Как отремонтировать импульсный блок питания своими руками: Page not found — HouseHill.ru

Содержание

Ремонт импульсных блоков питания своими руками

Неисправности современных импульсных блоков питания

Часто причины отказов импульсных источником напряжения кроется в некачественном сетевом напряжении. Понижение и повышение напряжения сети, скачки напряжения, отключение сети, негативно сказываются на надежности электронных компонентов схем питания.

Импульсный блок питания

Особенно болезненно переносят такие скачки и отключения сети – это силовые диоды, мощные транзисторы, ШИМ контроллеры, конденсаторы. Хорошо, когда у вас преобразователь напряжения выполнен без заливки компаундом. Ремонт таких импульсных блоков питания можно сделать своими руками.

Все чаще появляются источники напряжения, залитые компаундом. Их не берут на ремонт даже в специализированных мастерских. Для них только один вариант ремонта – это замена новым. Неправильная эксплуатация этих источников, подключение более мощных нагрузок, также могут быть причиной их выхода из строя.

Не нужно эти преобразователи сразу отдавать в ремонт, причины их отказа могут быть довольно простыми, и вы с легкостью с ними справитесь.

Для более сложных неисправностей нужны некоторые познания в электронике. Опыт в ремонте приходит со временем, чем вы больше будете им заниматься, тем больше обретете знаний.

Диагностика неисправностей импульсных блоков питания

Самое главное в ремонте – это найти неисправность, а устранить ее дело техники. Схемотехнику импульсных источников питания можно разделить на входную и выходную части. К входной части относится высоковольтная схема, а к выходной низковольтная.

Простой импульсный блок питания

В высоковольтной ее части платы все элементы работают под высоким напряжением, поэтому они чаще выходят из строя, чем элементы низковольтной части. Высоковольтная схема имеет сетевой фильтр, диодные мосты для выпрямления переменного напряжения сети, ключи на транзисторах и импульсный трансформатор.

Используются ещё и небольшие развязывающие трансформаторы, которые управляются ШИМ контроллерами и подают импульсы на затворы полевых транзисторов. Таким образом, происходит гальваническая развязка сетевых и вторичных напряжений.

Для такой развязки часто в современных схемах используются оптроны.

Схема импульсного блока питания на транзисторах

Выходные напряжения также имеют гальваническую развязку с сетью через силовой трансформатор.  В простых схемах преобразования вместо ШИМ контроллеров используют автогенераторы на транзисторах. Эти дешевые источники напряжения применяются для питания галогенных ламп, светодиодных ламп и т. д.

Особенностью таких схем является простота и минимум элементов. Однако простые и дешевые источники напряжения без нагрузки не запускается, выходное напряжение нестабильно и имеют повышенные пульсации. Хотя на освещение галогенных ламп эти параметры влияния не оказывают.

Диодный мост импульсного блока питания АТХ

Ремонт такого устройства очень прост из-за небольшого количества элементов. Наиболее часто возникают неисправности в высоковольтной части схемы, когда пробивается один или несколько диодов, вспучиваются электролитические конденсаторы, отказывают силовые транзисторы. Также выходят из строя диоды низковольтной схемы, перегорают дросселя выходного фильтра и предохранитель.

Неисправность этих элементов можно обнаружить мультиметром. Другие же неисправности импульсных блоков требуют применения осциллографа, цифрового мультиметра. В этом случае лучше отдать блок на ремонт в мастерскую. Предохранитель можно легко прозвонить мультиметром на наличие напряжения после предохранителя.

Предохранитель импульсного блока питания

Если перегорел предохранитель нужно внимательно визуально проверить всю схему платы, дорожки, нарушение паек, потемнение элементов схемы и участков дорожек, вспучивание конденсаторов. Если диоды плохо прозваниваются мультиметром на плате, их выпаивают, и проверяет каждый в отдельности.

Проверяются все элементы платы, неисправный меняют и только тогда включается блок в сеть для проверки. При диагностике конденсаторы тоже выпаиваются и проверяются тестером. Сгоревший дроссель можно перемотать, определив количество витков, сечение провода. Найти необходимый дроссель в продаже будет нелегко, лучше его восстановить самому.

Ремонт блоков ИБП компьютеров и телевизоров

Для ремонта источника импульсного напряжения понадобится такие инструменты как паяльник с регулировкой температуры, набор отвёрток, кусачки, пинцет, монтажный нож, обычная лампа на 100 Вт. Из материала понадобится припой, флюс, спирт для удаления канифоли кисточкой с паек платы. Из приборов нужен будет мультиметр.

Так как импульсные блоки питания (ИБП) телевизоров и компьютеров имеют стандартные схемы, то и методика обнаружения неисправностей в них будет одинакова. Нарушение работы преобразователя напряжения телевизора можно определить по отсутствию подсветки светодиода.

Блок питания компьютера АТХ

Начинают ремонт с проверки сетевого шнура, снятия блока питания с телевизора, внимательного осмотра элементов и дорожек платы. Ищут вздутые конденсаторы, потемнение дорожек, треснутый корпус алиментов, обугливание сопротивлений, нарушение целостности паек, особенно у выводов импульсного трансформатора.

Если внешних повреждений не найдено мультиметром, проверяют предохранитель, диоды, силовые транзисторы ключей, работоспособность конденсаторов. Когда вы уверены в исправности всех элементов, а устройство не работает, нужно менять микросхему генератора импульсов.

В преобразователе телевизора основные неисправности возникают в балластных резисторах, электролитических конденсаторах низкого напряжения, диодах. Прозвонить их можно не снимая с плат (кроме диодов). После устранения неисправностей припаивают лампу 100 Вт взамен предохранителя и включают.

  1. Лампа загорается и гаснет, появляется свечение светодиода спящего режима. Светится экран телевизора. Тогда проверяют напряжение строчной развертки, если оно, выше нормы меняют конденсаторы.
  2. Лампа загорается и тухнет, а светодиод не светится, нет растра. Причина, скорее всего в генераторе импульсов. Меряют напряжение на конденсаторе, которое должно находиться в пределах 280 – 300В. Если напряжение ниже, неисправность ищут в диодах или в утечке конденсатора.
    При отсутствии напряжения на конденсаторе, снова проверяют все цепи высоковольтных источников питания.
  3. Лампа горит ярко при неисправности некоторых элементов. Источник напряжения проверяют заново.

С помощью лампы накаливания можно находить вероятные неисправности источника. Для ремонта источника АТХ компьютера, нужно собрать схему нагрузки как на рисунке ниже или подключить к компьютеру. Однако, если неисправность блока АТХ на устранена можно спалить материнскую плату.

Вариант нагрузки для БП компьютера

Внешнее проявление отказа блока ATX может быть, когда не включается материнская плата, вентиляторы не работают или блок пытается многократно включиться. Перед поиском неисправностей устройства нужно пылесосом и кисточкой очистить его от пыли. Также проводится визуальный осмотр элементов, дорожек платы и только после этого включается нагрузка.

Если перегорает предохранитель, тогда подключают лампу накаливания 100 Вт, как при проверке источника напряжения в телевизоре. Когда лампа загорается, но не гаснет, неисправность ищут в конденсаторе, трансформаторе и диодах моста. При целом предохранителе неисправность могла возникнуть в ШИМ контроллере, тогда необходимо заменить устройство. Также многократный запуск источника указывает на неисправность стабилизатора опорного напряжения.

Техника безопасности при ремонте импульсного блока питания

Высокая сторона устройства не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому нельзя прикасаться к элементам этой части двумя руками. При касании одной рукой вы получите ощутимый удар током, но это не смертельно. Нельзя проверять элементы, находящиеся под напряжением отверткой, пинцетом.

Высоковольтная схема устройства обозначается широкой полосой, а внутренняя часть мелкими штрихами краски. Устройство имеет высоковольтный конденсатор, который после выключения блока держит опасное напряжение до 3 минут. Поэтому после выключения нужно ждать пока конденсаторы не разрядятся или их разрядить через резистор 3 – 5 Ком. Повысить безопасность при ремонте устройства можно с помощью трансформатора безопасности.

Схема трансформатора безопасности

Этот трансформатор имеет две обмотки на 220 В мощностью до 200 Вт (зависит от мощности ИБП). Такой трансформатор имеет гальваническую развязку с сетью. Первичная обмотка трансформатора включается в сеть, а вторичная с лампой подсоединяется к ИБП. В этом случае вы можете прикасаться к элементам высокой части устройства одной рукой, вы не получите удар током.

Отремонтировать блок питания компьютера своими руками: как самостоятельно починить БП

Отремонтировать блок питания компьютера своими руками

В современных десктопах предусмотрена защита от перепадов напряжения в электрической сети. Однако нередки случаи, когда она оказывается недостаточной. Первое, что страдает при этом — блок питания.

При наличии хотя бы минимального опыта в починке электроприборов, ремонт блока питания компьютера можно пробовать выполнить своими руками.

Первые признаки неисправности

Ситуация, когда системник вообще не включается, является критической. Обычно ей предшествует ряд первичных признаков, свидетельствующих о неисправности устройства, формирующего получаемое из электросети напряжение. К ним относятся:

  • усиление шума при работе компьютера и появление посторонних звуков
  • непривычно медленное включение компьютера
  • самопроизвольное появление экрана BIOS, отключение компьютера.

При появлении хотя бы одного из указанных признаков, необходимо проверить БП

Проверка работоспособности

Предварительную проверку работоспособности устройства можно выполнить без разборки и использования каких-либо специальных тестирующих приборов. Для этого достаточно отключить все разъемы компьютера, за исключением контактов БП и центрального процессора, а затем повторить попытку включения.

Более надежный метод проверки заключается в замерах напряжения на проводах, идущих к материнской плате. Тестирование выполняется при помощи специального прибора – мультиметра (цифрового вольтметра). В приведенной ниже таблице указаны допустимые значения напряжения:

Фото 1. Таблица допустимых величин напряжения

Все измерения необходимо производить под нагрузкой (при включенном ПК).

Как исправить поломку своими силами

В ряде случаев единственным выходом при поломке БП, является его замена. Пошаговая инструкция замены устройства своими руками в этом видео:

Впрочем, прежде чем тратить деньги на покупку новой запчасти, есть смысл попытаться отремонтировать старую.

Большинство импульсных БП можно починить. Ремонт в домашних условиях выполняется по следующей схеме:

  • снятие устройства с ПК (для этого необходимо отпустить четыре крепящих винта и осторожно извлечь узел из корпуса)
  • разборка БП (снятие кожуха)
  • удаление пыли (феном или пылесосом)
  • осмотр схемы блока питания, выяснение причины неисправности и проведение мероприятий по ее устранению
  • проверка работы вентилятора системы охлаждения и проведение его профилактики.

Причины неисправности и способы их устранения

У всех блоков питания – похожая конструкция и функциональная схема. Стандартная схема импульсных БП (АТХ) выглядит следующим образом:

Фото 2. Схема АТХ

Наиболее частой причиной выхода их строя блока питания десктопа является:

  • перегоревший предохранитель
  • вздувшиеся электролитические конденсаторы
  • выход из строя диодного моста.

Вышеперечисленные проблемы можно устранить своими руками. Из инструментов потребуются отвертка и паяльник.

