

Power On Большинство электронных устройств в наши дни должны преобразовывать сеть переменного тока в постоянное выходное напряжение.Для этой цели необходимо рассмотреть две топологии: источники питания с линейным регулированием и импульсные источники питания. Линейное регулирование идеально подходит для приложений, требующих низкого уровня шума, тогда как импульсные источники питания лучше подходят для портативных устройств, где важны срок службы батареи и эффективность. Решая, какую топологию выбрать, всегда учитывайте требуемый рейтинг эффективности, форм-фактор, выходную регулировку и требования к шуму. Готовы разработать свой первый линейный регулируемый или импульсный источник питания? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

	Источники питания с линейной регулировкой	Импульсные источники питания
Размер	Линейный блок питания мощностью 50 Вт обычно 3 x 5 x 5.5 ”	Импульсный источник питания мощностью 50 Вт, обычно 3 x 5 x 1 дюйм
Вес	Линейный источник питания 50 Вт — 4 фунта	Импульсный источник питания 50 Вт — 0,62 фунта
Диапазон входного напряжения	105 — 125 В переменного тока и / или 210–250 В перем. Тока	90 — 132 В переменного тока или 180 — 264 В переменного тока без PFC 90-264 В переменного тока с PFC
КПД	Обычно 40% -60%	Обычно 70% -85%
EMI	Низкая	Высокая
Утечка	Низкая	Высокая
Схемотехника	Средней сложности, можно проектировать с помощью направляющих	Высокая сложность, требует специальных знаний
Нормы нагрузки	0.От 005% до 0,2%	от 0,05% до 0,5%
Линейный регламент	от 0,005% до 0,05%	от 0,05% до 0,2%
Количество деталей	Низкий, требуется только регулятор и фильтрация ввода / вывода	Высокий, требуется переключатель, демпфер, трансформатор, конденсаторы, сеть обратной связи и т. Д.

Как работает импульсный источник питания (SMPS)?

Ищете источник питания, который может преобразовывать мощность переменного или постоянного тока в один или несколько уровней постоянного тока? Тогда вам понадобится импульсный блок питания.Вот как они работают.

Обычно называемые «переключателями», эти устройства включают и выключают свои источники питания много раз в секунду. Это переключение создает эффективную входную частоту, часто достигающую мегагерцового диапазона.

Что означает «режим переключения»?

«Переключатель» в импульсном источнике питания на самом деле представляет собой полупроводник — полевой МОП-транзистор, который либо включен, либо выключен, — переведен в диапазон насыщения для передачи энергии через почти нулевое сопротивление.Он делает это много тысяч раз в секунду, создавая высокочастотный посредник переменного тока. Поскольку полупроводник был доведен до насыщения, он практически не проявляет сопротивления, что обеспечивает высокий КПД и очень небольшое тепловыделение. С другой стороны, линейный источник питания назван так потому, что его выпрямители работают в линейном диапазоне. Это означает, что когда они проводят энергию, они делают это через сопротивление со всей потраченной впустую мощностью и тепловыделением, присущим процессу.

Независимо от частоты, с которой полупроводник включается и выключается, время между началом каждого из импульсов включения определяется как период переключения. Время включения, как часть периода переключения, называется рабочим циклом. Изменяя рабочий цикл, регулируется выходное напряжение. Изменение рабочего цикла «на лету» сохраняет напряжение на заданном уровне.

В чем преимущества SMPS?

Высокая эффективность — Они выделяют гораздо меньше тепла.Устройства с меньшей мощностью часто не требуют теплозащитного экрана, что означает, что они могут быть установлены непосредственно на печатные платы.

Компактный форм-фактор — Поскольку коммутаторы работают на более высокой частоте, значение и, следовательно, размер связанных с ними фильтрующих конденсаторов и катушек индуктивности будет меньше, и устройство в целом будет занимать меньше места.

Универсальная конструкция — Коммутаторы могут быть разработаны для повышения напряжения (Boost) или понижения напряжения (Buck) в зависимости от требований приложения.

Как спроектировать импульсные источники питания

Терминология

Коммутаторы часто описываются как кирпичи, полукирпичи и четверть кирпича. Полный кирпич имеет размеры в дюймах 4,6 x 2,4 x 0,5, полукирпич — 2,3 x 2,4 x 0,35, а четверть кирпича — 2,3 x 1,45 x 0,35. Эти определения широко приняты, но не всегда соблюдаются. Спецификация также включает распиновку, поэтому при использовании переключателей, соответствующих стандарту, очень легко заменить продукт, когда это необходимо или выберет дизайнер.Блоки питания более новой модели в четверть кирпича могут обеспечивать мощность 250 Вт и более. Это значительное улучшение по сравнению с объемом пространства, которое ранее требовалось для питания, освобождая место для дополнительных функций, которые необходимо включить в разрабатываемый продукт.

Строительство

Уравнения, описывающие физику переключателей, обманчиво просты. Практические реалии работы с амперами, в отличие от микроампер, с которыми обычно имеет дело большинство инженеров-электриков, могут привести к задержкам, дополнительным расходам и даже к полному отказу продукта.Проектирование коммутатора всегда лучше доверить специалисту по электроснабжению, и это один из сценариев, при котором почти всегда лучше купить, чем построить.

У инженеров

есть два основных варианта проектирования с импульсными источниками питания. Первый — это единый источник питания, который генерирует все напряжения, необходимые для системы, на которую подается питание. Второй включает один блок, взаимодействующий с внешним переменным током, но только с одним выходом постоянного тока, часто 12, 24 или 48 вольт. В этом случае напряжение, создаваемое основным источником питания, является самым высоким из необходимых.Если где-либо в системе требуется более низкое напряжение, можно использовать понижающий преобразователь для выполнения необходимого понижающего преобразования постоянного тока в постоянный.

Понижающие преобразователи

чрезвычайно эффективны, с потерями всего 5 процентов или даже меньше. Их также иногда называют импульсными регуляторами. Как и во всех переключателях, сердцем понижающего преобразователя является полупроводниковый переключатель, который настраивает напряжение источника много тысяч раз в секунду или чаще.

Благодаря своим конструктивным преимуществам импульсные источники питания быстро стали стандартом во всех областях, кроме самых технических и строгих.Конструкции по-прежнему постоянно улучшаются с точки зрения эффективности, меньшего размера и меньшего веса. Ищете дополнительные советы по источникам питания? Подробно рассмотрим основные типы импульсных преобразователей постоянного тока. Кроме того, узнайте, когда использовать источник бесперебойного питания и как выбрать правильное решение для преобразования переменного тока в постоянный.

Посмотреть похожие продукты

Основы поиска и устранения неисправностей источников питания

Когда часть оборудования оказывается полностью разряженной, первое, на что следует обратить внимание, — это источник питания.Если для поиска неисправностей такого рода используется осциллограф, это должен быть портативный прибор с батарейным питанием, изолированный от земли, по крайней мере, вначале. Причина в том, что могут быть внутренние напряжения, на которые ссылаются, но которые плавают над землей, состояние, которое может создавать опасные токи короткого замыкания при подключении к настольному осциллографу. Это особенно верно для импульсных источников питания (SMPS), где обе стороны цепи плавают над землей.

В SMPS возможен ряд конфигураций, в первую очередь понижающая, повышающая и инвертирующая понижающая / повышающая.В каждом из них MOSFET — это главный разум. Он выполняет переключение, в то время как диод определяет направление, в котором текут носители заряда, а катушки индуктивности и конденсаторы накапливают электрическую энергию. SMPS регулирует выход, непрерывно изменяя рабочий цикл, в отличие от линейного источника питания, который регулирует выход, внося необходимые изменения, регулируя количество рассеиваемой мощности.

Понижающий преобразователь SMPS аналогичен линейному источнику питания с понижающим трансформатором.Когда переключатель замкнут, на катушку индуктивности подается напряжение. Когда переключатель разомкнут, ток через катушку индуктивности продолжает течь. Обратная связь регулирует ширину импульса с постоянной частотой повторения или регулирует частоту повторения с постоянной шириной импульса.

