Инструкция по переделке компьютерного блока питания в лабораторный
Любой БП от компьютера – практически готовый мощный и надежный лабораторный блок питания. Единственное, чего ему не хватает, – регулировки напряжения и тока. Но для того, кто читает схемы и умеет держать в руках паяльник, это не проблема. К примеру, переделка компьютерного БП ATX, собранного на ШИМ-контроллере TL494 или его аналоге, будет выглядеть следующим образом:
Отключаем узел стабилизации выходного напряжения. Для этого выпаиваем два резистора, которые соединяют вывод 1 микросхемы ШИМ-контроллера с шинами +12 и +5 В. На приведенном ниже фото отключение делается путем перекусывания перемычки.
Отключаем защиту от перенапряжения. Тут есть два варианта:
- Выпаиваем диод, отвечающий за узел защиты.
- Отрезаем 4 ножку микросхемы ШИМ-контроллера и подключаем ее к общей шине питания.
Меняем конденсаторы. Выпаиваем все сглаживающие конденсаторы по линиям +12, -12, +5, -5, +3,3 В. По шине +12 В устанавливаем конденсаторы той же емкости, что и стояли, но на рабочее напряжение не ниже 35 В.
Теперь наш БП выдает напряжение порядка 28 В (по бывшей шине +12 В), можно двигаться дальше. Собираем простенькую схему регулировки тока и напряжения.
Напряжение в этой схеме регулируется резистором R14, а ток – резистором R17. Оснащаем нашу конструкцию измерительными приборами, подключаем к доработанному БП, и лабораторный блок питания готов. С его помощью мы можем регулировать напряжение в диапазоне 1.2…28 В и изменять ток от 0 до 8 А. Более подробно о такой переделке и о разновидностях блоков питания ПК можно прочитать в статье «что можно сделать из блока питания от компьютера».
На этом беседу о лабораторных блоках питания можно закончить. Как вы убедились, схем подобных конструкций великое множество, причем самой разной сложности. Выбор же конкретного варианта будет зависеть только от ваших умения и желания.
Спасибо, помогло!51Не помогло2
Сейчас читают:
Как сделать импульсный блок питания своими руками: лучшие сборки и схемы
Как защитить блок питания от КЗ и перегрузок
Как сделать блок питания для шуруповерта
Схемы самодельного зарядного устройства с регулировкой тока и напряжения
Как отремонтировать блок питания компьютера своими руками
Схема тиристорного и симисторного регулятора тока
Такие элементы использовались в старых сварочных аппаратах. Их встраивали в первичную или вторичную обмотку трансформатора.
Принцип действия приборов таков:
- Управляющий элемент тиристора получает сигнал от регулятора. Это способствует открытию полупроводника. Диапазон длительности сигналов широк.
- Увеличение параметра способствует изменению времени начала полупериода электротока. Из-за этого его средняя сила снижается или повышается.
Главным недостатком схемы является увеличение времени нулевых значений. Дуга укорачивается, гаснет в процессе сварки. Для устранения такого эффекта в цепь включают дроссели.
Схема тиристорного регулятора мощности.
Частотное регулирование
Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.
Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.
На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.
Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.
Однофазные двигатели могут управляться:
- специализированными однофазными ПЧ
- трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора
Преобразователи для однофазных двигателей
В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.
Это модель Optidrive E2
Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.
При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:
f — частота тока
С — ёмкость конденсатора
В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:
Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.
Преимущества специализированного частотного преобразователя:
- интеллектуальное управление двигателем
- стабильно устойчивая работа двигателя
- огромные возможности современных ПЧ:
- возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
- многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
- входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
- различные выходы
- коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
- предустановленные скорости
- ПИД-регулятор
Минусы использования однофазного ПЧ:
Использование ЧП для трёхфазных двигателей
Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:
Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:
Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.
В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.
При работе без конденсатора это приведёт к:
- более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
- разному току в обмотках
Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна
Преимущества:
- более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
- огромный выбор по мощности и производителям
- более широкий диапазон регулирования частоты
- все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)
Недостатки метода:
- необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
- пульсирующий и пониженный момент
- повышенный нагрев
- отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями
Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.
Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:
- изменения частоты тока;
- силы тока;
- уровня напряжения.
В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.
Способы, как подключить регулятор оборотов
Как же подключить регулятор оборотов? Рассмотрим Motor Speed Controller 400W по 3 причинам:
- Это наиболее популярный контроллер скоростей.
- С его подключением возникают проблемы, из-за разметки на китайском языке.
- Подключение почти не отличается от того, чтобы был собран своими руками.
Для начала, стоит изучить схему подключения, напечатанная на боковинке регулятора или паспорте устройства.
Теперь необходимо воспользоваться распиновкой на задней панели. Понадобится выбрать необходимые выводы. Контакты CCW и COM всегда закорочены, трогать их не нужно. Для подключения понадобится задействовать 3 нижних контакта. АС ~ АС – это ноль и фаза (провода устанавливаются произвольно, все же ток переменный). В FG вставляется провод заземления, если оно есть.
Рекомендуется в разрыв фазного провода поставить конденсатор.
Он поможет сгладить поступающее напряжение. Также не помешает установить ферритовый фильтр. Оно поможет сгладить помехи при работу.
Как работает регулятор мощности на симисторе: самая простая схема из пяти доступных деталей и поясняющее видео
Сразу замечу, что новичка может ввести в заблуждение общепринятое слово «регулятор». Технически правильнее назвать сие изделие «ограничитель».
Симисторные и тиристорные модули работают за счет уменьшения величины номинальной мощности. Они не способны ее повышать, ибо банально срезают часть синусоиды.
Схем, работающих на этом принципе, разработано очень много. Они используются, как в промышленности, так и при самостоятельном изготовлении. Дальше предлагаю ознакомиться с одной из простейших.
Такую конструкцию можно собрать своими руками новичку для получения практических навыков, поместить ее в небольшую коробочку. Она при размещении на теплоотводящем радиаторе позволяет управлять нагрузкой до 5 киловатт.
В работе схемы участвует всего 5 деталей:
- Симистор BTA-41600B (продается в Китае).
- Динистор DB3 можно найти в энергосберегающих лампах или в интернет магазине.
- Резистор 500 Ом с мощностью рассеивания тепла от 1 ватта.
- Конденсатор 0,1 микрофарада с допустимым напряжением от 250 вольт.
- Переменный резистор с сопротивлением от 200 до 500 килоом.
Конструктивно регулятор можно выполнить простым навесным монтажом или разместить на монтажной плате. Это не принципиально, деталей мало.
Эта конструкция позволяет регулировать:
- температуру паяльника, нагревателей резистивного типа;
- обороты вращения коллекторных электродвигателей (пылесосы, стиральные машины, дрели, болгарки, перфораторы, шлифовальные машинки, электролобзики;
- свет от лампочек накаливания;
- ток зарядки автомобильных аккумуляторов;
- силу тока на первичной стороне трансформатора, но при этом создается искаженный сигнал, который несколько ухудшит процесс трансформации — электромагнитных преобразований.
В принципе это обычный диммер. Подобные изделия продаются в магазинах для ламп накаливания. Только он отличается небольшими доработками, упрощениями, не подходит к светодиодным и энергосберегающим источникам. Возможно их мерцание.
Схема не обеспечивает сохранение мощности на валу двигателя: при увеличении нагрузки, например, усиленном вдавливании резца в обрабатываемую деталь, обороты ротора падают.
Она вполне рабочая, но упрощена до минимума деталей. В ней даже трудно выделить все 4 основных узла, присущих подобным регуляторам. А это:
- частотно задающая RC цепочка;
- формирователь импульсов для отпирания симметричного управляющего диода;
- силовой элемент — сам симистор;
- демпферная RC цепочка (защищает триак от помех, возникающих на индуктивной нагрузке — электродвигателе).
Регулятор напряжения генератора
Генератор преобразует электричество. Без генератора не работала бы вся бортовая система машины. К обмотке магнита подключён специальный датчик. Простые пружины являются задающим устройством. Для устройства сравнения используется маленький рычаг. Группа контактов играет роль исполнительного устройства. Постоянное сопротивление представляет собой орган регулировки, который часто используется в машинах.
Во время работы генератора на его выходе возникает ток. Возникший ток переходит в обмотку магнитного реле. В результате появляется магнитное поле и под его воздействием плечо рычага раздвигается. На него начинает действовать пружина, и играет роль сравнивающего устройства. Когда ток превышает положенные значения, на магнитном реле контакты раздвигаются. В это время отключается постоянное сопротивление в цепи. Меньший ток поступает на обмотку.
Пожалуй, всем полезно знать, что такое класс точности электросчетчика.
Типы ВДТ по принципу срабатывания
По принципу срабатывания УЗО подразделяют на электронные и электромеханические. Электронные УЗО на порядок дешевле, чем электромеханические УЗО. Это объясняется его меньшей надежностью и дешевизной производства. Электронное УЗО «питается» от сети, и работа электронного УЗО зависит от параметров и качества этой самой электросети.
Приведу такой пример, у нас отгорел ноль в этажном щитке, соответственно пропадет питание электронного УЗО и оно не будет работать. И если в этом время произойдет замыкание фазы на корпус прибора, а человек его коснется, то электронное УЗО не сработает, т.к. оно просто напросто не работает, нет питания электроники из-за обрыва нуля. Или если по-простому электроника – это электроника, а китайская электроника – это вдвойне «электроника», которая может отказать в любой момент. Поэтому электромеханическое УЗО, которое не зависит от состояния сети, намного надежнее, чем электронное УЗО.
В основе принципа действия лежит сравнение входящего и выходящего тока УЗО обычного дифференциального трансформатора тока, и если ток не равен и больше уставки (номинальный отключающий ток УЗО в мА), как уже указывалось выше, то УЗО отключается.
По этим схемам можно определить, электронное УЗО или электромеханическое, схемы наносят на корпуса УЗО.
Известные производители, такие как ABB, Шнайдер Электрик, Хагер или Легранд не производят электронных УЗО, только электромеханические УЗО. Я ставлю в свои электрощиты электромеханические УЗО.
Для сравнения электронного и электромеханического УЗО предлагаю фото с их “внутренностями”. Я бы выложил электронное УЗО, какого-либо известного бренда, а не китайского, но, как писал выше, АББ, Шнайдер Электрик, Легранд и другие серьезные производители, не выпускают электронных УЗО.
Регулировка в сварочных инверторах
Такие агрегаты характеризуются лучшими рабочими параметрами, компактными размерами. Силу тока в этих аппаратах регулируют, меняя частоту генератора. При снижении этого параметра уменьшается передаваемая обмотке мощность.
Ручка регулятора располагается на передней панели аппарата. Вращением ручки изменяют параметры работы генератора. В результате сварочная дуга приобретает нужные характеристики. Инверторные аппараты настраивают так же, как ручные.
Помимо регулировочной ручки, управляющий блок инвертора снабжается дополнительными средствами защиты и настройки. Они помогают поддерживать устойчивую дугу, делают сварку безопасной.
Устройство инверторного сварочного аппарата.
Как сделать стабилизатор тока для светодиодов самостоятельно
Изготовление стабилизатора для светодиодов своими руками осуществляется несколькими способами. Новичку целесообразно работать с простыми схемами.
На основе драйверов
Понадобится выбрать микросхему, которую трудно выжечь – LM317. Она будет выполнять роль стабилизатора. Второй элемент – переменный резистор с сопротивлением в 0,5 кОм с тремя выводами и ручкой регулировки.
Сборка осуществляется по следующему алгоритму:
- Припаять проводники к среднему и крайнему выводу резистора.
- Перевести мультиметр в режим сопротивления.
- Замерить параметры резистора – они должны равняться 500 Ом.
- Проверить соединения на целостность и собрать цепь.
На выходе получится модуль с мощностью 1,5 А. Для увеличения тока до 10 А можно добавить полевик.