Следует отметить, что нередко поломка блока питания десктопа, является следствием заклинивания вентилятора системы охлаждения. Поэтому, наряду с устранением основной неисправности БП, обязательно следует выполнять профилактику кулера. Для этого вентилятор необходимо снять, разобрать, почистить и смазать.

Самостоятельный ремонт

Первое, что следует проверить в неисправном устройстве – это предохранитель на входе (смотри схему фото 2). Чаще всего его впаивают в печатную плату, но в некоторых случаях для этого предусмотрены специальные посадочные гнезда.

Предохранители могут гореть в результате короткого замыкания или из-за работы устройства под повышенной нагрузкой. Заменить сгоревший элемент можно на аналогичный либо на предохранитель с большим током срабатывания (но не более, чем на 1 ампер!). Нет смысла ставить предохранитель меньшей силы — он непременно сгорит.

Следующим в схеме блока питания идет сетевой фильтр. Он построен на импульсном высокочастотном трансформаторе, диодном мосте и конденсаторах.

Вздутые электролитические конденсаторы хорошо заметны при визуальном осмотре.

Фото 3. Вздувшиеся конденсаторы

Пришедшие в негодность конденсаторы можно заменить на аналогичные по емкости, с таким же или большим работающим напряжением. В данном случае главное, чтобы:

  • габарит позволил установить новый комплектующий на плате
  • соблюдалась полярность.

Исправность диодного моста проверяется с использованием омметра. При подключении к рабочему диоду прибор покажет сопротивление примерно 500 Ом в одном положении, а при инверсном подключении оно будет стремиться к бесконечности. В противном случае элемент нуждается в замене.

О том, как отремонтировать самому блок питания АТХ, детально рассказано в видео:

В каких случаях не стоит пытаться отремонтировать БП своими руками

Определив самостоятельно причину неисправности блока питания и устранив ее, следует скрупулезно вновь проверить уровень всех напряжений. Только после этого приступать к установке его на место.

Если показатели не соответствуют норме, значит, скорее всего, неисправность вызвана нарушениями в схеме питающего напряжения или другими причинами, установить которые в домашних условиях, без специального профессионального оборудования просто невозможно. В этом случае будет разумным обратиться за помощью к профессионалам.

Нет смысла делать самостоятельный ремонт, если вздулись все конденсаторы, или большая часть из них. Это означает, что причина неисправности — в других узлах схемы, которую сможет установить только квалифицированный мастер сервисного центра.

Не нужно пытаться отремонтировать своими руками блок питания, если в нем подгорел резистор или транзистор (это также всего лишь является свидетельством выхода из строя других элементов схемы).

Ремонт импульсного блока питания АТ-12/30, мастер класс с фото

В этом мастер-классе рассказывается, как вернуть к жизни и отремонтировать «сгоревший» импульсный блок питания АТ-12/30 своими руками.

Как отремонтировать импульсный блок питания своими руками

Несколько лет назад в этих же корпусах выпускались трансформаторные блоки питания — для запитки видеокамер, электрических дверных замков и т.д.

Сегодня в тех же самых габаритах и с меньшей массой мы имеем импульсный источник питания, по своим характеристикам превосходящий своего трансформаторного предшественника.


Но всё, что создано руками человека, имеет свойство ломаться, и недавно ко мне попали четыре отказавших прибора. О них ниже и пойдёт речь.

Отмечу, что волей судьбы неисправность у них оказалась одна и та же, но с разной степенью тяжести, поэтому нами будут рассмотрены два экземпляра.


Переворачиваем блок дном кверху и видим колодку подключения нагрузки, а также четыре крепёжных винта в углублениях. Вывинчиваем винты, снимаем крышку.

Основная причина неисправности всех блоков — вздутие электролитического конденсатора 68 мкФ 400 В, а в двух блоках — перегорание предохранителя; неисправные детали на снимке заключены в окружности.

То же самое, вид сбоку. Так выпуклость конденсаторов заметна гораздо больше.

Проверяем диоды — их можно проверить, не выпаивая из схемы; перед проверкой следует выпаять неисправный конденсатор, т. к. он может оказаться пробитым накоротко, и тогда результаты измерений окажутся ошибочными.

Теперь проверим предохранитель, термистор (иначе — терморезистор) и варистор, защищающий входные цепи от скачков повышенного импульсного напряжения.

Проверяем выводы полевого транзистора на предмет короткого замыкания. Если КЗ присутствует, то транзистор 5N60M меняем на исправный и меняем также специализированную микросхему UC3843AL.

В первом приборе неисправным оказался только конденсатор, выпаиваем его.

Для проверки прибора сгодится аналогичная деталь, отличающаяся номиналом на одно значение вверх или вниз.

Собираем прибор, включаем — работает!


Остаётся заменить проверочный конденсатор на конденсатор нужной ёмкости — и первый блок питания готов.

У второго экземпляра, помимо электролитического конденсатора, оказались пробиты два диода и рассыпающийся на куски предохранитель — и всё это из-за того, что конденсатор в конце концов пробило выпрямленным напряжением.


К счастью, транзистор и микросхема остались целы, а диоды были взяты из блока-донора — менять диоды из моста следует только на аналоги либо на другие с подходящими параметрами, но тогда замене подлежат все четыре диода.

Устанавливаем детали на свои места, припаиваем. Если нет нужного предохранителя — его можно заменить медным проводом.

Предохранителю на 3 А соответствует провод диаметром 0,1 мм — это примерно толщина человеческого волоса.

Включаем второй прибор — тоже работает. Приступаем к окончательной сборке блока питания.

Собранный блок питания снова проверяем на работоспособность — на этот раз подключаем к нему автомобильную лампу, например, от задних габаритных огней.

Результат виден на фото — импульсный блок питания работает чётко, без заметного нагрева и постороннего шума.

ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ

ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ

      В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
      Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов. Можно изготовить и более мощные электронные трансформаторы, например на IR2153, а можно КУПИТЬ ГОТОВЫЙ и переделать под свои напряжения.

      В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

      В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.

      Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП), причем довольно компактный. Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного блока питания, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

      В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных энергосберегающих ламп, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы балласта энергосберегающей лампы от импульсного блока питания

      Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.


Схема энергосберегающей лампы

      А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе балласта люминисцентной лампы с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

      Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

      Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.


Законченная схема импульсного блока питания

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

      Мощность импульсного блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

      Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.


БП с вторичной обмоткой прямо на каркас уже имеющегося дросселя

      В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.


БП с дополнительным импульсным трансформатором

      Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

      В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

      Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания

      Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

      Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения

      Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

      Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе блока питания, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

      Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью 20 Ватт


Блок питания мощностью 20 Ватт

      Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

      На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

      Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

      Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

      Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

      Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

      Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

      Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60°C, а транзисторов – 42°C. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.


На картинке действующая модель БП

            Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.
            Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
            Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
            Температура трансформатора – 60?С
            Температура транзисторов – 42?С

Блок питания мощностью 100 Ватт

      Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.


Блок питания мощностью 100 Ватт

      Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

      Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

      Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз большие предельно-допустимые токи. Купить отдельно MJE13007 можно ЗДЕСЬ.

      Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

      Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

      Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

      Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!


Действующий стоваттный импульсный блок питания

      Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.
      Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
      Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
      Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
      Температура транзисторов – 75?C.
      Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см?.
      Температура дросселя TV1 – 45?C.
      TV2 – 2000НМ (O28 х O16 х 9мм)

Выпрямитель

      Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

      Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

      1. Мостовая схема.
      2. Схема с нулевой точкой.

      Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

      Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

      Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

            Пример.
      Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

      100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

      Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

      100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

      Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

      В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

      Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

      При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

      На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

      Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

      Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

      Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

      Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

      Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

      Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

      Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

      Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65?С, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

      Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65?С, а транзисторов выше 80… 85?С.

ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП маломощный импульсный блок питания из подручных материалов своими руками

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?


Схема импульсного блока питания

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

      Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

По материалам сайта http://www. ruqrz.com/

     

      Для большей наглядности приведено несколько принципиальных схем ламп популярных производителей:

 

РЕМОНТ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

 

ОПИСАНИЕ И СХЕМА БОЛЕЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

 


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Ремонт импульсных блоков питания (ремонтные модули)

Стоимость: $0,5

Сегодня я хочу рассказать о модулях для ремонта импульсных блоков питания ( далее — ИБП). Импульсные блоки питания достаточно сложные изделия и они нередко выходят из строя (особенно изделия нонейм невысокого качества). Стоит ли их ремонтировать? Не всегда. Часто, если блок питания не очень качественный и имеет стандартное напряжение,  гораздо проще, быстрее и дешевле просто купить новый готовый блок питания или высококачественную  плату с разборки (китайцы часто недорого продают платы брендовые блоков питания с разборки или после восстановления).   

Давно не писал. Проект kupislonica некоммерческий (по этой причине меркантильные авторы сбежали на другие ресурсы, писать хвалебные обзоры на товары бесплатно предоставляемые магазинами, что, вероятно, к лучшему). Теперь это полностью мой блог (ну может будут ещё 1-2 автора). Так а как работы за которую платят (и неплохо) у меня хватает и она идет вне очереди, статьи долго не писались. Но, наконец, я решил возобновить это неблагодарное дело, тем более что информации для написания статей накопилось масса.  

Бывают случаи, когда блок питания просто поменять не так уж просто или вообще невозможно. Например, если он имеет несколько нестандартных напряжений на выходе, необычные размеры или интегрирован в основную плату дорогого и/или уникального изделия. В таком случае альтернативы ремонту нет. А отремонтировать ИБП иногда сложно и недешево. При проблеме в «горячей» части обычно пробивает силовой транзистор, который тянет за собой низкоомный токовый резистор, микросхему ШИМ, диодный мост, предохранитель а иногда и синфазный дроссель. В совокупности, стоимость этих деталей уже велика, и это не считая  времени, затраченного на ремонт, а время это один из самых дорогих ресурсов. Много времени часто уходит на то, чтобы распознать элементы, найти и купить их или их аналоги. Иногда микросхемы ШИМ не имеют маркировки или она затерта и приходится искать соответствие по выводам, подбирать варианты и изучать даташиты. Иногда специфические микросхемы или мосфеты бывает сложно приобрести или доставка очень долгая. При заказе можно нарваться на перемаркировку и, прождав пару месяцев, сжечь их при первом включении или первой серьезной нагрузке.  И самая худшая на мой взгляд ситуация: блок питания уже кто-то пытался ремонтировать, «перепахал» половину платы, поднял и повредил часть дорожек, заменил некоторые детали (и не факт что на аналогичные а не на те, похожие, что были под рукой). При  таком варианте время, которое придется затратить на то чтобы восстановить схему, найти все проблемы, заказать и приобрести детали, может превысить все разумные пределы и сделать ремонт нерентабельным, даже если клиент готов дорого платить. Вот тогда-то и помогают ремонтные модули. 

Они предназначены для того чтобы быть встроенными в любой ИБП после выпрямителя, подключиться к существующему силовому трансформатору и обеспечить работу блока питания в штатном режиме, не касаясь «холодной» части схемы, тем самым сохранив все напряжения и настройки ремонтируемого блока питания. Стоимость таких ремонтных модулей невелика (часто ниже чем стоимость деталей, которые нужно заменить при ремонте ИБП а время ремонта гарантированно сокращается до десятков минут. 