Повышающий преобразователь SMPS аналогичен линейному источнику питания с повышающим трансформатором. Когда переключатель замкнут, ток индуктора увеличивается. Когда переключатель выключается, возникают скачки напряжения, поскольку индуктор пытается поддерживать постоянный ток, чего он не может сделать, поскольку индуктор использует всю доступную энергию для создания своего магнитного поля.В этом месте диод проводит, и ток от катушки индуктивности течет в конденсатор. Это объясняет более высокое выходное напряжение по сравнению с входным.

В SMPS транзистор, переведенный в область насыщения, периодически прикладывает нерегулируемый постоянный ток на входе к катушке индуктивности, которая функционирует как запоминающее устройство. Во время каждого импульса его магнитное поле увеличивается до тех пор, пока переключатель не будет выключен. Затем накопленная энергия фильтруется. Опорное напряжение сравнивается с выходным сигналом в контуре обратной связи, изменяя ширину или частоту импульса.SMPS может работать как с частотным входом переменного тока, так и с нерегулируемым входом постоянного тока.

В типичном SMPS питание от сети поступает на питание через сетевой фильтр. Затем мощность выпрямляется и сглаживается до высокого постоянного напряжения (несколько сотен вольт). Затем один или несколько транзисторов (или полевых МОП-транзисторов) включают и выключают это высокое постоянное напряжение, чтобы управлять первичной обмоткой трансформатора. (Хотя некоторые топологии SMPS бестрансформаторные.) Напряжение выпрямляется и фильтруется на вторичной стороне трансформатора.

Регулировка выхода осуществляется путем переключения транзисторов через схему управления, которая определяет выходное напряжение (и входной ток) и соответственно регулирует время включения и выключения транзистора. Эта схема управления часто находится на первичной стороне и может получать питание от дополнительной обмотки трансформатора. Образец выходного напряжения обычно возвращается через оптрон. (Опять же, некоторые конструкции SMPS реализуют обратную связь без использования оптопары.) В некоторых случаях схема управления находится на вторичной стороне и управляет переключателем через небольшой дополнительный трансформатор.

Следует отметить, что у ИИП есть стороны высокого и низкого напряжения (первичная и вторичная стороны). Трансформатор изолирует первичную и вторичную стороны. (Опять же, существуют бестрансформаторные ИИП, в которых не реализована изоляция.) Часто, если заземление выхода не подключено к заземлению сети, небольшой высоковольтный конденсатор соединяет эти два заземления на высокой частоте.

Поскольку половина компонентов SMPS напрямую подключается к сетевому напряжению, на первичной стороне источника питания есть опасные напряжения.Накопительный конденсатор большой емкости заряжается при высоком напряжении и может сохранять опасное напряжение даже при отключенном питании от сети. SMPS часто включают в себя истекающие резисторы для рассеивания этого напряжения, но эти резисторы могут быть повреждены, чтобы конденсаторы могли оставаться заряженными. Следовательно, лучше всего разряжать конденсаторы через подходящий резистор (обычно несколько кОм) через изолированные щупы, как на мультиметре. Затем измерьте напряжение, чтобы убедиться, что оно равно нулю, прежде чем продолжить. Также имейте в виду, что радиаторы часто не заземлены и могут находиться под напряжением сети.

Аналогичным образом убедитесь, что все конденсаторы разряжены. Многие неисправные электролитические конденсаторы деформируются или раздуваются. Другие визуальные индикаторы включают сгоревшие черные резисторы и компоненты, которые пахнут горелым, особенно трансформатор. У трансформатора, который пахнет горелым, возможно короткое замыкание. Если это так, часто лучше просто заменить SMPS.

Хотя это может показаться очевидным, поиск неисправности при пропадании питания начинается с проверки сетевого предохранителя. Перегоревший предохранитель обычно означает наличие множества неисправных компонентов; исправный предохранитель может означать, что проблема была вызвана одним компонентом.

Состояние предохранителя тоже полезно. То, что горело медленно, означает, что отказ не был катастрофическим. Аварийный предохранитель подразумевает сильный ток, повредивший множество компонентов. К сожалению, некоторые предохранители заполнены песком и не позволяют понять, что произошло.

