Thông số kết cấu và phân tích lỗi của bộ nguồn DC ổn định
Nguồn điện được điều chỉnh DC là một phần quan trọng của các mạch điện tử. Cho dù đó là sản phẩm điện tử công nghiệp hay sản phẩm điện tử dân dụng, nguồn điện một chiều thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho mạch điều khiển của nó. Hiệu suất của nguồn điện quy định có liên quan trực tiếp đến hiệu suất của toàn bộ mạch điện tử. Nói một cách dễ hiểu, bộ nguồn DC ổn định là biến đổi dòng điện xoay chiều 220 V trong lưới điện có hướng luôn thay đổi thông qua mạch biến đổi thành dòng điện một chiều có hướng không đổi.
Bộ nguồn điều chỉnh DC chung bao gồm bốn phần, đó là phần biến áp, phần mạch chỉnh lưu, phần mạch lọc và phần mạch ổn định điện áp. Chức năng của nó là chuyển đổi nguồn AC đầu vào thành nguồn DC theo yêu cầu của thiết bị điện tử và cung cấp nguồn DC cho các mạch điện tử khác nhau.
1 Phần máy biến áp xoay chiều
Chức năng của máy biến áp xoay chiều là thay đổi điện áp xoay chiều lớn hơn đầu vào của lưới thành điện áp xoay chiều nhỏ hơn và tần số của điện áp xoay chiều sẽ không thay đổi. Máy biến áp xoay chiều vận dụng định luật cảm ứng điện từ. Không có kết nối điện giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, chỉ có khớp nối từ tính.
Việc lựa chọn các thông số máy biến áp chủ yếu xem xét tỷ số biến đổi của máy biến áp và hiệu suất biến đổi: tỷ số biến đổi của điện áp máy biến áp tỷ lệ thuận với số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp; hiệu suất của máy biến áp là công suất sơ cấp / công suất thứ cấp. Điện áp đầu ra yêu cầu được xác định bởi điện áp tải. Các lỗi phổ biến của máy biến áp bao gồm giảm cách điện, ngắn mạch cuộn dây, hở mạch, v.v. Suy giảm cách điện là tình trạng thường xảy ra trong quá trình làm việc của máy biến áp. Sự cố suy giảm cách điện thực chất là sự giảm điện trở cách điện làm cho dòng máy biến áp tăng lên, gây ra hiện tượng sinh nhiệt nghiêm trọng, nhiệt độ tăng làm cho lớp cách điện tiếp tục lão hóa, tạo thành một vòng luẩn quẩn. Ngắn mạch một phần cuộn sơ cấp sẽ làm giảm điện áp đầu ra, ngắn mạch một phần cuộn thứ cấp sẽ làm tăng điện áp đầu ra và ngắn mạch nghiêm trọng sẽ khiến máy biến áp nóng lên hoặc thậm chí bốc khói và cháy. Lỗi ngắn mạch có thể được đo bằng dải điện áp của đồng hồ vạn năng. Hở mạch ở cuộn sơ cấp hoặc cuộn thứ cấp sẽ dẫn đến không có điện áp đầu ra trong mạch.
2 phần mạch chỉnh lưu
Cái gọi là mạch chỉnh lưu là một mạch chuyển đổi điện áp hoặc dòng điện xoay chiều thành điện áp hoặc dòng điện xoay chiều DC. Điốt được sử dụng trong mạch chỉnh lưu. Điốt có độ dẫn một pha, nghĩa là điốt được bật khi nó được kết nối với điện áp thuận (cực dương được kết nối với điện thế cao và cực âm được kết nối với điện thế thấp) và điện áp ngược là được kết nối (cực dương được kết nối với điện thế thấp và cực âm được kết nối với điện thế cao). Tiềm năng) khi điốt cắt. Sử dụng đặc tính này của diode có thể tạo thành mạch chỉnh lưu nửa sóng hoặc mạch chỉnh lưu toàn sóng. Trong mạch chỉnh lưu nửa sóng, diode chỉ dẫn trong nửa chu kỳ; trong mạch chỉnh lưu toàn sóng, diode dẫn trong toàn bộ chu kỳ. So với mạch chỉnh lưu nửa sóng, mạch chỉnh lưu toàn sóng có xung điện áp đầu ra nhỏ hơn, giá trị trung bình của điện áp đầu ra lớn hơn và sử dụng hiệu quả năng lượng của nguồn điện, vì vậy hiện nay mạch chỉnh lưu về cơ bản được cấu tạo của hai điốt. Mạch chỉnh lưu toàn sóng hoặc cầu chỉnh lưu gồm bốn điốt.
Việc lựa chọn các tham số diode trong mạch chỉnh lưu chủ yếu xem xét dòng điện làm việc trung bình của diode và điện áp làm việc ngược cao nhất mà diode có thể chịu được. Để đảm bảo an toàn, các thông số được chọn phải lớn gấp đôi giá trị tính toán. Các lỗi phổ biến trong mạch chỉnh lưu cầu bao gồm hàn ảo diode, hàn ngược, ngắn mạch, v.v. Khi một diode trong mạch chỉnh lưu cầu được hàn hoặc ngắt kết nối, mạch chỉnh lưu sẽ trở thành mạch chỉnh lưu nửa sóng. Khi kiểm tra bằng máy hiện sóng, bạn sẽ thấy dạng sóng của điện áp ra chỉ xuất hiện trong nửa chu kỳ. Nếu là hàn ảo D1 hoặc D3, dạng sóng chỉ xuất hiện trong nửa chu kỳ thứ hai của nguồn điện; nếu là hàn ảo D2 hoặc D4, dạng sóng chỉ xuất hiện trong nửa chu kỳ đầu tiên của nguồn điện. Nếu một diode bị đảo ngược, nó sẽ gây ra lỗi ngắn mạch. Tại thời điểm này, dòng điện rất lớn và cả diode và máy biến áp sẽ bị đốt cháy.
3 phần mạch lọc
Sử dụng đặc tính không thể thay đổi điện áp trên tụ điện của phần tử lưu trữ năng lượng để kết nối tụ điện song song với tải RL hoặc sử dụng đặc tính dòng điện đi qua cuộn cảm của phần tử lưu trữ năng lượng không thể thay đổi để kết nối cuộn cảm và tải RL mắc nối tiếp để tạo thành một mạch lọc để lọc bộ chỉnh lưu phía trên. Thành phần AC của điện áp đầu ra và dòng điện trong mạch giữ lại thành phần DC của nó, làm cho dạng sóng của điện áp hoặc dòng điện đầu ra mượt mà hơn và cải thiện xung của điện áp đầu ra. Mạch lọc tụ là đơn giản nhất. Khi độ tự cảm của cuộn dây tự cảm trong mạch lọc điện cảm lớn, cần có lõi sắt, dễ gây nhiễu điện từ.
Việc lựa chọn các tham số tụ điện trong mạch lọc chủ yếu bao gồm hằng số thời gian xả RC và giá trị điện áp chịu được. Để mạch hoạt động đáng tin cậy, RC thường lớn hơn hoặc bằng 1,5 ~ 2,5T (T là khoảng thời gian của điện áp đầu ra của máy biến áp) và giá trị điện áp chịu được của tụ điện thường lấy 1,5 ~ 2U (U là giá trị hiệu dụng của điện áp ra của máy biến áp). Các lỗi thường gặp ở mạch lọc gồm có sự cố, hở mạch, giảm công suất. Bạn có thể sử dụng bánh răng ohm của đồng hồ vạn năng để đánh giá sự cố hoặc lỗi hở mạch của tụ điện. Khi tụ lọc bị hỏng hoặc ngắn mạch sẽ dẫn đến cháy diode chỉnh lưu và biến điện áp; khi tụ lọc bị hở mạch hoặc giảm công suất, điện áp đầu ra sẽ giảm rất nhiều, điều này sẽ khiến điện áp đầu vào của tải quá thấp để hoạt động bình thường.