Справка: ремонтные модули появились уже довольно давно и предназначались для ремонта блоков питания телевизоров. Они были построены на контроллерах Gakun и активно обсуждались на ремонтных форумах. Гакун стало именем нарицательным, как в свое время Ксерокс, джакузи, унитаз, бендикс и т.п. Модули GAKUN стоили немало, от десяти долларов и выше, но при ремонте телевизора ценой от нескольких сотен до тысяч долларов такая стоимость была оправданной, модули окупались.   

К тому времени я уже не занимался ремонтом телевизоров, а при ремонте сетевого оборудования или другой недорогой техники высокая стоимость ремонтных модулей сводила смысл ремонта к нулю и GAKUN были для меня не интересны. Проще уж было вкорячить какой-нибудь ТОР или TNY. Но мне хотелось более изящных решений при ремонтах, я даже сам начал разрабатывать ремонтный модуль на микросхеме KA5M63035R (десяток их у меня завалялся, вот и хотелось пустить их в дело), разводить печатную плату и т.п. Но до серии дело не дошло. Китайцы наладили массовое производство нескольких видов ремонтных модулей. И пусть они сделаны неидеально, их цена в несколько раз ниже, чем себестоимость при собственном изготовлении и это решающий фактор. 

Ремонтные модули бывают разные по мощности и по схеме включения. Есть модули практически вообще не использующие схему ремонтируемого блока и требующие для своего подключения всего 5 точек: плюс и минус высоковольтного конденсатора, drain мосфета долженен быть удален), плюс и минус выходного напряжения.  На плате такого модуля есть сам ШИМ контроллер, мощный MOSFET, миниатюрный трансформатор питания с выпрямителем, схема стабилизации с оптопарой и подстроечный резистор чтобы выставить напряжение стабилизации. 

Мощность блоков питания, которые можно починить с помощью таких модулей ограничивается только мосфетом на модуле (можно заменить на нужный). Стоят такие модули от 2 долларов и выше (изначально можно выбрать с мосфетом нужной мощности), у них есть свои недостатки но о них таких ремонтных модулях я напишу отдельный обзор, они того стоят.  

Самые простые и дешёвые (я брал от 50 центов) ремонтные модули состоят из миниатюрной платки, контроллера со встроенным силовым транзистором и пары деталей. И про них я и хочу сегодня рассказать. 

Данные ремонтные модули сделаны на микросхеме FSDM0465 (или FSDM0565) и используют обмотку самопитания штатного трансформатора ремонтируемого блока питания и его оптопару,  предполагая тем самым что схема контроля напряжения ремонтируемого блока питания исправна.   

Что обещает нам микросхема 

Features
■ Internal Avalanche Rugged SenseFET
■ Advanced Burst-Mode Operation Consumes
under 1W at 240VAC and 0.5W Load
■ Precision Fixed Operating Frequency: 66kHz
■ Internal Startup Circuit
■ Improved Pulse-by-Pulse Current Limiting
■ Over-Voltage Protection (OVP)
■ Overload Protection (OLP)
■ Internal Thermal Shutdown Function (TSD)
■ Abnormal Over-Current Protection (AOCP)
■ Auto-Restart Mode
■ Under-Voltage Lock Out (UVLO) with Hysteresis
■ Low Operating Current: 2.5mA
■ Built-in Soft-Start

Как по мне, так очень даже неплохо. Некоторые продавцы на своих страницах обещают мощность до 180W. В даташите на FSDM0465 не так оптимистично, мощность указана до 56W. Модули на FSDM0565 то же самое, но мощность до 80W.

На это имеет смысл обратить внимание при покупке. Иногда выгоднее купить на 2-3 цента дороже но иметь полуторный запас мощности.

Приехали данные модули прямо на общей плате. Нужен тебе – отломай и используй.

Это говорит о том что врядли их кто-то тестирует перед продажей, запаяли и вперёд. О том что это не промышленное производство говорит и то, что на общей плате запаяны микросхемы с абсолютно разными маркировками, датами производства и даже разными стилями лазерной маркировки (не факт что среди десятка нормальных нет 1-2 перемаркированных и нерабочих). Но мне пока нерабочие не попадались.

Кроме микросхемы ШИМ со встроенным силовым транзистором там всего пару деталей и разноцветный шлейф. Я не исключаю, что у разных подвальных производителей цвет проводов может отличаться, поэтому нужно перепроверять а не надеяться на описание подключения только по цвету, тем более у некоторых продавцов в описании фигурирует синий провод, который на самом деле белый. Вероятно описание взяли с чужой странички.  

Разобраться что куда подключать не так уж сложно. Но это если продавец любезно выложил у себя на странице условную схему блока питания с указанием точек подключения.

Что-то типа такого. Но это не лучший вариант инструкции. Продавцы часто не понимают что они продают и выкладывают картинки, которые воруют у конкурентов. Смотрите внимательно.

У некоторых есть описание текстом. Гуглоперевод с китайского на английский а потом с английского на русский сложен к пониманию, я по крайней мере не стал на него полагается. Проще поискать по страницам аналогичных товаров других продавцов, особенно если товар продают дороже. Есть вероятность что для товара за более высокую цену продавец потратил чуть больше времени на описание и может быть приложил схему подключения. 

Типа такой. Ну вот, другое дело! Все понятно ведь?

Или такой. 

Для владеющих английским будет полезна такая картинка:

Я же составил простую табличку:

Цвет провода Назначение
Зеленый +320V («плюс» высоковольтного конденсатора)
Желтый Сток мосфета (Drain), трансформатор 
Красный Самопитпние ШИМ
Белый FB с оптопары
Черный Общий провод («минус»высоковольтного конденсатора)

А вот моя примерная схема условного блока питания с цветными точками куда что подключать.

С помощью данного типа ремонтных блоков я вернул в строй несколько дорогостоящих приборов, которые казались уже неподьемными, так как в разное время прошли через нескольких ремонтников с разной степенью криворукости и на платах встроенных блоков питания питания живого места не было. 

Но давайте уже перейдем к делу, я на практике покажу как восстановить убитый ИБП.

Ко мне попали остатки блока питания от ноутбука DELL из сервис-центра (фото до восстановления не сделал, да и что там смотреть?) с классической неисправностью: пробит силовой транзистор, низковольтный резистор в истоке, диодный мост, синфазный дроссель, предохранитель и ШИМ контроллер. Короче, выгорело все что могло выгореть. В сервисе выпали неисправные элементы и посчитали что ремонт такого блока питания не имеет смысла, поэтому с платы сняли конденсаторы, диод Шоттки синфазный дроссель заменили перемычками (наверно в самом начале, когда была надежда починить), микросхему (с обвесом), отвечающую за сигнал ID выпаяли и, вероятно, переставили в другой блок.  Странно что высоковольтный конденсатор остался на месте и оказался исправным. В таком плачевном виде плата досталась мне. Но трансформатор был на месте, микросхема TL431 в smd исполнении и ее обвязка визуально казались нетронутыми и это вселяло надежду.  

Паяли в сервисе не аккуратно, восстанавливать блок явно не собирались, да и плата изначально была обмазана герметиком, все вместе это представляло «душераздирающее зрелище», как говорил ослик из известного детского мультика. На том месте где должен быть ШИМ на плате оторвано несколько дорожек разной длины, не хватает много smd деталей. Восстанавливать такой блок питания классическим способом (поиск ШИМ и замена всех деталей) конечно же не имеет смысла, себестоимость такого ремонта будет соизмерима с ценой нового блока питания (тем более что микросхемы ID уже нет). А вот с помощью ремонтного модуля за $0,5 получить рабочий блок питания с неплохими характеристиками можно попробовать. Изначально поставил себе цель восстановить этот ИБП из того что есть в наличии, не докупая ничего за деньги, себестоимость ремонта не должна была превысить стоимость ремонтного модуля (50 центов или 1 белорусский рубль).  И это мне удалось.

Прежде всего я запаял диодный мост. Подходящего по габаритам не нашлось, пришлось взять с запасом по мощности от компьютерного блока питания, чуть подогнув выводы и расширив отверстия в плате. Ничего, больше не меньше. Запаял отсутствующие конденсаторы во вторичной цепи (потом зашунтирую их керамикой). По напряжению взял с запасом, благо ранее раскурочил несколько плат от старых кинескопных мониторов и халявных конденсаторов стоит целая коробка. Также запаял отсутствующий сдвоенный диод Шоттки на 50 вольт 45А (тоже лежит горка после ремонтов компьютерных блоков питания). К этому диоду я вернусь чуть позже более подробно. Тестером проверил отсутствие короткого замыкания по выходу. Предохранитель на плате был предусмотрен специфический, маленький квадратный в пластиковом корпусе. У меня в наличии таких нет. Вместо предохранителя запаял NTC термистор. Он должен ограничить пусковой ток конденсатора при включении в сеть. Тесты буду проводить на стенде, там уже есть трансформаторная развязка с сетью, подключаемая токоограничительная лампочка и предохранители. Когда буду отправлять этот ИБП в работу, запаяю предохранитель на место одной половины синфазного дросселя (сейчас там просто перемычки). Я знаю что синфазный дроссель в схеме не лишний, но на плате он стоял малюсенький, врядли он парой своих витков что-то серьезно фильтровал, скорее просто создавал видимость. И главное, такого типоразмера у меня в наличии нет, да и в половине китайских блоков их нет вообще. Наличие же NTC предотвращает искрение при включении и обгорание контактов вилки и розетки, на мой взгляд это важнее. Далее выпаял и проверил оптопару. Были случаи когда из-за неисправной оптопары блоки питания работали не в режиме или вообще выходили из строя. Оптопара оказалась исправной. Далее я вместо оптопары временно запаял красный светодиод и подключтил к выходу ИБП лабораторный блок питания, выставил ограничение тока (на всякий случай) и стал плавно поднимать напряжение. Когда оно достигло 19,4 В светодиод загорелся. Это говорит об исправности схемы стабилизации напряжения. 

Далее выпаиваю светодиод, запаиваю на место оптопару и приступаю к подключению ремонтного модуля. Больше ничего выпаивать с платы не понадобилось («все уже украдено до нас…»), детали обвязки микросхемы ШИМ остались на плате, они никак не будут участвовать в дальнейшей работе блока питания. 

Прикинул место где будет располагаться ремонтный модуль и укоротил провода и выводы микросхемы, торчащие с обратной стороны платы ремонтного модуля. Далее запаял по цветам в соответствии с таблицей. 

Включил через лампочку, светодиод на выходе засветился, измерение показало что на напряжение выходе 19,4 В. Выключил, потрогал элементы. Все холодное. Что ж, пришла пора немного нагрузить блок питания. В качестве нагрузки припаял к выходу автомобильную лампу на 20W. Лампа 12-вольтовая, но за непродолжительный срок и на 19В ничего с ней не случится. Включаю, 12-вольтовая лампа ярко горит. Но через секунд 30-40 начинает мигать и еще через пару секунд гаснет окончательно. Отключаю блок от сети, трогаю детали: контроллер на ремонтном модуле горячий, явно сработала Internal Thermal Shutdown Function (TSD). Диод Шотки на выходе ненормально раскален. Явно без КЗ здесь не обошлось.

Отпаиваю лампочку, меряю выход, так и есть, КЗ. Пробита одна половина сдвоенного диода. Но ведь диод 45 амперный а ток через него был небольшой, чуть больше ампера, он при таком токе и греться-то сильно не должен. И вот тут-то я начинаю вспоминать, а где я взял этот диод? А не из той ли коробочки, в которую я сбрасывал сомнительные детали, снятые с компьютерных блоков питания которые пошли на разборку? Но диод был исправен, я прозвонил его мультиметром и вставлял в электронный тестер радиокомпонентов. Все было ОК! А достаточно ли такой проверки чтобы быть полностью уверенным в исправности диода? Как насчет утечек? Как поведет он себя под нагрузкой на пульсирующих токах?  