Одна уловка для первого испытания источника питания с перегоревшим предохранителем — это временно заменить предохранитель на лампочку. Лампа должна иметь примерно такую ​​же мощность, что и SMPS. Это предотвращает более катастрофические отказы и позволяет избежать неудобств, связанных с многократной заменой предохранителей.Если все в порядке, лампочка должна мигать долю секунды, а затем слегка светиться. Если короткое замыкание все еще есть, лампочка будет ярко светиться — пора искать причину.

Разомкнутый предохранитель сигнализирует о том, что с источником питания действительно что-то пошло не так, например, короткое замыкание. Типичные проблемы включают закороченные силовые транзисторы или выпрямительные диоды, особенно в первичной обмотке. Функция диода мультиметра может помочь обнаружить короткие замыкания. Также может быть полезно найти техническое описание микросхемы регулятора в SMPS, если она используется.Многие SMPS имеют схему, близкую к эталонным проектам, указанным в таблице данных.

Если предохранитель исправен, но нет выхода, это может вызывать подозрение на ограничитель пускового тока (NTC). Также следует проверить резисторы большой мощности на первичной стороне. Если номинал резистора не совпадает с его цветовым кодом или схемным значением, распаяйте одну клемму и проведите повторные измерения. Замените новым, если значения не совпадают.

В первую очередь необходимо проверить резисторы, включенные последовательно с силовыми транзисторами.Иногда первичная обмотка включает в себя резистор большой мощности, включенный последовательно со стабилитроном. Проверьте все диодные переходы с помощью функции диода мультиметра. ИС регулятора могут быть неисправными, но обычно это не так.

Неисправный силовой транзистор увеличивает вероятность выхода из строя других компонентов. Часто SMPS включают компоненты защиты, такие как дополнительный резистор или стабилитрон, чтобы ограничить повреждение в случае катастрофического отказа.
Один из приемов проверки микросхемы контроллера — отключить ее от небольшого внешнего источника постоянного тока и проверить наличие импульсов на базе (или затворе) транзистора.Но некоторые ИС не будут работать без высокого напряжения на переключение, и это может быть указано в таблице данных.

Еще одно замечание: мертвые полупроводники следует заменять точно такими же деталями. Альтернативы хороши, только если оригинал недоступен или слишком дорогой. Для диодов также проверьте время переключения — замена диодов должна быть как минимум такой же или более быстрой, чем старые. Аналогичным образом заменяемые транзисторы должны иметь одинаковое усиление и частоту отсечки. Практическое правило состоит в том, что частота среза должна быть как минимум в десять раз выше частоты переключения.Для полевых МОП-транзисторов емкость затвора не должна превышать емкость старого компонента, а пороговое напряжение затвора должно быть близко к таковому у старого устройства.

Иногда SMPS работает только частично. Он может запуститься, а затем выключиться, или он может пульсировать, пытаясь запустить каждые несколько секунд, или может выдавать неправильное выходное напряжение. Скорее всего, силовые полупроводники хороши, но конденсаторы подозрительны. Или может быть проблема с цепью обратной связи.

Один из приемов состоит в том, чтобы подать внешнее регулируемое постоянное напряжение на выход SMPS, предварительно убедившись, что SMPS не подключен к сети.Когда напряжение постоянного тока постепенно увеличивается, цепь обратной связи должна работать, когда постоянное напряжение приближается к номинальному выходному напряжению. Здесь нет опасного линейного напряжения, поэтому осциллограф может помочь в диагностике цепи обратной связи. Другой способ — снабдить ИС контроллера тем же источником низкого напряжения и исследовать, что происходит на другой стороне оптопары.

Электролитические конденсаторы часто вызывают проблемы с импульсным источником питания. В менее дорогих конструкциях SMPS они часто работают слишком близко к своим пределам тепловыделения.Их жидкий электролит имеет свойство испаряться и изменять свои рабочие характеристики. Очевидно, что колпачки, которые деформированы физически, — это плохо. Но некоторые могут быть плохими и не иметь проблем с внешним видом. Полезно просто измерить емкость, но простого измерения недостаточно. Лучше измерить эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и сравнить его с сопротивлением заведомо исправного конденсатора. К сожалению, для этого нужен измеритель ESR (или мост RLC). Электролитические конденсаторы бывают версий 85 ° C и 105 ° C.Если есть возможность, разумно выбрать более высокую температуру.

