În partea a 1-a din seria noastră de tutoriale video pentru începători cu privire la surse de alimentare am explicat cum puteți fi pregătiți pentru a testa, modifica și utiliza surse de alimentare fără a cheltui o avere pe echipamente costisitoare. Aici, în partea a 2-a a seriei de tutoriale video, ne uităm la testarea și utilizarea surselor de alimentare nereglate.

Vizionați tutorialul video din partea 2 pentru a afla mai multe!

În urma transcrierii video tutorialului

Timp: 0: 00 Bună ziua. Sunt Chris Richardson și sunt un inginer electronist concentrat pe surse de alimentare. Aceasta este a doua parte dintr-o serie de seminarii web pentru entuziaștii surselor de alimentare care nu sunt instruiți neapărat ca ingineri electroniști.

În partea a 1-a a seriei am vorbit despre livrările de bază necesare pentru a începe testarea, acum să privim niște surse de alimentare care nu își controlează în mod activ ieșirile. Acest tip de alimentare, o sursă nereglată, devine din ce în ce mai puțin comună, deoarece devine din ce în ce mai accesibilă furnizarea de surse de energie reglate, dar putem învăța în continuare multe din sursele nereglate mai vechi.

Agenda sursei de energie nereglate

Timp: 0: 31s În acest videoclip vom vedea unde se poate găsi încă sursa de alimentare nereglată, dar tot mai rară este găsirea ei reală. Apoi, vom analiza inima majorității acestor surse, care se bazează pe transformatoare ce operează la frecvența de linie AC (Alternating Current), fie 50Hz, fie 60Hz în funcție de locul în care locuiți.

Deoarece transformatoarele au un curent sau tensiune alternative (AC), trebuie să fie redresată aproape orice alimentare, ceea ce înseamnă că AC este transformat în DC (curent continuu).

Prin natura lor, sursele de alimentare nereglate permit tensiunii lor de ieșire să se schimbe pe măsura schimbării curentului de ieșire, așa că vom testa acest lucru în cazul unor consumabile reale. Apoi vom explora provocarea universală a tuturor surselor de energie, căldura!

Timp: 1: 11s Deci, aici sunt trei surse de alimentare. Prima a fost salvată de la un telefon, următoarea de la un alt telefon. Prima este o sursă de alimentare pe bază de transformator de rețea nereglat și al doilea este o sursă de alimentare în comutare. Prima este de 6,5 V la 500 mA, iar a doua este de 6,5 V la 600 mA. Observați diferența, dar lucrul cel mai important este greutatea.

Dacă doriți să cunoașteți diferența dintre o sursă de alimentare bazată pe transformator sau transformator de rețea și una standard, trebuie să vedeți cât de grea este. Prima cântărește 220 de grame, iar un dispozitiv care este fizic mai mic și oferă de fapt mai multă putere, bazat pe un regulator de comutare, cântărește numai 55 de grame. Ultima, aici, este o sursă de alimentare nereglată pe careeu am făcut-o și este chiar mai grea, la 338 de grame.

Timp: 2: 15 Mă pregătesc să-mi testez sursa de energia discretă nereglată aici, dar înainte de a o face, vreau să fac o notă foarte importantă despre siguranța electrică. Aici, la intrarea AC avem "Pământ", acestea sunt tabs din alamă și ori de câte ori încercați cu un osciloscop sau cele mai multe piese de echipament de laborator, conexiunea negativă, argintul pe care îl vedem pe osciloscop este de asemenea pământ, de fapt aici este o legătură.

Așa că am vârful meu conectat și am de gând să folosesc funcția de testare aici, așa că dacă mă duc și ating tabs, destul de sigur pământul electric și motivul pentru care spun acest lucru este că nu putem conecta osciloscopul la oricare din intrările AC, care ar face, în principiu, scurtcircuitarea pământului la rețea sau la neutru. Am face ca întreruptorul diferențial să se deplaseze sau să provoace o mulțime de tensiune sau curent pe sonda care ar trece prin osciloscop și ar putea dăuna ceva.

Timp: 3: 17s Un alt lucru important de observat, dacă am fi vrut să încercăm de-o parte și de alta a punții de diode, nu ar fi posibil cu acest osciloscop și două sonde standard neizolate, pentru că, din nou, dacă am dori să conectăm o sondă aici și o altă sondă la celălalt capăt al punții de diode am fi scurtcircuitat-o.

Unde găsiți surse de alimentare nereglate

Timp: 3: 36s Dacă sunteți o persoană înclinată din punct de vedere ecologic conștiincios, atunci vă veți duce vechile electronice nedorite într-un centru de reciclare. Dar ați putea avea încă o pungă sau o cutie undeva cu electronice vechi pe care nu ați reușit să le reciclați încă. Priviți acolo pentru adaptoare de perete și găsiți unul cel mai greu.

Tensiuni de alimentare nereglate

Timp: 3: 52s Aici am configurarea sursei sursei mele de alimentare nereglate, am două multimetre. Acesta albastru va măsura tensiunea de intrare, cel portocaliu va măsura tensiunea la bornele de ieșire ale transformatorului. O notă importantă în ceea ce privește siguranța este că acest multimetru va merge până la 750 VAC rms și al doilea este în siguranță până la 250 V AC rms, deci nu vom distruge nimic.

Așa că atunci când o comut "ON", avem aproximativ 230 V la intrare, din nou AC rms, iar dispozitivul spune 24 volți AC, dar avem de fapt 27 volți, dar asta e normal, este tipic. Când îl încărcăm la valoarea nominală de 12 volți, ar trebui să fie mai aproape de 24 de volți.

Transformatoare 50/60 Hz - Volți, Amperi și Volt-Amperi

Timp: 4: 49s În general, cu cât frecvența este mai mică cu atât transformatorul va fi mai mare, pentru un anumit nivel de putere. Transformatoarele de 50 sau 60 de Hertz sunt deci mari și grele deoarece au nevoie de mult mai multă inductanță pentru a funcționa la astfel de frecvențe joase.

În comparație, sursele de alimentare în comutație despre care vom vorbi în părțile 4 și 5 ale acestei serii de webminar funcționează de la o mie la aproape o sută de mii de ori mai mare, astfel încât transformatoarele lor sunt mult mai mici și mai ușoare, deci și mai ieftine.

Timp: 5: 16s Același experiment din nou, dar de această dată sonda osciloscopică testează tensiunea reală de ieșire DC. Iată multimetrul care citește aproximativ 38 de volți și ceea ce am făcut este să ia osciloscopul și să-l pun în modul cuplat AC la doar doi volți pe diviziune. Deci, puteți vedea aici că este foarte, foarte netedă și asta pentru că nu există nici o sarcină.

Acum sursa nereglată de alimentare este încărcată de acest rezistor de putere de 330Ω. Deci, de la ieșire pozitivă se duce la rezistor apoi merge în multimetrul albastru, iar acest lucru este de fapt măsurarea curentului DC, acolo putem vedea 93 mA. Celălalt multimetru măsoară tensiunea de ieșire DC (31,6V), iar din multimetrul albastru tensiunea revine la sarcină.

Citiri multimetru

Un alt lucru important de remarcat acum, că circuitul nostru este sub sarcină, putem vedea de fapt niște ripplu. A trebuit să măresce imaginea, iar acum aceasta este 500 mV pe diviziune, dar cu siguranță putem vedea o diferență între cazul încărcat și descărcat.

Redresoare de alimentare nereglate

Timp: 6: 14s Destul de mult, toate electronicele moderne funcționează cu DC, curent direct, deci redresoarele sunt folosite pentru a transforma ieșirile de curent alternativ ale transformatoarelor de rețea în DC. În general, există trei lucruri care distrug microcipurile sau electronicele.

Timp: 6: 28s Prea multă tensiune este prima și cea mai comună, o tensiune negativă conectată acolo unde o tensiune pozitivă ar trebui utilizată este cea de-a doua cauză și acolo este redresorul. A treia cauză a morții este căldura și vom discuta spre sfârșitul acestui webinar și la sfârșitul tuturor seminariilor rămase, de asemenea.

Diodele discrete și punțile de diode vin cu tensiune nominală de vârf sau tensiune DC pe care o pot gestiona în sens invers, și au valori de curent nominal pentru curent DC sau RMS. În cele mai multe cazuri, depășirea tensiunii chiar cu puțin distruge dioda aproape imediat, în timp ce prea mult curent produce prea multă căldură. Acest lucru poate distruge dispozitivul, dar durează de obicei mai mult.

Aici este sursa de alimentare nereglată cu componente discrete, dar acum puntea de diode a fost scoasă din circuit și înlocuită cu această singură diodă de redresare aici. La fără sarcină avem încă aproximativ 38 de volți la ieșire și putem vedea că fără sarcină tensiunea de ieșire este foarte, foarte netedă.

Condensatoare de menținere - Netezirea ripplu-lui

Timp: 7: 25s Odată ce AC-ul este redresat în curent continuu, el are încă multe suișuri și coborâșuri în ceea ce privește tensiunea de ieșire și se înrăutățește pe măsură ce aplicați tot mai multă sarcină. Aplicarea curentului redresat direct la majoritatea electronicilor va funcționa sporadic în cel mai bun caz și vă va distruge electronicele în cel mai rău caz, deoarece vârfurile tensiunii de ieșire pot fi cu ușurință prea mari și pot provoca supratensiuni.

Un condensator mare, uzual sute de microfarazi sau milifarazi, absoarbe încărcarea, în timp ce curentul AC redresat este peste tensiunea de ieșire dorită și apoi furnizează încărcătura la sarcină atunci când AC redresat este sub tensiunea de ieșire dorită. Cu capacitate suficientă, ieșirea începe să arate foarte netedă.

Timp: 8: 02s Aici este din nou circuitul redresorului pe o alternanță, dar de data aceasta cu sarcina de alimentat de 330 Ω conectată. Consumând puțin sub 90 mA, tensiunea este aproximativ 30 volți, și cel mai important, putem vedea o mare diferență, deoarece există o mulțime de ripplu la tensiunea de ieșire acum.

Tensiunea de ieșire funcție de curentul de ieșire

Timp: 8: 20s După redresare și netezire, există riscul căderii tensiunii de ieșire, deoarece se consumă tot mai mult curent de sarcină. Acesta este motivul pentru care adaptorul afișează "6,5 volți la 500 mA" deoarece a fost testat pentru a avea acea tensiune la acel curent, dar tensiunea medie de ieșire va crește la sarcini mai mici și va scădea la sarcini mai mari. Orice dispozitiv alimentat de acest adaptor trebuie să aibă un consum de curent constant în regim staționar, fie trebuie să poată rezista variațiilor din această tensiune.

Timp: 8: 48s Aici, în acest experiment, ceea ce fac este să testez transformatorul la maximul de volt-amperi pe care îi poate avea. Deci, pe partea din spate a lui, pe care nu o putem vedea acum, se spune un maxim de 12 volt-amperi (12VA). Știm că atunci când îl conectăm la rețea avem 230 Vrms.

Deci, 12 VA împărțit la 230 V dă aproximativ 52 mA (0,052A) și acest lucru este cât de aproape am putea obține cu tipul de sarcină variabilă, pe care am numit aici o sursă constantă de curent liniar și puteți vedea acest lucru în detaliu, în partea 5 a serie, așa că am avansat puțin pentru a face un punct.

Când este încărcat la maximum avem 25,5 V aici și, de asemenea, când încărcăm la maxim putem vedea că există mai mult ripplu la ieșire.

Ripplu unei surse de alimentare nereglată

Acest ripplu poate fi redus prin capacitatea de ieșire mai mare, dar putem observa că aproximativ 24 de volți care au fost afișați ca tensiune secundară la sarcină maximă sunt aproximativ corect.

Căldura - Cât de multă este acceptabilă

Timp: 9:43s Sursa de alimentare nereglată de bază a constat dintr-un transformator, unele diode redresoare și o întreagă sarcină de condensatori și din aceste trei componente, condensatoarele sunt cele mai sensibile la căldură.

Pentru a obține toată capacitatea necesară, tipul de condensator utilizat este aproape întotdeauna un electrolitic din aluminiu. Acestea au un lichid sau gel în interior numit electrolit și cu timpul se evaporă. Odată dispărut, condensatorul nu mai este un condensator, este doar un rezistor. Acum, cu cât este mai fierbinte aerul pe condensator și cu cât mai mult condensatorul se încălzește prin trecerea curentului prin el, cu atât durata de viață este mai scurtă.

O mulțime de entuziaști de electronică sunt familiarizați cu termenul "re-capping" și aceasta se referă la economisirea unei piese de electronică și înlocuirea tuturor condensatoarelor electrolitice uscate din aluminiu.

Timp: 10: 25s Unul din ultimele lucruri pe care le voi face este să testez cât de calde devin toate componentele din sursa mea semi-reglată de alimentare. Deci, ceea ce am făcut este să o conectez la sarcina maximă, în testul anterior am verificat pentru a mă asigura că am consumat 12 volt-amperi prin vizionarea curentului la intrare.

Acum mă uit la curent la ieșire, aproximativ 320 mA, putem vedea că tensiunea urmărește aproximativ tensiunea nominală, 25,5 V în acest caz, și dacă vă întrebați ce a fost utilizarea acelei alimentări ATX ,am transformat-o într-o sursă de laborator pe care acum o folosesc pentru a rula acest ventilator DC.

Timp: 11: 01s Acum nu suflu aer pe sursa de alimentare, suflu aer pe sarcină. Sarcina, din nou, este în principiu un potențiometru de precizie cu 10 ture conectat la un regulator liniar care face o sursă de curent, dar puterea pe care o disipă aici este mult mai mare decât ceea ce se poate obține în mod normal, astfel încât aerul menține această parte rece.

Aici este termocuplul meu și vârful se odihnește în aer liber acum și puteți vedea că este o zi destul de fierbinte aici, în interiorul casei mele, aproape 30 de grade Celsius. Deci, ceea ce am de gând să fac este să iau vârful aici și o să-l ating de părțile diferitelor componente. Deci, de exemplu, partea de sus a transformatorului este de aproximativ 33,5 grade sau cam așa ceva, deci la sarcină maximă nu devine foarte fierbinte.

Temperatura sursei de alimentare nereglată

Totuși, ceea ce este chiar mai interesant este să te uiți la condensatorul electrolitic din aluminiu și acest dispozitiv este la aproximativ 32°C. Deci, în general, această sursă de alimentare nu se încălzește foarte mult la toate. Cele două componente critice sunt cu numai 2 până la 3 grade, poate cu 4 grade mai mult decât temperatura aerului înconjurător și sunt, de asemenea, sub limita maximă de 40°C înscrisă pe transformator.

Timp: 12: 23s Există o altă componentă în această sursă de alimentare a cărei temperatură vreau să o măsor și aceasta este punteal de diode la care mă uit aici. Din nou, temperatura ambiantă este aproximativ 30°C.

Când fac testul de temperatură aici trebuie să fiu foarte atent, deoarece firele albastre și negre pe care le vedem aici sunt conectate la 230 V AC. Deci, cu siguranță nu vreau să fac scurtcircuit cu mâna mea. Așa că puneți foarte atent vârful pe componentă și putem vedea că ajungem la aproape 39°C, aproape 40°C, deci aceasta este cea mai caldă componentă a circuitului.

Timp: 13: 01 Aceasta conchide partea a doua a surselor de alimentare pentru non-EE. Rămâneți acordați pentru partea a treia unde ne vom uita la surse de alimentare liniare reglate.

În numele meu și Electronics -Tutorials.ws vă mulțumim pentru vizionare și sperăm să ne vedem din nou pentru partea a 3-a.

Sfârșit de transcriere video tutorial.

Puteți găsi mai multe informații și un tutorial minunat despre surse de alimentare nereglate urmând acest link: Sursă nereglată de alimentare.

În partea a treia a tutorialului nostru despre sursele de alimentare pentru începători, vom analiza utilizarea surselor de alimentare liniare și vom vedea cum regulatoarele liniare serie și șunt sunt mai bune să controleze ieșirea lor.