Устройство для проверки элементов электропитания РЭА

September 12, 2011 by admin Комментировать »

Значительное количество портативной бытовой РЭА, а также часть ИП работают от автономных источников питания, в качестве которых используются гальванические элементы и батареи, аккумуляторы и другие различные ХИТ. Часто возникает проблема быстрого определения годности элемента электропитания, когда наступают перебои в работе РЭА по неизвестным причинам. Решить эту на первый взгляд простую задачу поможет настольный прибор, принципиальная электрическая схема которого приведена на рис. 1.5.

Этот прибор может быть выполнен в виде красивой и компактной конструкции, которая обеспечивает трехуровневую световую индикацию состояния ХИТ и дает точный ответ о работоспособности гальванических батарей и их элементов. Работает прибор от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц в автоматическом режиме при подключении к нему исследуемого источника питания, соблюдая указанную полярность.

Как следует из принципиальной схемы, электронный прибор включает в свой состав входные и выходные цепи, сетевой понижающий трансформатор питания 77, выпрямительное устройство, собранное на четырех выпрямительных диодах, стабилизатор напряжения с защитой от коротких замыканий и автомат для проверки работоспособности элементов питания бытовой РЭА и приборов.

Подключается устройство к сети переменного тока с помощью электрического соединителя XI типа «вилка». Включается и выключается устройство с помощью сдвоенного переключателя SI и S2. На входе устройства установлен плавкий предохранитель Fly обеспечивающий

защиту прибора от коротких замыканий и перегрузок в первичных цепях при возможных ошибках в монтаже.

Во входной цепи устройства установлены также конденсаторы С/ и С2, они выполняют роль емкостного фильтра, который защищает от помех, проникающих в сеть электропитания.

Сетевой понижающий трансформатор питания самодельной конструкции изготавливается на броневом ленточном магнитопроводе типа ШЛ из электротехнической стали марки 3312, активная площадь поперечного сечения стали которого равна 5 см2. Трансформатор имеет одну катушку, которая устанавливается на центральном стержне и содержит две обмотки с коэффициентом трансформации 15,7. В данной конструкции трансформатор обеспечивает заданный расчетный уровень выходного выпрямленного напряжения, поступающего на стабилизатор напряжения; полную гальваническую развязку цепей ИП от сети переменного тока; дополнительную электробезопасность при работе с пониженным напряжением, действующим во вторичных цепях устройства. В качестве сетевого трансформатора можно использовать покупной унифицированный трансформатор с указанным коэффициентом трансформации и мощностью 20—30 Вт.

Выпрямитель собран на диодах VD1—VD4 по однофазной двухполупериодной мостовой схеме, которая характеризуется как положительными, так и отрицательными особенностями. К положительным можно отнести: повышенную частоту пульсаций выходного выпрямленного напряжения постоянного тока, пониженное обратное напряжение на комплекте выпрямительных диодов, повышенную мощность устройства и возможность работы без сетевого трансформатора. К отрицательным относятся: повышенная стоимость и сложность изготовления за счет применения четырех диодов вместо одного или двух и невозможность установки однотипных диодов без изоляционных прокладок. Выпрямитель обеспечивает на выходе напряжение 12—14 В.

Моточные данные сетевого понижающего трансформатора питания 77 приведены в табл. 1.1.

Стабилизатор напряжения собран на транзисторах VT1, VT2, стабилитронах VD6, VD8. Он обеспечивает достаточно высокие электрические параметры выходного постоянного тока с коэффициентом стабилизации порядка 200 при колебаниях питающего напряжения сети переменного тока в широких пределах, которые могут возник-

Таблица 1.1. Моточные данные

сетевого понижающего трансформатора питания

в устройстве проверки работоспособности ХИТ

нуть в сельской местности и на приусадебных участках в моменты пиковых нагрузок. Для повышения коэффициента стабилизации в устройстве применен стабилитрон VD8, что одновременно позволило улучшить систему запуска стабилизатора в момент его включения в работу. Вследствие того что напряжение на базе транзистора VT2 относительно общего минусового проводника стабилизировано, изменение выходного напряжения передается на эмиттерный переход транзистора VT2 без ослабления делителем напряжения. В стабилизаторе резистор RI определяет полный запускающий ток, который протекает через эмиттерный переход этого транзистора, так как путь этому току отсечен диодом VD7, а стабилитрон в момент включения закрыт. Выбранная система обеспечивает устойчивый запуск стабилизатора током, протекающим через резистор R1. Величина тока не превышает нескольких микроампер, не ухудшает электрических параметров стабилизатора, поскольку в рабочем режиме этот ток шунтируется через небольшое сопротивление открытого стабилитрона VD8.