Что такое переключатель напряжения источника питания?

Переключатель напряжения источника питания, иногда называемый переключателем напряжения , представляет собой небольшой переключатель, расположенный на задней панели большинства блоков питания (БП) настольных компьютеров.

Этот переключатель используется для установки входного напряжения источника питания на 110/115 или 220/230 В. Другими словами, он сообщает источнику питания, сколько энергии поступает от источника питания.

Блок питания Sentey 725 Вт. Sentey, inc.

Какое правильное напряжение источника питания?

Нет однозначного ответа на вопрос, какую настройку напряжения следует использовать, потому что она определяется страной, в которой будет использоваться блок питания.

Для получения дополнительной информации о том, на какое напряжение установить переключатель напряжения источника питания, обратитесь к Руководству по розеткам для других стран, предоставленному компанией Voltage Valet.

Например, если вы живете в Соединенных Штатах, переключатель напряжения питания на блоке питания вашего компьютера должен быть установлен на 120 В.Однако, если, скажем, во Франции, вам следует использовать настройку 230 В.

Важные факты о напряжении источника питания

Блок питания может использовать только то, что предоставляется источником питания. Итак, если розетка передает напряжение 220 В, а блок питания установлен на 110 В, будет думать, что напряжение ниже, чем оно есть на самом деле, что может вызвать повреждение компонентов компьютера.

Однако верно и обратное — если источник питания установлен на 220 В, даже если входящая мощность составляет всего 110 В, система может даже не запуститься, потому что ожидает большей мощности.

Опять же, просто используйте ссылку Voltage Valet выше, чтобы узнать, какое напряжение источника питания необходимо установить.

Если переключатель напряжения установлен неправильно, выключите компьютер, а затем выключите кнопку питания на задней панели блока питания. Полностью отсоедините кабель питания, подождите минуту или две, а затем переведите переключатель напряжения в правильное положение, прежде чем снова включить источник питания и подсоединить кабель питания.

Учитывая, что вы читаете об изменении напряжения источника питания, вполне вероятно, что вы используете свой компьютер в другой стране.Поскольку вы не можете использовать источник питания без кабеля питания, помните, что, вероятно, вам понадобится переходник для вилки, чтобы соответствовать вилке источника питания.

Например, показанный ниже кабель питания NEMA 5-15 IEC 320 C13 подключается к обычной североамериканской розетке с плоскими штырями, но не может подключаться к европейской розетке с отверстиями.

Для такого преобразования вы можете использовать адаптер для розетки.

Почему у моего источника питания нет переключателя напряжения?

Некоторые блоки питания не имеют ручного переключателя напряжения питания.Эти блоки питания либо автоматически определяют входное напряжение и устанавливают его сами, либо могут работать только в определенном диапазоне напряжений (который обычно указывается на этикетке на блоке питания).

Не думайте, что, поскольку вы не видите переключатель напряжения источника питания, устройство может автоматически настраиваться. Вполне возможно, что ваш предназначен только для использования с определенным напряжением. Однако эти типы блоков питания обычно встречаются только в Европе.

Подробнее о переключателях напряжения питания

Вы можете установить блок питания, открыв корпус компьютера.Однако некоторые его части, включая переключатель напряжения и переключатель питания, доступны через заднюю часть корпуса компьютера.

Большинство переключателей напряжения источника питания имеют красный цвет, как в примере на этой странице. Он может быть расположен между кнопкой включения / выключения и кабелем питания, но если нет, то где-то в этом месте.

Если переключить напряжение источника питания пальцами слишком сложно, используйте что-нибудь твердое, например ручку, чтобы изменить направление.

FAQ

• Опасно ли устанавливать неправильное напряжение на переключателе напряжения?

  Да.Вы рискуете повредить или поджарить свои компоненты, но взрыв или пожар маловероятны, учитывая меры безопасности, встроенные в большинство современных блоков питания.

  No related posts.