پارامترهای ساختاری و تحلیل خطای منبع تغذیه تثبیت شده DC
منبع تغذیه تنظیم شده DC بخش مهمی از مدارهای الکترونیکی است. چه در محصولات الکترونیکی صنعتی و چه در محصولات الکترونیکی غیرنظامی، منبع تغذیه DC به طور کلی برای تامین برق مدار کنترل آن استفاده می شود. عملکرد منبع تغذیه تنظیم شده ارتباط مستقیمی با عملکرد کل مدار الکترونیکی دارد. به عبارت ساده، منبع تغذیه تثبیت شده DC برای تبدیل جریان متناوب 220 ولت در شبکه است که جهت آن همیشه از طریق مدار تبدیل تغییر می کند به جریان مستقیم با جهت ثابت.
منبع تغذیه عمومی تنظیم شده DC از چهار قسمت تشکیل شده است، یعنی قسمت ترانسفورماتور، قسمت مدار یکسو کننده، قسمت مدار فیلتر و قسمت مدار تثبیت کننده ولتاژ. وظیفه آن تبدیل برق AC ورودی به برق DC مورد نیاز تجهیزات الکترونیکی و تامین برق DC برای مدارهای الکترونیکی مختلف است.
1 بخش ترانسفورماتور AC
عملکرد ترانسفورماتور AC این است که ورودی ولتاژ AC بزرگتر توسط شبکه را به ولتاژ AC کوچکتر تبدیل می کند و فرکانس ولتاژ AC تغییر نمی کند. ترانسفورماتور AC از قانون القای الکترومغناطیسی استفاده می کند. هیچ اتصال الکتریکی بین سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه وجود ندارد، فقط کوپلینگ مغناطیسی است.
انتخاب پارامترهای ترانسفورماتور عمدتاً نسبت تبدیل ترانسفورماتور و بازده تبدیل را در نظر می گیرد: نسبت تبدیل ولتاژ ترانسفورماتور متناسب با تعداد چرخش سیم پیچ های اولیه و ثانویه است. راندمان ترانسفورماتور قدرت اولیه / توان ثانویه است. ولتاژ خروجی مورد نیاز توسط ولتاژ بار تعیین می شود. ایرادات رایج ترانسفورماتورها شامل کاهش عایق، اتصال کوتاه سیم پیچ، مدار باز و غیره است. کاهش عایق شرایطی است که اغلب در طول فرآیند کار ترانسفورماتورها رخ می دهد. خطاهای کاهش عایق در واقع کاهش مقاومت عایق است که باعث افزایش جریان ترانسفورماتور و تولید گرمای جدی می شود و افزایش دما باعث پیری بیشتر لایه عایق و تشکیل یک دایره باطل می شود. اتصال کوتاه جزئی سیم پیچ اولیه ولتاژ خروجی را کاهش می دهد، اتصال کوتاه سیم پیچ ثانویه ولتاژ خروجی را افزایش می دهد و اتصال کوتاه جدی باعث گرم شدن ترانسفورماتور یا حتی دود و سوختن می شود. خطاهای اتصال کوتاه را می توان با محدوده ولتاژ یک مولتی متر اندازه گیری کرد. یک مدار باز در سیم پیچ اولیه یا سیم پیچ ثانویه باعث عدم وجود ولتاژ خروجی در مدار می شود.
2 قسمت مدار یکسو کننده
مدار به اصطلاح یکسو کننده مداری است که ولتاژ یا جریان متناوب را به ولتاژ یا جریان DC ضربانی تبدیل می کند. دیود در مدار یکسو کننده استفاده می شود. دیود دارای رسانایی تک فاز است، یعنی زمانی که دیود به ولتاژ رو به جلو وصل می شود روشن می شود (آند به پتانسیل بالا وصل می شود و کاتد به پتانسیل پایین وصل می شود) و ولتاژ معکوس متصل است (آند به پتانسیل کم و کاتد به پتانسیل بالا وصل می شود). بالقوه) هنگامی که دیود قطع می شود. با استفاده از این مشخصه دیود می توان یک مدار یکسوسازی نیمه موج یا یک مدار یکسوسازی تمام موج را تشکیل داد. در مدار یکسوسازی نیمه موج، دیود فقط نیمی از چرخه را هدایت می کند. در یک مدار یکسوسازی تمام موج، دیود برای کل چرخه هدایت می کند. در مقایسه با مدار یکسو کننده نیمه موج، مدار یکسو کننده تمام موج دارای ضربان ولتاژ خروجی کمتر، مقدار متوسط ولتاژ خروجی بیشتر و استفاده موثر از انرژی منبع تغذیه است، بنابراین اکنون مدار یکسو کننده اساساً تشکیل شده است. از دو دیود یک مدار یکسو کننده تمام موج یا یک پل یکسو کننده متشکل از چهار دیود.
انتخاب پارامترهای دیود در مدار یکسو کننده عمدتاً میانگین جریان کاری دیود و بالاترین ولتاژ کاری معکوس که دیود می تواند تحمل کند در نظر می گیرد. به منظور ایمنی، پارامترهای انتخاب شده باید حدود دو برابر بزرگتر از مقدار محاسبه شده باشد. عیوب رایج در مدار یکسو کننده پل شامل جوش مجازی دیود، جوش معکوس، اتصال کوتاه و غیره می باشد. هنگامی که یک دیود در مدار یکسو کننده پل لحیم یا قطع می شود، مدار یکسو کننده به یک مدار یکسو کننده نیم موج تبدیل می شود. هنگام بررسی با اسیلوسکوپ، خواهید دید که شکل موج ولتاژ خروجی فقط در نیم سیکل ظاهر می شود. اگر جوش مجازی D1 یا D3 باشد، شکل موج فقط در نیمه دوم چرخه منبع تغذیه ظاهر می شود. اگر جوش مجازی D2 یا D4 باشد، شکل موج فقط در نیمه اول منبع تغذیه ظاهر می شود. اگر دیود معکوس شود، باعث اتصال کوتاه می شود. در این زمان جریان بسیار زیاد است و هم دیود و هم ترانسفورماتور می سوزند.
قسمت مدار 3 فیلتر
از مشخصه ای استفاده کنید که ولتاژ دو طرف خازن عنصر ذخیره انرژی نمی تواند جهش یابد تا خازن را موازی با بار RL وصل کنید، یا از این مشخصه استفاده کنید که جریان عبوری از اندوکتانس عنصر ذخیره انرژی نمی تواند جهش یابد تا به اتصال خازن متصل شود. اندوکتانس و بار RL به صورت سری برای تشکیل یک مدار فیلتر برای فیلتر کردن یکسو کننده فوقانی مولفه AC ولتاژ و جریان خروجی در مدار جزء DC خود را حفظ می کند و شکل موج ولتاژ یا جریان خروجی را صاف تر می کند و پالس را بهبود می بخشد. ولتاژ خروجی مدار فیلتر خازن ساده ترین است. هنگامی که اندوکتانس سیم پیچ القایی در مدار فیلتر اندوکتانس زیاد باشد، به یک هسته آهنی نیاز است که به راحتی باعث تداخل الکترومغناطیسی می شود.
انتخاب پارامترهای خازن در مدار فیلتر عمدتاً شامل زمان تخلیه ثابت RC و مقاومت در برابر ولتاژ است. برای اینکه مدار به طور قابل اعتماد کار کند، RC به طور کلی بزرگتر یا مساوی 1.5 ~ 2.5T است (T دوره ولتاژ خروجی ترانسفورماتور است) و مقدار ولتاژ مقاومت خازن معمولاً 1.5 ~ 2U است (U است). مقدار موثر ولتاژ خروجی ترانسفورماتور). خطاهای رایج در مدار فیلتر شامل خرابی، مدار باز و کاهش ظرفیت می باشد. می توانید از دنده اهم مولتی متر برای قضاوت در مورد خرابی یا خطای مدار باز خازن استفاده کنید. هنگامی که خازن فیلتر خراب یا اتصال کوتاه می شود، باعث سوختن دیود یکسو کننده و ترانسفورماتور ولتاژ می شود. هنگامی که خازن فیلتر مدار باز می شود یا ظرفیت آن کاهش می یابد، ولتاژ خروجی بسیار کاهش می یابد که باعث می شود ولتاژ ورودی بار برای کار عادی بسیار کم شود.