Выпрямительный диод, включенный в эмиттерную цепь транзистора VT1, создает автоматическое смещение, позволяющее более эффективно управлять при его закрывании в момент перегрузки. Наибольший ток нагрузки устанавливается резистором R3 повышенной мощности рассеяния, и ток, открывающий транзистор 1/77, не может быть больше тока, который протекает через резистор R3. Прй регулировке можно подобрать такое сопротивление резистора R3, при котором будет срабатывать система защиты. Ток короткого замыкания зависит от значения запускающего тока. Выходное напряжение в точке А относительно общего вывода можно изменять подбором сопротивления резистора R4 или заменой типа стабилитрона.

После замыкания контактов переключателя S2 стабилизированное напряжение начинает поступать на автоматическое устройство контроля, при этом к соединителям Х2 и X? должен быть подключен исследуемый гальванический элемент или другой ХИТ. Устройство не сработает, если ХИТ полностью разряжен или неисправен, при этом контакты переключателя S2 должны быть разомкнуты. Если замкнуть эти контакты, то вспыхнет светодиод VD11 красного цвета, который покажет, что ХИТ для дальнейшего использования непригоден.

Электропитание оконечного каскада устройства осуществляется стабилизированным напряжением 9 В. Ток через него течет только тогда, когда открыт транзистор VT3. В рабочем состоянии транзистор VT4 закрыт, контакты переключателя S2 разомкнуты. При нажатии на кнопку переключателя S2 через резисторы R5 и R6 потечет ток, падение напряжения на резисторе R5 открывает транзистор VT3 и на автомат для проверки ХИТ подается питающее напряжение.

Принцип действия автомата проверки ХИТ основан на сравнении напряжения на части делителя, собранного на резисторах R21, R23, R25, R27 с образцовым напряжением, которое сформировано электрической цепью VD12, R15, R16, R17, R18. Сравнение Этих двух напряжений осуществляется ОУ DA1, обозначенным на схеме двумя треугольниками. Если напряжение на соответствующем резисторе основного делителя напряжения выше образцового, включается индикатор VD9 зеленого цвета. Этот вариант проверки возможен в том случае, если ЭДС испытуемого элемента превышает 1,3 В, т. е. элемент новый, еще не разряжен.

В оконечной цепи устройства собран галетный переключатель с набором соответствующих резисторов, которые позволяют производить четыре переключения для испытаний ХИТ различных типономиналов. При указанных на схеме значениях сопротивлений резисторов можно проверить такие элементы, как 316, А-316, 343, А-343, 373, А-373, «Крона», 7Д-0,115-VI.1 и др.

При изготовлении прибора использованы следующие комплектующие ЭРЭ: транзисторы vt1 типа П213Б, vt2 — КТ603А, vt3 — КТ502, vt4 — КТ315Б; ОУ da1 типа КР574УД2; стабилитроны vd6 типа КС156А, vd8 — КС147А, vd12 — КС133В; выпрямительные диоды vdi типа КД226В, vd2 — КД226В, vd3 — КД226В, vd4 —