Беру из той же коробки другой такой же сдвоенный диод с той же маркировкой (явно из той же партии), мультиметром в режиме прозвонки диодов он звонится как исправный. Выставляю мультиметр на измерение сопротивлений на предел 20КОм. Диод показывает проводимость в обе стороны, в прямом направлении 2-3 кОм, в обратном около 10-15кОм. Так быть не должно.

Если бы в контроллере не было столько всяких защит, не исключено что такая работа под нагрузкой могла бы закончиться бабахом. Плюсик ремонтному модулю!

Беру новый, заведомо исправный диод, он в обратном направлении на этом пределе измерений никак не звонится. Теперь все становится понятно. Или диоды были подуставшие, или они из бракованной партии. Запаиваю новый диод в плату ИБП и снова включаю.  

Все работает, небольшой нагрев под нагрузкой есть, но он в пределах нормы, тем более что впоследствии и микросхема ШИМ с силовым элементом, и диод Шотки будут стоять на радиаторах. Тестовый прогон показал вполне стабильную работу. Корпуса и радиаторов для данного блока питания пока нет, возможно он пойдет в качестве замены в какой-нибудь сгоревший блок питания, пока просто отложу его в сторону до лучших времен. 

Выводы: данные ремонтные модули имеют низкую цену. Они просты в установке, не требуют наладки. Имеют множество разных защит, гальванически развязаны со вторичными цепями и безопасны для оборудования. Часто они могут быть просто спасением при ремонте блоков питания какого-либо уникального оборудования.

Для себя я заказал еще пару десятков, пусть будут про запас. 

P.S. сегодня нашел вот такой интересный фирменный блок питания, тоже от ноутбука и тоже его кто-то уже пытался ремонтировать.

Часть деталей в обвязке ШИМ отсутствует, остальное все на месте.

Это явно будет следующий кандидат на внедрение ремонтного модуля.


Вот еще несколько ссылок на такие же модули: ссылка1, ссылка2.

Более мощный модуль: ссылка.

Более мощный и более универсальный модуль с подстройкой напряжения: ссылка


 

 

 

 

Возможно, вам будет интересно:

ПОЧИНКА БП ОТ ПК СВОИМИ РУКАМИ

Сейчас много где можно достать почти бесплатно (или вообще бесплатно) 1-2, а то и более нерабочих компьютерных блоков питания. Новичку особо вникать не стоит в их работу или сложные структурные и электрические схемы, особенно если нет технического образования или попросту лень. Для ремонта таких импульсных блоков питания не нужно быть инженером ремонтником с большим стажем работы, например в какой-то очень крутой мастерской, а все потому, что дефекты типовые и не зависят от блока питания и его марки модели. Просто имейте под рукой его типовую схему.

В данном случае, когда подключил блок питания в сеть — не происходило вообще ничего, сделав замеры на дежурке – так сразу и стало понятно, ее вообще не было, просто 0 вольт и все.

Конденсатор дежурного питания по вторичной ее цепи естественно был вздут, но не все оказалось так просто, после его замены выходило что дело уже и не в нем, видимо при изменение параметров этого элемента в первичной цепи что-то не выдержало и решило что хватит работать…

Так и оказалось – сперва делал замеры мультиметром и по кольцам определял номинал сопротивлений, несколько маломощных резисторов в первичной цепи дежурки по 0. 125 Вт с виду были как только что с завода, но посмотрев по кольцам и прибору стало понятно: вместо десяток и сотен Ом они уже стали 100 — 1300 кОм! Даже стало интересно как это с такими напряжениями в первичке, а это далеко не 250 вольт, внешне изменений нет, все решилось с виду после просмотра резисторов под микроскопом, сразу видно трещины и микропробои элементов!

И даже 2 Вт резистор на 10 Ом, который стоял как предохранитель, оказался пробит, его заменил на советский, одев термоусадку чтобы не коротнул чего. Транзисторы дежурки — что силовой, что маломощный, также стали после пробоя не транзисторами, а сопротивлениями в несколько Ом на каждый переход.

После замены неисправных элементов и включения в сеть 220 В, блок АТХ начал запускаться, весело шуметь вентилятором и выдавать в своих вторичных цепях нормальные номинальные напряжения, что без нагрузки как ЭДС, так и под нагрузкой в виде лампы на 12 вольт 2.5 ампер тока.

      

Ремонт получился успешный и БП уже трудится в подменном фонде для слабенького компьютера моего знакомого. С наилучшими пожеланиями — Redmoon.

   Форум по ремонту

пошаговая распиновка, запуск БП от компьютера

БП компьютера – вещь капризная и из строя выходит чаще остальных комплектующих. А чтобы не тратить лишние деньги, можно попытаться его отремонтировать. О том, как произвести ремонт компьютерного блока питания и пойдет речь в этой статье.

Пошаговая инструкция

Помните, что ремонт блоков питания для пк – процесс опасный. Получить (хоть и не смертельный) удар током — вряд ли кому-то хочется. Поэтому, во избежание травм, соблюдайте эти правила:

  1. Естественно, перед тем, как вскрыть блок питания – отключите его от сети.
  2. Нельзя трогать конденсаторы и радиаторы сразу после отключения. Поражение током обеспечено! Конденсаторы могут долго сохранять заряд, поэтому их нужно разрядить отверткой или другим металлическим предметом с изоляцией. Аналогично ток может передаваться на металлические радиаторы.
  3. Только инструмент с диэлектрическим покрытием.
  4. Чтобы избежать внезапного взрыва БП, на место предохранителя лучше поставить 100 Вт лампу накаливания. При включения она должна включиться и сразу отключиться. Если она горит – значит на плате КЗ.
  5. На всякий случай не стоит держать рядом с блоком огнеопасные жидкости. Они вполне могут спровоцировать пожар.

Теперь можно перейти к ремонту импульсного блока питания своими руками.

Осмотр

Как разобрать блок питания компьютера? Обычной крестовой отверткой нужно открутить винтики. Некоторые могут прятаться под гарантийными пломбами.

Кстати, если гарантия действует, неисправности блока питания лучше решить в сервисном центре.

Итак, блок питания для компьютера вскрыт. Что мы видим? Структурная схема выглядит так:

Стоит ее разделить на 5 секций:

  1. А. Диодный мост. Он необходим для инверсии переменного напряжения в постоянный.
  2. В. Конденсатор силового типа. Его задача в сглаживании импульс, то есть срезке импульсов.
  3. С. Трансформатор, понижающий напряжение до необходимых 12 вольт из 220.
  4. D. Дроссельная группа. Они сглаживают помехи, образующиеся на выходе.
  5. Е. Конденсаторы, которые выполняют ту же функцию, что и дроссели.

Между сектором В и С находится крупный радиатор с ключами. Вот и все устройство блока питания компьютера.

Теперь нужно осмотреть «пациента». Если он сильно запылен, а кулер не крутится – вот и неисправность. Его нужно вычистить, а вентилятор смазать силиконовой смазкой. После этого можно нажать на кнопку пуска(о том, как запустить компьютерный блок питания без ПК- читайте ниже) Если нет – осматриваем дальше.

Если блок питания не работает после чистки, стоит поискать пятна нагара, неисправные кондеры (их головка с крестиком будет не плоской, а выпуклой), потемнение обмоток, сорванные дорожки.

Диагностика

Блок питания не включается — и это единственный диагноз. Пришло время перейти к выявлению неисправностей.

Предохранитель

Сначала нужно проверить его. Обычно используется предохранитель с нитью и выглядит он так.

Проверить его просто: нужна прозвонка мультиметром. Если писк есть – значит проблема не в нем. Если нет – значит был пробой.

Иногда ремонт бп компьютера заканчивается на этом, но чаще перегоревший предохранитель – лишь симптом. В этом случае необходимо проверить всю высоковольтную часть блока. А именно: диодный мост и транзисторные ключи.

Вористор

Формально – еще один предохранитель. При резком превышении по вольтажу, он снижает сопротивление. Но при этом импульс дальше не идет, а рассеивается в виде тепла.

Определить его поломку несложно. В случае перенапряжения он взрывается или трескается, пачкая копотью близлежащие элементы. Можно его выпаять и запустить блок питания. Если работает – значит ремонт закончен.

Диодный мост

Дешевые блоки питания от компьютера часто страдают от плохих мостов. Но чтобы проверить его – выпаивать ничего не нужно. Прозвонка должна показать такой результат:

  1. В прямом направлении замечается падение тока в 500 миллиампер.
  2. В обратном сигнала нет – фиксируется, как разрыв.

Звонить нужно в этом направлении:

Кстати, не всегда диодный мост выглядит так. Он может состоять из 4 диодов, не связанных в одном корпусе, но суть та же.

Конденсаторы

Если блок питания не запускается с первого раза, но все же пуск идет – значит вышли из строя дежурные конденсаторы. Это можно диагностировать, даже не вскрывая корпус.

На глаз испорченные «кондеры» легко определить – будет нарушен корпус. Это будет выглядеть так:

  1. Взорванный корпус по крестику и вытекший электролит. Кстати, об этом еще подскажет характерный запах.
  2. Сильное вздутие крышки.
  3. Слабозаметное вздутие. Самая «вредная» проблема, ведь можно не понять, почему же не работает блок питания. Даже малейшее, незаметное вздутие говорит о поломке.

В этом случае ремонт блока питания компьютера своими руками пошагово выглядит так:

  1. Конденсатор необходимо выпаять.
  2. На корпусе будет пометка с емкостью (мкФ) и напряжением в вольтах. В радиомагазине достаточно купить аналогичный. Допускается небольшое превышение по емкости и вольтажу.
  3. Новый конденсатор устанавливается обратно. На пленке «минус» маркируется полоской.

Резистор

Как и вористоры, резисторы взрываются при поломке. В этом случае ремонт импульсного блока питания на 12 вольт заключается в перепайке на аналогичный.

Нужно брать с аналогичным сопротивлением и даже малейшие отклонения будут фатальными. Но при взрыве маркировка почти незаметна. Здесь есть 2 выхода:

  • Нужна принципиальная схема блока питания компьютера. К сожалению, на дешевых моделях найти ее почти невозможно. Для примера, вот так выглядит схема компьютерного блока питания на 300w. Схема БП на 350W будет отличаться, поэтому они не заменяемы. Поискать их можно здесь.
  • Определить маркировку. Если пометки остались, то по цветам получится определить номинал. Вот таблица цветов и значений. Для этого резистор стоит выпаять из блока.

 Диоды

Просто нужно прозвонить. Если в обе стороны мультиметр показывает обрыв – они идут под замену.

Дроссели

Часто блок питания не работает, потому что сгорает обмотка дросселя из-за неправильной работы кулера. Определить их выход из строя можно по нагару на лаке. Их можно выпаять и купить новые или вообще перемотать.

Трансформатор

Проверить трансформатор можно только одним способом – прозвонкой выводов. Если контакта нет – он идет под замену. Другие неисправности вряд ли получится починить самостоятельно.

Кстати, если запуск блока питания ранее сопровождался сильным горелым запахом, значит проблема в трансформаторе. Но выходят из строя они редко.

ШИМ

Проблема ШИМ-контроллеров в том, что их сложно диагностировать без осциллографа. Нужна полная картина импульсной модуляции.

Остается замерить дежурное питание с ШИМ-контроллера. Понадобится узнать название (например, SG6105, 1200p60) и найти его по номеру даташит (Datasheet). Там будет схема всех ножек и выглядит она так:

Далее минусовой щуп мультиметра нужно опустить на землю, а плюсовым пройтись по следующим контактам: V3.3; V5; V12; ОРР. Если в режиме измерения сопротивления оно слишком малое, то его нужно заменить.

Если на нем есть тращины или он сильно греется — ремонт импульсных блоков питания своими руками сводится к простой замене без прозвонки.

Сборка и проверка работоспособности блока питания ПК

Что ж, неисправность устранена и теперь нужно проверить. Запускать с ПК не стоит — можно его повредить. А как запустить компьютерный блок питания без компьютера? Это вполне возможно и понадобится только вооружиться перемычкой.

Так как запустить бп без пк? По инструкции:

  1. Блок подключается к сети.
  2. Распиновка блока питания компьютера выглядит так. Перемычкой из скрепки нужно закоротить зеленый и любой черный контакт.

Распиновка компьютерного блока питания стандартизированная, поэтому трюк работает с любыми БП.

Теперь нужно нажать кнопку питания и все. Но перед тем, как запустить блок питания компьютера, нужна хоть какая-то нагрузка. Например, жесткий диск или оптический привод. Иначе есть вероятность, что БП просто взорвется.

Если не запускается блок питания компьютера, попробуйте поменять черный контакт. Распиновка бп компьютера АТХ использует его в качестве земли.

Ремонт импульсных блоков питания

В этой статье Скотт Дорси рассказывает нам, как ремонтировать импульсные блоки питания. Как он объясняет, «существует множество книг и статей о том, как разработать импульсный источник питания, но не так много об их ремонте. Поскольку переключаемые источники питания становятся повсеместными в электронных устройствах сегодня, становится гораздо важнее понять, как они работают и, что не менее важно, как они терпят неудачу «. Эта статья изначально была опубликована в audioXpress, январь 2018 г.

Существует много книг и статей о том, как разработать импульсный источник питания, но не так много о том, как их починить. По мере того, как импульсные источники питания становятся сегодня повсеместными в электронных устройствах, становится все более важным понимать, как они работают, и, что не менее важно, как они выходят из строя.

Вся суть переключателя заключается в том, что он выпрямляет линию питания переменного тока в постоянный ток, а затем прерывает постоянный ток с помощью генератора переменного рабочего цикла на очень высокой частоте, так что можно использовать крошечный понижающий трансформатор.Трансформаторам, работающим на высоких частотах, не нужны большие сердечники или много обмоток для получения большой мощности, поэтому их можно сделать крошечными и с небольшими затратами. Рабочий цикл генератора можно регулировать с помощью обратной связи, так что регулирование может выполняться без потери мощности в процессе. Таким образом, вы можете получить одновременно хорошее регулирование и хорошую эффективность.

В этой статье речь пойдет о линейных расходных материалах с обратным ходом. Существуют и другие преобразователи топологии, которые популярны, когда изоляция линий не требуется, но если вы посмотрите на то, что происходит между входом переменного тока и шинами постоянного тока на электронном оборудовании сегодня, это основная используемая топология, потому что она дает хорошие результаты. эффективность и изоляция линии.

Рисунок 1: Этот образец импульсного источника питания взят из таблицы данных UC2842 и использует общую микросхему контроллера ШИМ UC2842. (Оригинальная схема любезно предоставлена ​​Texas Instruments)
Как работают коммутаторы
На рисунке 1 показан образец импульсного источника питания (любезно предоставлен Texas Instruments). Это взято из таблицы данных UC2842 и использует общую микросхему контроллера PWM UC2842. (Техническое описание можно найти в разделе «Дополнительные материалы» на веб-сайте audioXpress, ссылку см. В «Файлы проекта».Обратите внимание, что эта типовая конструкция имеет полную изоляцию между первичной и вторичной сторонами цепи. Вы можете провести в голове линию через сердечник трансформатора и оптопару и разбить схему на две электрически изолированные половины. Это важный момент, и вы увидите это почти во всех источниках питания любого размера, поскольку изоляция от линии электропередачи является основной проблемой безопасности.

Электропитание переменного тока отключается от линии и выпрямляется через мостовой выпрямитель DBRIDGE.Выход заряжает большой конденсатор фильтра на первичной стороне CIN, который обеспечивает отфильтрованное (но почти без пульсаций) постоянное напряжение на первичную обмотку трансформатора NP, а также напряжение для запуска микросхемы широтно-импульсной модуляции (PWM). через резистор RSTART.

RSTART подает только небольшой ток для запуска устройства, поэтому, как только первый импульс проходит через полевой транзистор (FET), ток из третьей обмотки трансформатора используется для обеспечения питания для запуска генератора.В этом суть NA и DBIAS. Вы можете не увидеть эту третью обмотку, вы можете просто увидеть, что вся рабочая мощность потребляется через резистор сброса большей мощности вместо RSTART. Но использование третьей обмотки значительно повышает эффективность.

Когда генератор ШИМ работает, он посылает постоянные импульсы с выходного контакта. Это включает большой переключающий полевой транзистор QSW, который генерирует импульс тока, проходящего через трансформатор. Когда это происходит, ток индуцируется во вторичной обмотке трансформатора, выпрямляется и фильтруется с помощью DOUT и COUT, а ток течет по выходу.

Поскольку генератор ШИМ работает очень быстро, трансформатор и конденсатор фильтра на вторичной стороне могут быть очень маленькими. Хотя этот предел 2200 мкФ может показаться большим, если генератор работает на частоте 60 кГц, он в тысячу раз эффективнее того же значения на линии 60 Гц.

Рисунок 2: На этой схеме показан типичный небольшой импульсный источник питания, использующий микросхему 3845 PWM. Обратите внимание, что выход Vaux связан с входной землей. Оптоизолятор U2 состоит из двух частей.U3 является эталоном для сравнения линии 5 В.
Регулировка источника питания
Итак, как работает регулирование? Все остальное на вторичной обмотке приводит к включению светодиода в оптоизоляторе, когда выходное напряжение превышает 12 В. UC2842 обеспечивает небольшое количество регулируемых 5 В (с внутренним линейным регулятором), и это напряжение на VREF используется для запитать выходной каскад оптоизолятора. Он подает переменное напряжение на вход VFB, чтобы обеспечить обратную связь с UC2842 о том, что напряжение правильное, и немного снизить коэффициент заполнения выходного сигнала.

Оптоизолятор не должен быть очень линейным, чтобы рабочий цикл UC32842 оставался на грани, чтобы выходное напряжение всегда было идеальным. Вход ISENSE измеряет падение напряжения на RCS, то есть измеряет ток, потребляемый через этот переключающий полевой транзистор. UC2842 спроектирован так, что если оно превышает 1 В, он отключает цепь ШИМ. Итак, это схема защиты по току.

Обычно мы видим резистор и конденсатор, RRT и CCT, подключенные к выводу RT / CT и обеспечивающие постоянную времени для генератора ШИМ.В этом случае мы также усиливаем линейный сигнал ШИМ с помощью транзистора и подаем его на вход ISENSE через CRAMP и IRAMP, чтобы схема была стабильной в течение очень долгих рабочих циклов. Это называется «компенсацией наклона», и способ ее выполнения кратко объясняется в таблице данных TI для микросхемы UC2842, но не в таблицах данных других производителей.

А что насчет того транзистора с CSS и RSS? Это небольшая схема, которая сужает ширину импульса при первом включении устройства и немного замедляет запуск, чтобы было меньше ударов по компонентам. Теперь вы увидите другие варианты этой базовой схемы.

Вы увидите, что для обеспечения обратной связи используется дополнительная обмотка трансформатора вместо оптоизолятора. Вы увидите, что ИС с ШИМ подключается непосредственно к линии переменного тока, а не с обмоткой NA. Вы увидите несколько вторичных цепей и цепей лома. Но это базовая конструкция, которую вы увидите внутри любого переключателя, поэтому ваша задача — точно выяснить, какие изменения от этой базовой конструкции существуют в вашей схеме.

Рисунок 3: Вот еще один вариант конструкции небольшого импульсного источника питания.Этот коммутатор использует регулировку на шине 5 В, а шина 12 В регулируется только в том смысле, что она отслеживает шину 5 В. Четвертая обмотка питает микросхему ШИМ.
Как определить, что у вас есть
Плохая новость заключается в том, что в большинстве случаев у вас не будет документации для коммутатора. Хорошая новость заключается в том, что в большинстве случаев коммутатор будет очень близок к образцу схемы из таблицы данных микросхемы ШИМ (см. Рисунок 2). Не всегда и не для более дорогих источников питания, но в большинстве случаев получение таблицы данных микросхемы расскажет вам 90% того, что происходит со схемой.

В подавляющем большинстве более качественных расходных материалов китайского производства, похоже, используются контроллеры ШИМ серии C2842 / UC2843 / UC3842 / UC3843. Они производятся дюжиной разных компаний, включая Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor, TI и STMicroelectronics, и у каждой из этих компаний есть немного разные таблицы данных с немного разными схемами образцов. Поэтому, если вы не видите схему, с которой столкнулись, в таблице данных, получите другую таблицу от другого производителя, и, вероятно, вы ее увидите (см. Рисунок 3).

Fairchild KA7552 обнаруживается в ряде устройств (см. Фото 2). Это был дизайн Samsung, который теперь продается Fairchild с тех пор, как они приобрели производственные мощности и линейку продуктов Samsung. Он отдаленно похож на UC2842, но с другой распиновкой.

Иногда вы увидите ШИМ-контроллер TL594 от ON Semiconductor. Опять же, для этого есть пара других поставщиков, поэтому вам следует проверить несколько таблиц данных. Одна очень популярная ИС, которую вы найдете в устройствах с одним выходом с низким энергопотреблением, — это микросхемы серии TOP242, производимые Power Integrations.Это интегрированные генераторы ШИМ на одной подложке с мощным полевым транзистором. Добавьте трансформатор, пару выпрямителей и оптоизолятор, и вы получите полный импульсный блок питания в коробке. Конечно, они часто выходят из строя, но их довольно легко диагностировать.

Однако эти микросхемы имеют десятки вариантов мощности и корпусов, поэтому вы не всегда можете держать их все под рукой. Аналогичное, но менее популярное устройство — MC33374. Многие менее дорогие продукты китайского производства будут использовать управляющую ИС AP3021, и этот чип производится и продается под десятками разных наименований десятками различных компаний в Китае. Документация по нему скудная, но если вы когда-нибудь столкнетесь с загадочно выглядящим ШИМ-контроллером, где контакт № 6 не используется, скорее всего, это AP3021 или его копия. Таблицы данных на английском языке для этого продукта в лучшем случае скудны, но как только вы получите некоторое представление о распиновке и о том, как она работает, вы сможете понять, что происходит.

Фото 2: Fairchild KA7552 использовался в нескольких устройствах.
Встреча с неожиданностью
Не каждый источник питания представляет собой отдельный импульсный источник питания в коробке.Иногда вы встретите системы с несколькими переключателями в одной коробке, обеспечивающими несколько выходных напряжений, каждый из которых регулируется. Чаще встречается несколько напряжений на одном трансформаторе с одним выходным напряжением, используемым для контура управления, но для некоторых приложений требуется хорошее регулирование с сильно изменяющейся нагрузкой.

Иногда используется второй «всегда включенный» источник питания, который обеспечивает резервное напряжение, используемое для работы процессора, который управляет основным питанием. Это очень распространено для таких вещей, как видеомониторы и компьютеры.Часто этот источник питания находится на небольшой дочерней плате, так как он требует хорошей гальванической развязки от остальной электроники, но не требует большой мощности.

Если вы видите повсюду множество маленьких дискретных транзисторов, можно предположить, что они задействованы в системах автоматического отключения, чтобы отключиться в случае высокого или низкого напряжения или тока в одном или нескольких местах. Поиск и устранение неисправностей в этих схемах без руководства может быть настоящим кошмаром, так как бывает сложно понять, при каком напряжении срабатывают отдельные части.

Время от времени для аудио или других приложений с низким уровнем шума вы будете видеть линейные регуляторы серии для небольшого дополнительного сглаживания, расположенные после переключения источника питания. Поскольку они могут перегреться, они являются частым источником неисправностей, но их довольно легко диагностировать, поскольку вы можете видеть, как в них поступает и выходит напряжение.

Устранение проблемы
Если у вас есть документация на блок питания, половина работы сделана за вас. Если нет, то вы знаете основную блок-схему и можете вручную разрабатывать отдельные части внутри каждого блока.Получение таблицы данных для микросхемы PWM скажет вам огромное количество информации, поскольку большинство схем PWM, а иногда и целые комплектующие просто скопированы из таблиц данных производителей. Часто микросхема ШИМ имеет несколько источников. Например, вы можете получить обычный ШИМ-контроллер 2842 от как минимум четырех разных производителей. У всех есть разные таблицы данных, и если вашей схемы нет в одной, она может быть в другой.

Если питание включается, но сразу ломаются ломы, первое, что нужно сделать, это проверить или заменить все конденсаторы фильтра на вторичной обмотке трансформатора.Это может быть вызвано и другими вещами, такими как негерметичный выпрямитель на вторичной обмотке или неисправный резистор в цепи измерения тока, но они встречаются гораздо реже.

Иногда крышки бывают настолько негерметичными, что источник питания запускается без нагрузки, но не работает с какой-либо нагрузкой. Вы склонны винить нагрузку в том, что она потребляет слишком большой ток, но это не всегда нагрузка. Если сомневаетесь, замените колпачки, а затем снимите диагностику.

Во многих источниках питания используется «пусковой конденсатор» для подачи тока для их запуска.Это не показано в приведенном выше примере, но это довольно распространенная конфигурация. Если блок питания работал, был отключен, но не перезапускался вообще, замените пусковой конденсатор. Если документации нет, скорее всего, это будет электролитик от 25 В до 50 В очень небольшого значения (1 мкФ или 2 мкФ), расположенный рядом с микросхемой ШИМ.

Высоковольтный конденсатор (иногда два конденсатора) на первичном источнике питания, который напрямую фильтрует линию, в США редко выходит из строя.Однако в Европе, где напряжение в сети в два раза больше и где используются те же источники питания с несколькими входами, эти конденсаторы часто оказываются неисправными. Европейские поставщики, поведение которых меняется в зависимости от нагрузки, должны сначала проверить их.

Конденсаторы, расположенные рядом с радиаторами или под ними, имеют тенденцию очень быстро перегорать и являются частыми источниками отказов. Фактически, поскольку подавляющее большинство сбоев, с которыми вы сталкиваетесь, связаны с конденсаторами, очень удобно иметь эквивалентный тестер последовательного сопротивления (ESR) для быстрых испытаний в цепи.Тем не менее, я часто склонен просто заменить все электролиты сомнительных производителей, даже если они хорошо протестированы, просто потому, что мне нужен более длительный срок службы источника питания, чем предполагаемый срок службы.

Если проблема не в конденсаторе, очень распространенной неисправностью является силовой транзистор или полевой транзистор (см. QSW на рисунке 1). Обычно их можно легко найти по большим отверстиям в плате, где раньше находился полевой транзистор, по всем трем контактам полевого транзистора, имеющим непрерывность между ними, или по очевидным неисправностям диодов или резисторов в цепи рядом с полевым транзистором. Если полевой транзистор не «протерт» (это означает, что все три контакта имеют целостность и издают звуковой сигнал на тестере целостности), возможно, стоит проверить его вне цепи.

Однако, если полевой транзистор «очищен», все, что управляет затвором этого полевого транзистора, вероятно, было разрушено в результате отказа. Часто это микросхема ШИМ, и хорошо иметь обычные микросхемы ШИМ в корзине запчастей.

Хорошее правило заключается в том, что в случае отказа переключающего транзистора или полевого транзистора следует заменить защитный диод на базе или затворе транзистора.Даже если он хорошо проверит, может и не быть. Следует также проверить демпфирующий диод DCLAMP. Полевые транзисторы выходят из строя по непонятной причине, но чаще всего они выходят из строя из-за перенапряжения (из-за плохих ограничивающих диодов) или перегрузки по току (из-за плохих и протекающих конденсаторов) или высоких температур (из-за плохих разработчиков).

Если эти простые вещи не решают вашу проблему, пора приступить к реальной диагностике. Достаньте измеритель и начните смотреть на контакты микросхемы ШИМ. Вы видите разумное входное напряжение на VCC? Вы видите 5 V опорное напряжение от VREF? Вы видите на ISENSE меньше вольт или больше? Осциллятор вообще колеблется? Сначала убедитесь, что входы микросхемы ШИМ исправны, а затем — выходы микросхемы ШИМ.Если у вас есть форма волны на выходном контакте, но у вас нет выхода, обратите внимание на переключающий полевой транзистор или транзистор, демпфирующий диод вокруг него и т. Д. Если осциллятор не колеблется, чего ему не хватает?

Точные значения будут варьироваться в зависимости от используемой микросхемы ШИМ, но таблица рекомендуемых рабочих условий в таблице данных микросхемы ШИМ подскажет, какими они должны быть.

Правила для конденсаторов
Правило 1: Большинство отказов импульсного источника питания происходит из-за плохих электролитических конденсаторов.Даже отказы полевого транзистора часто являются долгосрочными последствиями начальной проблемы конденсатора.

Правило 2: Никто никогда не ошибся, заменив дешевые бытовые электролитические конденсаторы на промышленные 105С более высокого класса. Возможно, это не решит сиюминутную проблему, но, скорее всего, повысит надежность электроснабжения в долгосрочной перспективе. Так что не тратьте много времени на то, чтобы решить, неисправен ли конденсатор, просто замените его. Ваше время стоит больше, чем электролит.

Правило 3. Покупайте конденсаторы у законных поставщиков, таких как Digi-Key, Newark / element14, Allied / RS, Mouser и т. Д.На рынке есть много поддельных конденсаторов, которые не были поставлены производителем на банке.

Правило 4: Электролитические конденсаторы выходят из строя из-за возраста и плохой инженерной надежности, но когда другие типы конденсаторов вышли из строя, это происходит потому, что они вышли из строя из-за чего-то другого.

Правило 5: Танталовые конденсаторы на самом деле являются электролитическими. Химический состав немного отличается от химического состава алюминиевых электролитических колпачков, но долговременная надежность и проблемы, связанные с температурой, такие же. Обратите внимание, что более распространенные танталы с «сухой пробкой» (эти типы с эпоксидной смолой) имеют тенденцию выходить из строя, и это может облегчить их идентификацию в случае отказа. К сожалению, это также означает, что отказ может привести к серьезному сопутствующему ущербу.

Перорация
Не бойтесь работать на оборудовании со встроенными коммутационными блоками. Чтобы разобраться в том, как они работают, и в наиболее распространенных режимах отказов может потребоваться много времени, но как только вы это сделаете, их, как правило, нетрудно исправить.

Если вы хотите научиться разрабатывать коммутационные блоки (а вам следует это сделать, потому что это тоже полезный навык), позвольте мне порекомендовать «Замечание по применению линейной технологии 25: Импульсные регуляторы для поэтов», написанное 30 лет назад великий Джим Уильямс. В то время переключение источников питания было причудливой новой вещью, с которой разработчики только начинали разбираться, а доступные ИС были гораздо более ограниченными и грубыми, поэтому описание Уильямса должно было быть подробным. Это прекрасный документ, доступный во многих местах в Интернете.B

Файлы проекта
Чтобы загрузить техническое описание Texas Instruments UC2842, посетите audioXpress-Supplementary-Material

Resource
Дж. Уильямс, «Примечание 25 по применению линейной технологии: переключение регуляторов для поэтов», сентябрь 1987 г.

Эта статья была первоначально опубликована в audioXpress, январь 2018 г.

Об авторе
Скотт Дорси имеет степень в области электротехники, во время которой он работал в сфере радиовещания и звукозаписи.Проработав несколько лет в крупной студии, он устроился на работу к подрядчику по защите. Это оставило ему время для записи живых концертов для акустической музыки, а также для разработки и создания аудиоустройств для личного использования по контракту с несколькими производителями и импортерами аудио. Скотт регулярно пишет в нескольких аудиожурналах. Он публикует обзоры оборудования и проекты DIY с середины 1980-х годов. Он, вероятно, наиболее известен в аудио-сообществе своими модернизированными электронными проектами недорогих микрофонов Oktava, AKG и Feilo.

Основы поиска и устранения неисправностей источников питания

Когда часть оборудования оказывается полностью разряженной, первое, на что следует обратить внимание, — это источник питания. Если для поиска неисправностей такого рода используется осциллограф, это должен быть ручной прибор с батарейным питанием, изолированный от земли, по крайней мере, вначале. Причина в том, что могут быть внутренние напряжения, которые упоминаются, но плавают над землей, состояние, которое может создавать опасные токи короткого замыкания при подключении к настольному осциллографу.Это особенно верно для импульсных источников питания (SMPS), где обе стороны цепи плавают над землей.

В SMPS возможен ряд конфигураций, в первую очередь понижающая, повышающая и инвертирующая понижающая-повышающая. В каждом из них MOSFET — это главный разум. Он выполняет переключение, в то время как диод определяет направление, в котором текут носители заряда, а катушки индуктивности и конденсаторы накапливают электрическую энергию. SMPS регулирует выход, непрерывно изменяя рабочий цикл, в отличие от линейного источника питания, который регулирует выход, внося необходимые изменения, регулируя количество рассеиваемой мощности.

Понижающий преобразователь SMPS аналогичен линейному источнику питания с понижающим трансформатором. Когда переключатель замкнут, на катушку индуктивности подается напряжение. Когда переключатель разомкнут, ток через катушку индуктивности продолжает течь. Обратная связь контролирует ширину импульса с постоянной частотой повторения или регулирует частоту повторения с постоянной шириной импульса.

Повышающий преобразователь SMPS аналогичен линейному источнику питания с повышающим трансформатором. Когда переключатель замкнут, ток индуктора увеличивается.Когда переключатель выключается, возникают скачки напряжения, поскольку индуктор пытается поддерживать постоянный ток, чего он не может сделать, поскольку индуктор использует всю доступную энергию для создания своего магнитного поля. В этом месте диод проводит ток, и ток от катушки индуктивности течет в конденсатор. Это объясняет более высокое выходное напряжение по сравнению с входным.

В SMPS транзистор, переведенный в область насыщения, периодически прикладывает нерегулируемый постоянный ток на входе к катушке индуктивности, которая функционирует как запоминающее устройство.Во время каждого импульса его магнитное поле увеличивается до тех пор, пока переключатель не будет выключен. Затем сохраненная энергия фильтруется. Опорное напряжение сравнивается с выходным сигналом в цепи обратной связи, изменение ширины импульса или частоты. SMPS может работать с частотным входом переменного тока или с нерегулируемым входом постоянного тока.

В типичном SMPS сетевое питание поступает в сеть через сетевой фильтр. Затем мощность выпрямляется и сглаживается до высокого постоянного напряжения (несколько сотен вольт). Затем один или несколько транзисторов (или полевых МОП-транзисторов) включают и выключают это высокое постоянное напряжение для управления первичной обмоткой трансформатора. (Хотя некоторые топологии SMPS бестрансформаторные.) Напряжение выпрямляется и фильтруется на вторичной стороне трансформатора.

Регулировка выхода осуществляется путем переключения транзисторов через схему управления, которая определяет выходное напряжение (и входной ток) и соответственно регулирует время включения и выключения транзистора. Эта схема управления часто находится на первичной стороне и может получать питание от дополнительной обмотки трансформатора. Образец выходного напряжения обычно возвращается через оптрон.(Опять же, некоторые конструкции SMPS реализуют обратную связь без использования оптопары.) В некоторых случаях схема управления находится на вторичной стороне и управляет переключателем через небольшой дополнительный трансформатор.

Следует отметить, что у ИИП есть стороны высокого и низкого напряжения (первичная и вторичная стороны). Трансформатор изолирует первичную и вторичную стороны. (Опять же, существуют бестрансформаторные ИИП, в которых не реализована изоляция. ) Часто, если земля выхода не подключена к заземлению сети, небольшой высоковольтный конденсатор соединяет эти две земли с высокой частотой.

Поскольку половина компонентов SMPS напрямую подключается к сетевому напряжению, на первичной стороне источника питания есть опасные напряжения. Накопительный конденсатор большой емкости заряжается при высоком напряжении и может сохранять опасное напряжение даже при отключении сетевого питания. SMPS часто включают в себя истекающие резисторы для рассеивания этого напряжения, но эти резисторы могут быть сломаны, чтобы конденсаторы могли оставаться заряженными. Следовательно, лучше всего разряжать конденсаторы через подходящий резистор (обычно несколько кОм) через изолированные щупы, как на мультиметре.Затем измерьте напряжение, чтобы убедиться, что оно равно нулю, прежде чем продолжить. Также имейте в виду, что радиаторы часто не заземлены и могут находиться под напряжением сети.

Аналогичным образом убедитесь, что все конденсаторы разряжены. Многие неисправные электролитические конденсаторы деформируются или раздуваются. Другие визуальные индикаторы включают сгоревшие черные резисторы и компоненты, которые пахнут горелым, особенно трансформатор. У трансформатора, который пахнет горелым, возможно короткое замыкание. Если это так, часто лучше просто заменить SMPS.

Хотя это может показаться очевидным, поиск неисправности при пропадании питания начинается с проверки сетевого предохранителя. Перегоревший предохранитель обычно означает наличие большого количества неисправных компонентов; исправный предохранитель может означать, что проблема вызвана одним компонентом.

Состояние предохранителя тоже полезно. То, что горело медленно, означает, что отказ не был катастрофическим. Аварийный предохранитель подразумевает сильный ток, повредивший множество компонентов. К сожалению, некоторые предохранители заполнены песком и скрывают то, что произошло.

Одна уловка для первого испытания источника питания с перегоревшим предохранителем — временно заменить предохранитель на лампочку. Лампа должна иметь примерно такую ​​же мощность, что и SMPS. Это предотвращает более катастрофические отказы и позволяет избежать неудобств, связанных с повторной заменой предохранителей. Если все в порядке, лампочка должна мигать долю секунды, а затем слегка светиться. Если короткое замыкание все еще есть, лампочка будет ярко светиться — пора искать причину.

Разомкнутый предохранитель сигнализирует, что что-то действительно пошло не так с питанием, возможно, короткое замыкание.Типичные проблемы включают закороченные силовые транзисторы или выпрямительные диоды, особенно в первичной обмотке. Диодная функция мультиметра может помочь обнаружить короткие замыкания. Также может быть полезно найти техническое описание микросхемы регулятора в SMPS, если она используется. Многие SMPS имеют схему, близкую к эталонным проектам, указанным в таблице данных.

Если предохранитель исправен, но нет выхода, это может вызывать подозрение на ограничитель пускового тока (NTC). Также следует проверить высокомощные резисторы на первичной стороне. Если номинал резистора не совпадает с его цветовым кодом или схемным значением, распаяйте одну клемму и повторите измерения. Замените новым, если значения не совпадают.

В первую очередь необходимо проверить резисторы, включенные последовательно с силовыми транзисторами. Иногда в первичную обмотку входит резистор большой мощности, соединенный последовательно с стабилитроном. Проверьте все диодные переходы с помощью функции диода мультиметра. ИС регулятора могут быть неисправными, но обычно это не так.

Неисправный силовой транзистор увеличивает вероятность выхода из строя других компонентов.Часто SMPS включают в себя компоненты защиты, такие как дополнительный резистор или стабилитрон, чтобы ограничить повреждение в случае катастрофического отказа.
Один из приемов проверки микросхемы контроллера — это отключить ее от небольшого внешнего источника постоянного тока и проверить наличие импульсов на базе (или затворе) транзистора. Но некоторые ИС не будут работать без высокого напряжения на переключение, и это может быть указано в таблице данных.

Еще одно замечание: мертвые полупроводники следует заменять точно такими же деталями. Альтернативы хороши, только если оригинал недоступен или слишком дорогой.Для диодов также проверьте время переключения — замена диодов должна быть как минимум такой же или более быстрой, чем старые. Аналогичным образом заменяемые транзисторы должны иметь одинаковое усиление и частоту отсечки. Основное правило гласит, что частота среза должна быть как минимум в десять раз выше частоты переключения. Для полевых МОП-транзисторов емкость затвора не должна превышать емкость старого компонента, а пороговое напряжение затвора должно быть близко к таковому у старого устройства.

Иногда SMPS работает только частично.Он может запуститься, а затем выключиться, или он может пульсировать, пытаясь запустить каждые несколько секунд, или он может выдавать неправильное выходное напряжение. Силовые полупроводники, вероятно, хороши, но конденсаторы — подозрительны. Или может быть проблема с цепью обратной связи.

Один из приемов состоит в том, чтобы подать внешнее регулируемое постоянное напряжение на выход SMPS, предварительно убедившись, что SMPS не подключен к сети. Когда напряжение постоянного тока постепенно увеличивается, цепь обратной связи должна работать, когда постоянное напряжение приближается к номинальному выходному напряжению.Нет никаких опасных линейных напряжений, поэтому осциллограф может помочь диагностировать цепь обратной связи. Другой способ — подать на ИС контроллера тот же источник низкого напряжения и изучить, что происходит на другой стороне оптопары.

Электролитические конденсаторы часто вызывают проблемы с ИИП. В менее дорогих конструкциях SMPS они часто работают слишком близко к своим пределам тепловыделения. Их жидкий электролит имеет свойство испаряться и изменять свои рабочие характеристики. Очевидно, что колпачки, которые деформированы физически, — это плохо.Но некоторые могут быть плохими и не иметь проблем с внешним видом. Полезно просто измерить емкость, но простого измерения недостаточно. Лучше всего измерить эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и сравнить его с сопротивлением заведомо исправного конденсатора. К сожалению, для этого нужен измеритель ESR (или мост RLC). Электролитические конденсаторы бывают версий 85 ° C и 105 ° C. Если есть возможность, разумно выбрать более высокую температуру.

Как работают электронные компоненты

Электронные гаджеты стали неотъемлемой частью нашей жизни.Они сделали нашу жизнь комфортнее и удобнее. От авиации до медицины и здравоохранения, электронные устройства находят широкое применение в современном мире. Фактически, революция в электронике и революция в компьютерах идут рука об руку.

Большинство гаджетов имеют крошечные электронные схемы, которые могут управлять машинами и обрабатывать информацию. Проще говоря, электронные схемы — это линия жизни различных электроприборов. В этом руководстве подробно рассказывается об общих электронных компонентах, используемых в электронных схемах, и о том, как они работают.

В этой статье я дам обзор электронных схем. Затем я предоставлю дополнительную информацию о 7 различных типах компонентов. Для каждого типа я буду обсуждать состав, как он работает, а также функцию и значение компонента.

  1. Конденсатор
  2. Резистор
  3. Диод
  4. Транзистор
  5. Индуктор
  6. Реле
  7. Кристалл кварца


Обзор электронной схемы

Электронная схема — это структура, которая направляет и управляет электрическим током для выполнения различных функций, включая усиление сигнала, вычисление и передачу данных.Он состоит из нескольких различных компонентов, таких как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и диоды. Проводящие провода или дорожки используются для соединения компонентов друг с другом. Однако цепь считается завершенной, только если она начинается и заканчивается в одной и той же точке, образуя цикл.


Элементы электронной схемы

Сложность и количество компонентов в электронной схеме могут изменяться в зависимости от ее применения. Однако простейшая схема состоит из трех элементов, включая токопроводящую дорожку, источник напряжения и нагрузку.

Элемент 1: токопроводящий путь

Электрический ток течет по токопроводящей дорожке. Хотя медные провода используются в простых цепях, они быстро заменяются токопроводящими дорожками. Проводящие дорожки — это не что иное, как медные листы, наклеенные на непроводящую основу. Они часто используются в небольших и сложных схемах, таких как печатные платы (PCB).

Элемент 2: Источник напряжения

Основная функция цепи — обеспечить безопасное прохождение электрического тока через нее.Итак, первый ключевой элемент — это источник напряжения. Это двухконтактное устройство, такое как батарея, генераторы или энергосистемы, которые обеспечивают разность потенциалов (напряжение) между двумя точками в цепи, так что ток может течь через них.

Элемент 3: Нагрузка

Нагрузка — это элемент в цепи, который потребляет мощность для выполнения определенной функции. Лампочка — самая простая нагрузка. Однако сложные схемы имеют разные нагрузки, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и транзисторы.


Факты об электронных схемах

Факт 1: Обрыв цепи

Как упоминалось ранее, цепь всегда должна образовывать петлю, чтобы через нее протекал ток. Однако, когда дело доходит до разомкнутой цепи, ток не может течь, так как один или несколько компонентов отключены намеренно (с помощью переключателя) или случайно (сломанные части). Другими словами, любая цепь, не образующая петли, является разомкнутой.

Факт 2: Замкнутый контур

Замкнутый контур — это контур, который образует контур без каких-либо прерываний.Таким образом, это полная противоположность разомкнутой цепи. Однако полная цепь, не выполняющая никаких функций, остается замкнутой. Например, цепь, подключенная к разряженной батарее, может не работать, но это все равно замкнутая цепь.