Стабилизатор для автомобильной подсветки
Стабилизатор L7812
Для работы потребуется линейный прибор в виде микросхемы L7812, две клеммы, конденсатор 100n (1-2 шт.), текстолитовый материал и трубка с термоусадкой. Изготовление производится пошагово:
- Выбор схемы под L7805 из даташита.
- Вырезать из текстолита нужный по размеру кусок.
- Наметить дорожки, делая насечки отверткой.
- Припаять элементы так, чтобы вход был слева, а выход – справа.
- Сделать корпус из термотрубки.
Стабилизирующее устройство выдерживает до 1,5 А нагрузки, монтируется на радиатор.
Дифференциальный автомат: конструктивные особенности, преимущества
Дифференциальный автомат фактически отличается от УЗО только наличием присоединенного автоматического выключателя. Такое устройство применяется не только для защиты от токов утечки, но также для предупреждения перегрузок и повреждения электропроводки в случае короткого замыкания. Последние две из перечисленных функций непосредственным образом относятся к автоматическому выключателю.
По сути, дифференциальный автомат способен провести ток нормальной силы (в том случае если цепь нормально функционирует) при отсутствии перегрузки. Если таковая присутствует, дифференциальный автомат сразу же перекроет подачу тока. В этом он схож с обычными пробками автомат, но, в отличие от них, он рассчитан на значительное количество циклов срабатывания.
Основные элементы устройства:
Дифференциальный трансформатор – представлен в виде нескольких обмоток, главная цель которых – сравнить токи нагрузки (при их несимметричности на выходе вторичной обмотки устройства появится ток утечки, который попадает на пусковой орган, расщепляющий силовые контакты);
Тепловой расцепитель – представлен в виде биметаллической пластины, защищающей сеть от перегрузки;
Электромагнитный расцепитель – представлен в виде электромагнита с сердечником, предназначенного для отключения тока при возникновении короткого замыкания.
Достоинства
Компактность;
Полная защита электросети;
Быстрый монтаж;
Невысокая стоимость (по сравнению с покупкой УЗО + автомат).
Недостатки
При выходе дифференциального автомата из строя отремонтировать его нельзя – придется покупать новое устройство, что обойдется в немалую сумму;
Сложность определения причины отключения устройства (в случае с совмещенными приборами «УЗО + автомат» все просто: выбило первое – утечка, выбило второй – замыкание/перегрузка).
Как сделать правильный выбор?
Чтобы грамотно выбрать подходящее устройство для защиты домашней электросети, не прибегая к помощи специалиста, достаточно учесть несколько моментов.
Цель установки
Первым делом необходимо точно определить для себя: зачем требуется защитное устройство? Здесь все просто. Если вы хотите предотвратить возможность поражения электрическим током при контакте с конкретным бытовым прибором (к примеру, стиральной машиной), лучше остановить свой выбор на дифференциальном автомате с техническими характеристиками, максимально совпадающими с данными выбранного электроприбора.
Если же необходимо обеспечить надежную защиту целой линии (например, группы розеток), целесообразней будет выбрать УЗО. Почему? Все просто: современная бытовая техника отличается немалой мощностью. При повышенной нагрузке дифавтомат будет отключаться – придется сменить его на больший номинальный ток.
Наличие места в щитке
Обязательно стоит обратить внимание на количество свободного места на DIN‑рейке домового/квартирного щитка. Как мы уже знаем, дифавтомат имеет более скромные габариты, нежели УЗО, требующее дополнительной установки автоматического выключателя.
Качество изделия
Как правило, многие комбинированные устройства вроде дифференциального автомата отличаются меньшей эффективностью и качеством, чем изделия, предназначенные для одной определенной цели. Именно к продуктам последнего типа и относится УЗО.
Электропитание
Речь идет о возможности восстановления электропитания в случае выхода защитного устройства из рабочего режима. Если неисправен УЗО, можно временно восстановить электричество, установив перемычку между нагрузкой и автоматическим. Если подобная неприятность произойдет с дифавтоматом, восстановить электропитание получится лишь в том случае, когда в запасе есть второй экземпляр либо альтернатива – автоматический выключатель.
Конечно же, вечных изделий не существует, поэтому необходимо заблаговременно подумать о том, во сколько может обойтись ремонт каждого из рассматриваемых устройств и насколько сложным будет этот процесс. Когда речь идет о выходе из строя УЗО (конечно же, эксплуатируемого вместе с автоматом), обычно приходится менять что-то одно: либо само защитное устройство, либо автомат. В случае же с дифференциальным автоматом придется его менять целиком. А это уже – другая категория расходов.
Регулятор тиристора
Важным элементом в системе тиристора является регулятор мощности. Именно его схему мы и рассмотрим:
Данная структура выглядит достаточно просто. Наш диммер (в вышепредставленной конструкции) питается и работает благодаря наличию переменного тока в электросети, напряжение которой составляет 220 Вольт.
Перейдем к составу, регулятор мощности в данном случае включает в себя:
- Диод полупроводника “vd1”;
- Резистор “r1” переменного назначения;
- Резистор “r2” постоянного назначения;
- Емкость малой проводимости “c1”;
- Переключающий прибор Тиристор “vs1”.
Все величины, которые рекомендуется использовать для номинальной схемы, представлены на картинке. Кроме того, надо сказать, что в роли “vd1” (диода) можно применить либо элемент “KД-209”, либо “КУ-103В”, мощность которых больше 2-х Ватт, а напряжение не меньше 50-ти Вольт.
Данная структура управляет только одним полупериодом в сетевом процессе. В том случае, если исключить отсюда 4 элемента, кроме полупроводникового диода, тогда он сможет пропустить лишь половину волны с переменным током, а нагрузка, например, на устройства паяльника или лампы накаливания придет только около пятидесяти процентов всей силы выхода.
Способности тиристора
Тиристор способен пропустить условные, говоря простым языком, дополнительные блоки половинчатого периода, которые срезаны “vd1” элементом. Если происходит изменение местоположения резистора “r1” переменного назначения, то работа эффективности электрической системы тоже изменится (в большую или меньшую сторону, в зависимости от напряжения).
К электро-положительному выходу на конденсаторе подключен выводная управляющая трубка прибора. В том случае, когда происходит увеличение напряжения на конденсаторе, то есть величина его доходит определенного уровня, тогда он и начинает пропускать половинчатую часть “+”-го периода.
Резистор переменного назначения сможет определить скоростную способность зарядки устройства. Таким образом, чем раньше зарядка достигнет максимального значения, тем быстрее произойдет открытие тиристора и ему удастся пустить половину полупериода в полярной части.
Стоит сказать и о пассивном электронном компоненте, на который не попадает часть отрицательной полуволны, однако, это не опасно, ведь конденсатор имеет полярное свойство, что позволяет регулировать напряжение на концах элемента.
Итак, наша структура показывает следующее: диммер способен изменить значение мощности в диапазоне 50-ти и 100-та процентов (что является абсолютной нормой для “среднестатистического паяльника”).
Виды регуляторов мощности
Теперь предлагаю вам рассмотреть все виды регуляторов мощности, их достаточно много, но небольшие знания о них не помешают точно никому:
- Диммер. Тот самый инструмент , про который шла речь в нашей структуре. Чаще всего его используют в качестве управляющего элемента мощностной нагрузки, при этом, в цепь подключается последовательно. Если мы говорим о статистике, то диммер применяется ради поправки световой яркости в различных типах ламп;
- Автоматический регулятор мощности. Представляет из себя электронную структуру, которая позволяет изменить показания подводимой мощности (это происходит благодаря удержанию процесса включения прибора в работу на половинчатом периоде с переменным током);
- Регулятор “Симосторной” мощности. Аналог автоматического регулятора, также используется в электроцепях с переменным током (применяется для мгновенных изменений различных параметров цепи);
- Авто-электронный регулятор мощности. Это система, предназначенная для регулирования мощности хода и для управленческого процесса в оборотах электродвигателей;
- “Дуговой” диммер мощности. Это элемент, имеющий ту конструкцию, которая способна обеспечить поддержку на постоянной основе определенному значению дугового горения.