КД226В, vd5 — Д226Д, vd7 — Д226Д; конденсаторы С/ и с2 типа МБМ-И-500В-0,1 мкФ, сз — К50-6-25В-10 мкФ, с4 — К50-6-25В-100 мкФ; резисторы r1 типа ВСа-0,25-200 кОм, r2 — ВСа-0,25-1,5 кОм, r3 — ВСа-2-270 Ом, r4 — ВСа-2-1,5 кОм, r5 — ВСа-0,25-10 кОм, r6 — ВСа-0,25-10 кОм, r7 — ВСа-0,5-100 кОм, r8 — ВСа-0,25-10 кОм, r9 — ВСа-0,5-1 кОм, r10 — ВСа-0,5-1 кОм, r11 — ВСа-0,125-1 кОм, r12 — ВСа-0,125-1 МОм, r13 — ВСа-0,125-1 МОм, r15 — СПЗ-4М-0,25-А-4,7 кОм, r16 — ВСа-0,5-15 кОм, r17 — ВСа-0,25-1 кОм, r18 — ВСа-0,25-3,3 кОм, r19 — ВСа-0,25-150 Ом, r20 — ВСа- 0,25-15 Ом, r21 — ВСа-0,25-15 Ом, r22 — ВСа-0,5-1,5 Ом, r23 — ВСа-0,25-1,5 Ом, r24 — ВСа-0,25-3,3 Ом, r25 — ВСа-0,5-3,3 Ом, r26 — ВСа-0,5-5,6 Ом, r27 — ВСа-0,5-5,6 Ом; сетевой понижающий трансформатор питания т1 типа ШЛ; электрические соединители xi типа «вилка», х2, хз типа КМЗ-1; предохранитель f1 плавкий типа ПМ-1-0,5 А; переключатель 5/ типа П1Т-1-1.

При изготовлении устройства применяются три све- тодиода с различными цветовыми линзами (красной, желтой и зеленой), вспыхивания которых при проверке ХИТ обозначают соответственно: «Не годен», «Может быть восстановлен» и «Пригоден для эксплуатации».

В процессе регулировки устройства можно использовать другие комплектующие ЭРЭ, не ухудшающие основные эксплуатационные характеристики. Например, резисторы ВСа можно заменить на резисторы типов МЛТ, ОМЛТ, С1-4, МТ, УЛИ; конденсаторы типа К50-6 — на К50-3, К50-12, К50-16; диоды типа КД226В, составляющие выпрямительное устройство,— на Д226 или КД105Б; све- тодиоды типов АЛ107А, АЛ107Д, АЛ 107В — на светоди- оды с красным, желтым и зеленым цветом.

При регулировке автомата изменяются сопротивления резисторов R19—R27 в зависимости от типа проверяемого элемента и напряжений — полного разряда, допустимого для восстановления и свежеизготовленного ХИТ.

Техническая характеристика

устройства для проверки ХИТ и элементов электропитания РЭА

Номинальное напряжение питающей сети

переменного тока, В ……………………………….. 220

Номинальная частота питающей сети

переменного тока, Гц ……………………………… 50

Пределы изменения напряжения питающей сети

переменного тока, В ………………………………..  180—250

Пределы изменения частоты питающей сети

переменного тока, Гц ………………………………  49,5—50,5

Коэффициент нелинейных искажений питающей сети

переменного тока, %, не более ………………….. 10

Напряжение переменного тока на вторичной

обмотке трансформатора, В ……………………… 14

Максимальный ток нагрузки, мА…………………… 300

Амплитуда пульсаций на выходе мостового

выпрямителя, В, не более …………………………. 0,4

Коэффициент стабилизации на выходе электронного

стабилизатора, не менее ………………………….. 200

Выходное сопротивление, Ом, не более …………. 0,2

Образцовое напряжение на резисторе r17, В,

не более ………………………………………………. 0,65

Регулируемое напряжение при контроле ХИТ, В . . . .1—9 Площадь теплового рассеяния радиатора

транзистора vti, см2, не менее…………………… 100

Стабилизированное напряжение для подключения

РЭУ в точках а и В ………………………………… 9

Сопротивление изоляции токоведущих проводников и элементов устройства относительно металлических

частей корпуса, МОм, не менее………………….. 10

Помехозащищенность устройства при воздействии

внешнего электромагнитного поля, дБ, не менее . . . 100 Кпд, %, не менее         95

Литература:

  Сидоров И. Н. С34 Самодельные электронные устройства для дома: Справочник домашнего мастера.— СПб.: Лениздат, 1996.- 352 е.. ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты