Elektronika: barošanas bloks

Šajā rakstā apskatīsim vienu no svarīgākajām jebkura elektronikas izstrādājuma sastāvdaļām – barošanas bloku.
Šos strāvas avotus pēc darbības principa iedala 2 galvenajās kategorijās:
a) transformatora barošanas bloks
b) impulsu barošanas bloks
Mēs analizēsim tikai pirmo no tiem, jo impulsu shēmas ir visai sarežģītas un nespeciālistam nebūs saprotamas.

Klasisks transformatora barošanas bloka piemērs ir tīkla adapters, tāds droši vien mājās atradīsies katram.
[img]/images/upload/adaptor1.jpg[/img]

Kas lācītim vēderā?
[img]/images/upload/TPS_schematics.jpg[/img]
Vislielākā un vissmagākā detaļa ir [b]transformators TR1[/b]. Tas sastāv no tērauda serdes, primārā tinuma (tas pieslēgts ~220V tīklam) un sekundārā tinuma (šeit iegūstam jau pazeminātu maiņstrāvas spriegumu). Serde – tā ir plānu elektrotehniskā tērauda plāksnīšu pakete, tās uzdevums ir koncentrēt elektromagnētisko lauku. Kāpēc nevar lietot monolītu metāla kluci plānu plāksnīšu vietā? Tāpēc, ka pie 50Hz maiņstrāvas serde pārmagnetizējas 100 reižu sekundē, un monolītā metālā virpuļstrāvas radītu lielus zudumus.
Nākošais shēmas elements ir [b]taisngriezis VD[/b]. Tas izveidots no 4 diodēm, kuras ieslēgtas tilta shēmā. Pēc taisngrieža maiņstrāva jau ir pārvērtusies līdzstrāvā, bet tā ir pulsējoša. Ja mēģināsim ar tādu barot, piem. pastiprinātāju, tad neko vairāk par rūkoņu nedzirdēsim. Pulsāciju izlīdzināšanai lieto [b]filtru[/b] – lielas kapacitātes (parasti vismaz 1000 mikrofaradi) elektrolītisko kondensatoru C1.

Bieži sastopami arī sarežģītāki tīkla adapteri:
[img]/images/upload/adaptor2.jpg[/img]
Šim eksemplāram ir papildus izvadi no transformatora sekundārā tinuma, kas ļauj iegūt vairākus izejas spriegumus. Tāpat ir izejas sprieguma polaritātes pārslēgs un indikatora gaismas diode.
Visbiežāk lietotie plaša patēriņa tīkla adapteri ir ar izejas spriegumu 3 – 15 V, un max izejas strāvu 100 mA – 1 A.

Kas nosaka izejas spriegumu? Primārā un sekundārā tinumu vijumu skaita attiecība.
Kas nosaka transformatora (un visa barošanas bloka) max strāvu un jaudu? Galvenokārt transformatora tinumu vadu diametrs. Jo resnāki vadi, jo lielāka jauda, bet līdz ar to arī strauji pieaug izmēri un masa.

Tagad apskatīsim barošanas bloku [b]plusus un mīnusus[/b].

a) transformatora bloki: ļoti vienkārša konstrukcija, lēti, droši darbībā. Viegli panes 220 V sprieguma svārstības. Mazjaudas transformatori labi iztur īslaicīgu īssavienojumu izejā, lielākus var aizsargāt ar kūstošo drošinātāju.
Mīnusi: smagi, jaudīgākiem transformatoriem nepieciešams nodrošināt labu dzesēšanu. Spriegums izejā ir stipri atkarīgs no slodzes; parasti U aprēķina nominālai slodzei, tukšgaitā tas var būt ievērojami virs normas (un izraisīt elektronikas bojājumus). Piemēram Ķīnā ražotam 12 V 500 mA adapterim tukšgaitas spriegums sasniedz 20 V.

b) impulsu bloki: satur tranzistorus un mikroshēmas, uzbūve mēdz būt visai sarežģīta. Arī PC un TV barošanas bloks ir impulsu. Spēj nodrošināt lielas strāvas vērtības pie augsta lietderības koeficienta, izmēri un svars ievērojami mazāki kā līdzīgas jaudas transformatoru blokiem. Parasti izejas spriegums ir stabilizēts, un shēma aizsargāta pret pārslodzēm un īssavienojumiem.
Mīnusi: ļoti prasīgi pret 220 V ieejas sprieguma svārstībām, jebkurš pārspriegums var izraisīt bojājumu. Šie barošanas bloki nav universāli, katram pielietojumam tiek projektēti atšķirīgi.

[b]Tīkla adaptera stabilizācija[/b]

Veikalos ir nopērkami daži stabilizētu adapteru tipi, bet vajadzības gadījumā katrs to var izdarīt pats. Rezultātā iegūsim stabilu spriegumu bez pulsācijām. Ja nestabilizēts spriegums bieži izraisa fonu audio aparatūrā, tad pēc modernizācijas tas pazudīs.
Visvienkāršāk lietot kādu L78 sērijas stabilizatora mikroshēmu, ja gribam stabilizēt (+) spriegumu, vai L79 – ja (-). Tādu ir visai daudz un atrodamas jebkurā radiodetaļu tirgotavā. Der arī Krievijas analogi KPEH5 – KPEH9. Visu šo mikroshēmu saraksts, to stabilizācijas spriegumi un citi parametri pieejami, piemēram, [url=http://www.elfa.se/elfa-bin/setpage.pl?http://www.elfa.se/elfa-bin/showpage.pl?next=6536.htm&lang=fi]šeit[/url]
Izmaksas – zem lata, nekādi papildelementi nav vajadzīgi.
Minētajā avotā arī parādīti izvadu nosaukumi abām mikroshēmu sērijām: ieeja, izeja, korpuss. Populārākajiem L78 sērijas stabilizatoriem struktūrshēma un izvadu izvietojums skatāmi šeit:
[img]/images/upload/7805.jpg[/img]

L7805 stabilizē spriegumu 5 V līmenī, L7806= 6 V utt.
Jāņem vērā, ka mikroshēma bez pārkaršanas nespēj izkliedēt vairāk kā 1 W siltuma. Praksē parasti jālieto nelielu radiatoru (heatsink) vai alumīnija plāksnīti.

Informācija:
[url]http://en.wikipedia.org/wiki/Power_supply[/url]
Laba, eksperimentiem piemērota, regulējama stabilizēta barošanas avota shēma:
[url]http://www.aaroncake.net/circuits/supply.htm[/url]

[i]Rakstā lietots 1 fotoattēls, uz kuru attiecas autortiesības. Autors: Mike1024[/i]

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on whatsapp
WhatsApp

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *