Источники вторичного электропитания

ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Принцип построения ТИП

Классическим блоком питания является трансформаторный БП. рисунок 1. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.

Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков (варисторы), защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока.

≈220

5В

Трансформатор

Трансформатор

Выпрямтель

фильтр

Стабилизатор напряжения

 

 

Рисунок 1 - Структурная схема трансформаторного БП.

 

В соответствии с функциями приводится перечень устройств реализующих эти функции.

Функции, реализующие устройство:

· понижение напряжения;

· выпрямление напряжения;

· фильтрация;

· стабилизация.

На основании функций выше названных, ниже перечислены устройства, которые их реализуют:

· трансформатор;

· выпрямитель;

· фильтр;

· стабилизатор;

 

2.Виды ТИП.

К простейшим ТИП относятся нерегулируемые выпрямители, выполненные по структурной схеме, представленной на рисунке 1. Силовой трансформатор преобразует напряжение сети переменного тока до требуемого значения; схемы выпрямления преобразуют переменное напряжение в пульсирующее; фильтр сглаживает пульсации напряжения до допустимого уровня.

В тех случаях, когда в целях нормальной работы радиоаппаратуры необходимо обеспечить более высокую стабильность питающих напряжений по сравнению со стабильностью сети первичного тока, схемы выпрямителей дополняются стабилизирующими устройствами, включёнными на входе или на выходе выпрямителя

В регулируемых выпрямителях совмещаются функции выпрямления с регулированием или со стабилизацией выходного напряжения. Регулирование выходного напряжения рисунок 2 осуществляется путём изменения угла открытия силовых тиристоров. В практических схемах ИВЭП кроме основных функциональных узлов включается также устройства контроля, защиты, блокировки, сигнализации неисправностей, кнопки, выключатели, переключатели и т.п.

Рисунок 2 - Принципиальная схема трансформаторного БП

 

· FU-Предохранитель.

· Т1-Понижающий трансформатор.

· V1-Выпрямитель(диодный мост).

· С1-Фильтр.

· VD1-VD2, R1, VT1-Элементы стабилизаций.

· R2- Регулирующий элемент.

Преимущества ТБП:

1) К достоинствам трансформаторных блоков питания можно приписать высокую надежность (ремонт блоков питания требуется не так часто)

2) простоту конструкции, доступность элементной базы, а также низкий уровень создаваемых помех.

Недостатки трансформаторного блока питания:

1) К недостаткам трансформаторных блоков питания относятся его большие габариты и вес, металлоемкость и низкий КПД

Трансформаторные источники обеспечивают низкое постоянное напряжение (обычно 24В). В соответствии со стандартом DIN 0551, трансформатор обеспечивает надежную гальваническую развязку сетевого и вторичного напряжений. Выходное напряжение может

 

регулироваться в пределах 5% или сглаживаться с помощью конденсаторов. Источники питания различной конструкции и с различной выходной мощностью предназначены для различных условий эксплуатации.

Источники вторичного электропитания

Источники вторичного электропитания (ИВЭП) предназначены для получения напряжения, необходимого для питания различных электронных устройств. Действующее значение напряжения сети переменного тока составляет 220 В. В то же время для работы электронных приборов необходимо постоянное напряжение, величина которого обычно не превышает нескольких вольт. Вторичные источники получают энергию от первичных источников: сети переменного тока, аккумуляторови т. д.

Структурная схема ИВЭП, получающего энергию от сети переменного тока, показана на рисунке 3. Трансформатор Тр предназначен для изменения уровня переменного напряжения и гальванической развязки выпрямителя и питающей сети. Выпрямитель преобразует переменное напряжение синусоидальной формы в пульсирующее напряжение одной полярности. Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации напряжения на выходе выпрямителя. Стабилизатор уменьшает колебания напряжения на нагрузке.

Рисунок 3. Структурная схема ИВЭП

Рассмотренный источник питания имеет большие вес и габариты, определяемые прежде всего размерами трансформатора и сглаживающего фильтра. В настоящее время такие ИВЭП вытесняются преобразовательными устройствами, работающими на частотах, составляющих десятки и сотни килогерц. При этом удается значительно уменьшить размеры и вес устройства.

Горизонт 736

Схема телевизора цветного изображения Горизонт 736

 

Рисунок 6 — Схема электрическая принципиальная блока питания «Горизонт 736»

Признаки неисправностей	Вероятная причина неисправности	Способы устранения неисправностей
Сильный и неравномерный шум в трансформаторе, сопровождающийся потрескиванием разрядов	1. Перекрытие с обмотки или отводов на корпус 2. Обрыв заземления	1. Улучшить изоляцию отводов 2. Восстановить заземление
Повышенный нагрев, небольшое увеличение тока на стороне питания, разница омических сопротивлений постоянному току отдельных фаз обмоток трансформатора	Витковое замыкание, явившееся следствием естественного старения изоляции, систематических перегрузок или динамических усилий при коротких замыканиях.	1. Устранить витковое замыкание 2. Частично или полностью заменить обмотку поврежденной фазы
Появление трещин на изоляторах, скользящих разрядов или следов перекрытия изоляторов	Не обнаруженные ранее трещины заводского происхождения или появившиеся при монтаже и эксплуатации. Попадание посторонних предметов. Перекрытие между вводами различных фаз.	Заменить поврежденный изолятор. Устранить посторонние предметы. Увеличить изоляционное расстояние между фазами.
Поломка обмотки	Витковое замыкание	Естественное старение и износ изоляции. Систематические перегрузки трансформатора. Динамические усилия при сквозных коротких замыканиях.
	Замыкание на корпусе (пробой). Междуфазное короткое замыкание.	Старение изоляции, увлажнение масла и понижение его уровня. Внутренние и внешние перенапряжения. Деформация обмоток вследствие протекания сверхтоков при сквозных коротких замыканиях.
	Обрыв цепи	Обгорание отводов (выводных концов) обмотки вследствие низкого качества соединения или электродинамических усилий при коротком замыкании.
Вводы	Перекрытие на корпус	Трещины в изоляторах. Попадание влаги внутрь мастико-наполненных вводов. Понижение уровня масла в трансформаторе при одновременном загрязнении внутренней поверхности изоляторов.
	Перекрытие между вводами отдельных фаз	Недостаточное изоляционное расстояние. Попадание постороннего предмета.

5. Неисправности «Горизонт 736»

Таблица 1 — Поиск неисправностей и их устранение.

Признаки неисправностей	Вероятная причинанеисправности	Способы устранения неисправностей
Перегорает сетевой предохранитель	Вышли из строя элементы фильтра питания, выпрямителя, переключателя сетевого напряжения	Проверяют на короткое замыкание конденсаторы, диодный мост, конденсаторы
Телевизор не включается	Короткое замыкание выпрямителей вторичных источников питания	Проверяют диоды. Возможен выход из строя резистора. Если они неисправны, проверяют на короткое замыкание блоки телевизора, подключенные к источнику напряжения +28 В

Вывод: В данной работе мы выяснили, что трансформаторные блоки питания использовались в телевизорах, выпускаемых в 80-х годах, и что в современных телевизорах их место заняли импульсные блоки питания. Так же мы узнали, что починка трансформаторного блока питания очень кропотливая задача, требующая большого количества времени и сил, а так же узнали об их плюсах и минусах.