Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки
Кафедра РЕЗ
РЕФЕРАТ
На тему:
«Регулювання джерел живлення РЕМ»
МІНСЬК, 2008
1. Основні параметри джерел живлення
Першим кроком при діагностиці і регулюванню будь РЕЗ є перевірка справності блоку живлення. Для роботи РЕЗ в основному використовуються вторинні джерела живлення (ВІП). Первинні джерела живлення - це мережа змінного струму, акумулятори, батареї, термо-і фотоперетворювачі. Різновиди джерел вторинного живлення показана на рис. 1.
Рис.1. Класифікація ВІП
Джерела вторинного живлення РЕЗ мають наступні основні параметри:
напруга мережі живлення (220,127 В);
відхилення напруги мережі від номінального значення ± 10%;
частоту харчування мережі (50,400 Гц);
повну потужність споживану від мережі;
номінальні вихідні напруги і струми навантаження;
коефіцієнти пульсацій;
для стабілізованих ВІП коефіцієнт стабілізації по струму (для стабілізатора струму), стабілізації за напругою (для стабілізатора напруги);
коефіцієнт корисної дії
Коефіцієнт стабілізації за напругою представляє собою відношення відносної зміни вхідної напруги до відносного зміни вихідного:
1
Коефіцієнт пульсації дорівнює:
2
де U 0 - постійна складова;
U ~ - амплітуда змінної складової.
Вихідна диференціальний опір визначається наступним виразом:
3
де . I min часто буває рівним нулю.
2.Настройка і регулювання нестабілізованих ІП (НІП).
Перш ніж приступити до налаштування НІП, необхідно ознайомитися з принциповою і монтажною схемами і переконатися у правильності складання і монтажу.
НІП бувають однополуперіодні (використовується один період змінного струму) і двухполуперіодний (два періоди змінного струму), однофазні і багатофазні. Розподіл обумовлено способом включення випрямних елементів. У двухполуперіодний менше пульсації і менше енерговтрати.
На рис 2. наведена принципова схема НІП з однополуперіодним випрямленням. При підвищених вимогах величиною пульсацій застосовують двохполуперіодній випрямлення.
Рис.2. Принципові схеми однополупериодного і двухполупериодного випрямлячів
Для знаходження несправностей НІП необхідні: ЛАТР, вольтметр, омметр і осцилограф.
За допомогою вимірювань омметром виробляють звірення з картою опорів. Якщо все нормально, то через ЛАТР виробляють початкове включення.
Якщо схема справна, то після перевірки справності вимірюють характеристики НВП.
Якщо є несправності, то проводять настройку блоку. НІП можна розділити на три вузли: трансформатор, випрямляч, фільтр. Діагностику несправностей виробляють за наступним алгоритмом, починаючи з перевірки вихідної напруги.
Рис.3. Алгоритм пошуку несправностей НІП
З малюнка видно, що навіть для простої схеми алгоритм пошуку несправностей досить складний, а якщо додати ще й фільтр, то алгоритм значно ускладниться. Після виправлення несправностей (обрив, замикання) виробляють дослідження характеристик НІП, якщо параметри не в нормі.
Схема вимірювання характеристик НІП має вигляд:
Рис.4.
Використовуючи таку схему можна виміряти випрямлена напруга, навантажувальну характеристику, коефіцієнт пульсацій і споживану потужність.
PV1 і PV2 - прилади, за допомогою яких визначають споживану потужність. Випрямлена напруга визначають за показаннями вольтметра PV2.
В якості вимірювального приладу може бути використаний осцилограф і тоді, можна визначити коефіцієнт пульсацій.
Автотрансформатор Т1 необхідний для плавного регулювання змінного вхідного напруги.
Напруга пульсацій залежить від частоти мережі, виду випрямляча та фільтра. Для вимірювання K П на вхід випрямляча WS подається номінальна змінна напруга і за допомогою резистора R П встановлюють номінальний струм по PA2. Вольтметром PV2 або осцилографом вимірюють U O і U ~ і визначають K П
Для УНЧ K П має бути <0,5%
Для УПЧ До П має бути <0,05 - 0,1%.
Причинами підвищеного значення коефіцієнта пульсацій можуть бути недостатня ємність фільтру і асиметрія плечей вторинної обмотки силового трансформатора.
Навантажувальна характеристика знімається наступним чином: Змінюючи опір R н в заданих ТУ межах PA2 вимірюють струм. За отриманими даними будують навантажувальну характеристику Uвих = f (I), з якої визначають зміну напруги на навантаженні (D U).
I ВИХІД, MAX визначається допустимим струмом випрямних вентилів. Зміна напруги на навантаженні обумовлено збільшенням падіння напруги на обмотці трансформатора, діоді, резистори (або індуктивності) фільтра. Таким чином, регулювання випрямляча полягає у перевірці та встановлення нормальних електричних режимів роботи його елементів.
3.Регуліровка стабілізованих ВП.
Існують наступні види стабілізованих ІП: параметричні стабілізатори (ПС), компенсаційні стабілізатори (КС) і імпульсні (ПІП).
ПС використовують нелінійність ВАХ п / п діодів, варисторів, газо наповнених електровакуумних приладів. В даний час в якості ПС найчастіше використовують стабілітрони. Бувають звичайні і термоскомпенсірованние стабілітрони.
Принципова схема параметричного стабілізатора напруги включає в себе резистор R1, який визначає режим роботи стабілітрона і стабілітрон.
Стабілізатори струму виконувалися переважно на бареттера (нелінійних опорах). У сучасних схемних рішеннях використовуються біполярні та польові транзистори. Резистор R1 задає робочу точку транзистора. В основному параметричні стабілізатори використовують як еталонів напруги в інших типах стабілізаторів. Регулювання ПС полягає в підборі гасящего резистора R1. Від вибору величини резистора його точності залежить вихідний струм (струм на навантаженні) і коефіцієнт пульсацій. Компенсаційні стабілізатори мають більш високі параметри.
Структурна схема стабілізатора компенсаційного типу.
Принцип роботи такого стабілізатора полягає в автоматичному підтримці постійного вихідної напруги за допомогою регулювального елемента, керованого по ланцюгу зворотного зв'язку. Практичні схеми стабілізованих джерел живлення розрізняються за способами включення регулюючого елемента і отримання опорного напруги (U ВП), а також по схемного рішенням ланцюга зворотного зв'язку.
Типова схема компенсаційного стабілізатора напруги з послідовним регулюючим транзистором і джерелом опорного напруги на стабілітроні наведена на рис. Тут транзистор VT1 - регулюючий елемент, транзистор VT2 - підсилювач постійного струму (підсилювач зворотного зв'язку). Схема порівняння вихідного напруги з опорною, реалізована на транзисторі VT3. Джерело опорної напруги зібраний на VD1 і R3 і являє собою параметричний стабілізатор.
Регулювання стабілізаторів проводиться після регулювання випрямляча. Розглянемо методику регулювання і настройки компенсаційного стабілізатора. Регулювання і настроювання компенсаційного стабілізатора полягає у перевірці самозбудження, яке може бути з'являтися через наявність у схемі ланцюгів зворотного зв'язку та елементів підсилення. У процесі регулювання КС перевіряють електричні режими роботи в нього входять, на відповідність номіналів вказаним на схемі або технологічних картах, а також визначають навантажувальну характеристику, К П і К СТАБ. У разі виявлення несправностей, використовуючи різні методи відшукання несправностей, знаходять несправність, усувають її і продовжують регулювання.
Кожна конкретна схема має деякий алгоритм діагностики. Для нашої схеми алгоритм діагностики має вигляд:
Діагностику стабілізаторів напруги починають з перевірки вхідної напруги. При його відсутності визначають напругу на вході стабілізатора. Наявність напруги свідчить про дефект у стабілізаторі. При його відсутності пошук несправностей необхідно перенести на випрямляч і трансформатор.
У стабілізаторі перевіряють спочатку регулюючий транзистор VT1 (див. рис.), А потім керуючий VT2, транзистор схеми порівняння VT3 і джерело опорної напруги VD1. Один з можливих алгоритмів пошуку несправності стабілізатора напруги зображений на рис. В основу алгоритму покладено спосіб послідовних проміжних вимірювань.
Електронна промисловість випускає інтегральні мікросхеми - стабілізатори напруги (К142ЕН1 - К142ЕН9).
Діагностика електронних стабілізаторів на мікросхемах зводиться до перевірки можливих замикань у навантаженні і контролю напруг на висновках. Після порівняння виміряних величин з табличними або отриманими в справному блоці, робиться висновок про стан стабілізатора.
Відзначимо, що останні модифікації інтегральних мікросхем К142КН5 К142ЕН9 не потребує зовнішніх додаткових елементів (трехвиводние стабілізатори).
У стабілізаторах з послідовним регулюванням елементів при перевантаженнях по струму і КЗ на регулюючому транзисторі виникають великі перевантаження по потужності. Якщо не передбачити заходи захисту, то короткочасні перевантаження можуть вивести РЕ з ладу через тепловий чи потенційного пробою. У разі наявності таких ланцюгів, тобто ланцюгів захисту до основних РНО додаються операції з встановлення струму спрацьовування захисного пристрою компенсаційного стабілізатора.
4. Імпульсні джерела живлення (ПІП).
Принцип дії, реалізований при створенні імпульсного джерела живлення полягає в перетворенні випрямленої напруги (50Гц 220В) в імпульси прямокутної форми з частотою проходження 20 - 30 кГц та подальшому їх випрямленням.
Структурна схема
Напруга мережі через протизавадний фільтр подається на НЧ випрямляч. Можливо включення понижуючого трансформатора. Випрямлена напруга згладжується фільтром, в деяких випадках стабілізується і подається через ключ на первинну обмотку імпульсного ВЧ трансформатора. Ключ управляється спеціальною схемою з частотою декілька кілогерц. Імпульси струму в первинній обмотці транзистора індукує у вторинних обмотках відповідні напруги (змінні), які випрямляються випрямлячем 2 і згладжуються фільтром 2. Трансформатор 2 крім основної функції виробляє гальванічну розв'язку первинної і вторинних ланцюгів.
Вихідна напруга залежить від шпаруватості (q) керуючих імпульсів, від частоти (f), напруги на вході і від коефіцієнта трансформації трансформатора 2. Отже, вихідна напруга можна регулювати наступними способами:
1. Зміною U ПІТ на вході.
2. Зміною частоти при незмінній тривалості імпульсів (частотно імпульсна модуляція).
3. Зміною тривалості імпульсу при незмінній частоті (широтно-імпульсна модуляція).
4. Комбіноване регулювання.
Регулювання ІІП, як і раніше, починають із зовнішнього огляду, визначаючи наявність обривів, замикань і т.д. Потім підключають навантаження (це обов'язково) і через ЛАТР подають харчування. Далі два види випрямлячів (див. вище), стабілізатор (див. вище), захист (див. вище). Схема управління ключем яка включає в себе схему регулювання U ВИХІД, схему запуску і ланцюг зворотного зв'язку.
Узагальнений алгоритм діагностики блоку живлення телевізора. В іншому випадку можливе пошкодження елементів при перехідних процесах внаслідок великих викидів напруг.
Включивши блок живлення, перевіряють надходження напружень на схему. Прискорює пошук дефектів використання осцилографа. Перевірка осцилограм проводиться у характерних точках.
ЛІТЕРАТУРА
Ігнатович В.Г., Митюхина А.І. - Регулювання і ремонт побутової радіоелектронної апаратури .-- Мінськ: "Вишейшая школа", 2002-366с.
Технологія РЕУ і автоматизація виробництва РЕА: Підручник для вузів А.П. Достанко, В.Л Ланін, А.А. Хмиль і др.Под ред.академіка А. П. Достанко, - Мінськ "Вишейшая щкола.-2002.-400 с.
Колесніков В.М. - Лазеpная звукозапис та цифpовом pадіовещаніе. - М.: "Радіо і зв'язок", 2001 - 214 с.