Факт 3: Короткое замыкание

В случае короткого замыкания между двумя точками электрической цепи образуется соединение с низким сопротивлением. В результате ток имеет тенденцию течь через это вновь образованное соединение, а не по намеченному пути.Например, если есть прямое соединение между отрицательной и положительной клеммами батареи, ток будет проходить через нее, а не через цепь.

Однако короткое замыкание обычно приводит к серьезным несчастным случаям, так как ток может протекать на опасно высоком уровне. Следовательно, короткое замыкание может повредить электронное оборудование, вызвать взрыв батарей и даже вызвать пожар в коммерческих и жилых зданиях.

Факт 4: Печатные платы (PCB)

Для большинства электронных приборов требуются сложные электронные схемы.Вот почему разработчикам приходится размещать крошечные электронные компоненты на печатной плате. Он состоит из пластиковой платы с соединительными медными дорожками с одной стороны и множества отверстий для крепления компонентов. Когда макет печатной платы наносится химическим способом на пластиковую плату, он называется печатной платой или печатной платой.

Рисунок 1: Печатная плата . [Источник изображения]
Факт 5: Интегральные схемы (ИС)

Хотя печатные платы могут иметь множество преимуществ, для большинства современных приборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, требуются сложные схемы, состоящие из тысяч и даже миллионов компонентов.Вот тут-то и пригодятся интегральные схемы. Это крошечные электронные схемы, которые могут поместиться внутри небольшого кремниевого чипа. Джек Килби изобрел первую интегральную схему в 1958 году в компании Texas Instruments. Единственная цель ИС — повысить эффективность электронных устройств при одновременном уменьшении их размера и стоимости производства. С годами интегральные схемы становились все более сложными, поскольку технологии продолжают развиваться. Вот почему персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны и другая бытовая электроника с каждым днем ​​становятся все дешевле и лучше.

Рисунок 2: Интегральные схемы . [Источник изображения]

Электронные компоненты

Благодаря современным технологиям, процесс сборки электронных схем был полностью автоматизирован, особенно для изготовления микросхем и печатных плат. Количество и расположение компонентов в схеме может варьироваться в зависимости от ее сложности. Однако он построен с использованием небольшого количества стандартных компонентов.

Для создания электронных схем используются следующие компоненты.


Компонент 1: Конденсатор

Конденсаторы

широко используются для построения различных типов электронных схем.Конденсатор — это пассивный двухконтактный электрический компонент, который может электростатически накапливать энергию в электрическом поле. Проще говоря, он работает как небольшая аккумуляторная батарея, накапливающая электричество. Однако, в отличие от аккумулятора, он может заряжаться и разряжаться за доли секунды.

Рисунок 3: Конденсаторы [Источник изображения]
A. Состав Конденсаторы

бывают всех форм и размеров, но обычно они состоят из одинаковых основных компонентов. Между ними уложены два электрических проводника или пластины, разделенные диэлектриком или изолятором.Пластины состоят из проводящего материала, такого как тонкие пленки из металла или алюминиевой фольги. С другой стороны, диэлектрик — это непроводящий материал, такой как стекло, керамика, пластиковая пленка, воздух, бумага или слюда. Вы можете вставить два электрических соединения, выступающих из пластин, чтобы зафиксировать конденсатор в цепи.

B. Как это работает?

Когда вы прикладываете напряжение к двум пластинам или подключаете их к источнику, на изоляторе возникает электрическое поле, в результате чего одна пластина накапливает положительный заряд, а отрицательный — на другой.Конденсатор продолжает сохранять заряд, даже если вы отключите его от источника. В тот момент, когда вы подключаете его к нагрузке, накопленная энергия перетекает от конденсатора к нагрузке.

Емкость — это количество энергии, хранящейся в конденсаторе. Чем выше емкость, тем больше энергии он может хранить. Увеличить емкость можно, сдвинув пластины ближе друг к другу или увеличив их размер. В качестве альтернативы вы также можете улучшить изоляционные качества для увеличения емкости.

C. Функция и значение

Хотя конденсаторы выглядят как батареи, они могут выполнять различные типы функций в цепи, такие как блокировка постоянного тока, позволяющая проходить переменному току, или сглаживать выходной сигнал от источника питания. Они также используются в системах передачи электроэнергии для стабилизации напряжения и потока мощности. Одной из наиболее важных функций конденсатора в системах переменного тока является коррекция коэффициента мощности, без которой вы не сможете обеспечить достаточный пусковой момент для однофазных двигателей.

Фильтры для конденсаторов

Если вы используете микроконтроллер в цепи для запуска определенной программы, вы не хотите, чтобы его напряжение упало, поскольку это приведет к сбросу контроллера. Вот почему дизайнеры используют конденсатор. Он может обеспечить микроконтроллер необходимой мощностью на долю секунды, чтобы избежать перезапуска. Другими словами, он отфильтровывает шумы в линии питания и стабилизирует источник питания.

Применения удерживающего конденсатора

В отличие от батареи, конденсатор быстро разряжается.Вот почему он используется для кратковременного питания цепи. Батареи камеры заряжают конденсатор, прикрепленный к вспышке. Когда вы делаете снимок со вспышкой, конденсатор высвобождает свой заряд за доли секунды, генерируя вспышку света.

Применение конденсатора таймера

В резонансной или зависящей от времени схеме конденсаторы используются вместе с резистором или катушкой индуктивности в качестве элемента синхронизации. Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, определяет работу схемы.


Компонент 2: резистор

Резистор — это пассивное двухконтактное электрическое устройство, которое препятствует прохождению тока. Это, наверное, самый простой элемент в электронной схеме. Это также один из наиболее распространенных компонентов, поскольку сопротивление является неотъемлемым элементом почти всех электронных схем. Обычно они имеют цветовую маркировку.

Рисунок 4: Резисторы [Источник изображения]
A. Состав

Резистор — это совсем не модное устройство, потому что сопротивление — это естественное свойство, которым обладают почти все проводники.Итак, конденсатор состоит из медной проволоки, обернутой вокруг изоляционного материала, такого как керамический стержень. Число витков и толщина медного провода прямо пропорциональны сопротивлению. Чем больше количество витков и чем тоньше провод, тем выше сопротивление.

Также можно встретить резисторы, изготовленные по спирали из углеродной пленки. Отсюда и название резисторы с углеродной пленкой. Они разработаны для схем с меньшей мощностью, потому что резисторы с углеродной пленкой не так точны, как их аналоги с проволочной обмоткой.Однако они дешевле проводных резисторов. К обоим концам прикреплены клеммы проводов. Поскольку резисторы не учитывают полярность в цепи, ток может течь в любом направлении. Таким образом, не нужно беспокоиться о том, чтобы прикрепить их в прямом или обратном направлении.

B. Как это работает?

Резистор может выглядеть не очень. Можно подумать, что он ничего не делает, кроме потребления энергии. Однако он выполняет жизненно важную функцию: контролирует напряжение и ток в вашей цепи.Другими словами, резисторы позволяют вам контролировать конструкцию вашей схемы.

Когда электрический ток начинает течь по проводу, все электроны начинают двигаться в одном направлении. Это похоже на воду, текущую по трубе. По тонкой трубе будет течь меньше воды, потому что у нее меньше места для ее движения.

Точно так же, когда ток проходит через тонкую проволоку в резисторе, электронам становится все труднее двигаться через него. Короче говоря, количество электронов, протекающих через резистор, уменьшается по мере увеличения длины и толщины провода.

C. Функция и значение У резисторов

есть множество применений, но три наиболее распространенных — это управление током, разделение напряжения и цепи резистор-конденсатор.

Ограничение тока

Если вы не добавите резисторы в цепь, ток будет опасно высоким. Это может привести к перегреву других компонентов и их повреждению. Например, если вы подключите светодиод напрямую к батарее, он все равно будет работать.Однако через некоторое время светодиод нагреется, как огненный шар. В конечном итоге он сгорит, поскольку светодиоды менее устойчивы к нагреванию.

Но, если ввести в схему резистор, он снизит протекание тока до оптимального уровня. Таким образом, вы можете дольше держать светодиод включенным, не перегревая его.

Делительное напряжение Также используются резисторы

для понижения напряжения до нужного уровня. Иногда для определенной части схемы, такой как микроконтроллер, может потребоваться более низкое напряжение, чем для самой схемы.Здесь на помощь приходит резистор.

Допустим, ваша схема работает от аккумулятора 12 В. Однако для микроконтроллера требуется только питание 6 В. Итак, чтобы разделить напряжение пополам, все, что вам нужно сделать, это подключить последовательно два резистора с равным сопротивлением. Проволока между двумя резисторами снизит наполовину напряжение вашей цепи, к которой может быть подключен микроконтроллер. Используя соответствующие резисторы, вы можете снизить напряжение в цепи до любого уровня.

Резисторно-конденсаторные цепи Резисторы

также используются в сочетании с конденсаторами для создания интегральных схем, содержащих массивы резистор-конденсатор в одной микросхеме.Они также известны как фильтры RC или сети RC. Они часто используются для подавления электромагнитных помех (EMI) или радиочастотных помех (RFI) в различных инструментах, включая порты ввода / вывода компьютеров и ноутбуков, локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN), среди прочего. Они также используются в станках, распределительных устройствах, контроллерах двигателей, автоматизированном оборудовании, промышленных приборах, лифтах и ​​эскалаторах.


Компонент 3: Диод

Диод — это устройство с двумя выводами, которое позволяет электрическому току течь только в одном направлении.Таким образом, это электронный эквивалент обратного клапана или улицы с односторонним движением. Он обычно используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Он изготовлен либо из полупроводникового материала (полупроводниковый диод), либо из вакуумной трубки (вакуумный ламповый диод). Однако сегодня большинство диодов изготовлено из полупроводникового материала, особенно из кремния.

Рисунок 5: Диод [Источник изображения]
A. Состав

Как упоминалось ранее, существует два типа диодов: вакуумные диоды и полупроводниковые диоды.Вакуумный диод состоит из двух электродов (катода и анода), помещенных внутри герметичной вакуумной стеклянной трубки. Полупроводниковый диод состоит из полупроводников p-типа и n-типа. Поэтому он известен как диод с p-n переходом. Обычно он изготавливается из кремния, но также можно использовать германий или селен.

B. Как это работает?
Вакуумный диод

Когда катод нагревается нитью накала, в вакууме образуется невидимое облако электронов, называемое пространственным зарядом.Хотя электроны испускаются катодом, отрицательный объемный заряд отталкивает их. Поскольку электроны не могут достичь анода, через цепь не протекает ток. Однако, когда анод становится положительным, объемный заряд исчезает. В результате ток начинает течь от катода к аноду. Таким образом, электрический ток внутри диода течет только от катода к аноду и никогда от анода к катоду.

P-N переходной диод

Диод с p-n переходом состоит из кремниевых полупроводников p-типа и n-типа.Полупроводник p-типа обычно легируется бором, оставляя в нем дырки (положительный заряд). С другой стороны, полупроводник n-типа легирован сурьмой, добавляя в него несколько дополнительных электронов (отрицательный заряд). Таким образом, электрический ток может протекать через оба полупроводника.

Когда вы соединяете блоки p-типа и n-типа, дополнительные электроны n-типа объединяются с дырками p-типа, создавая зону обеднения без каких-либо свободных электронов или дырок. Короче говоря, ток через диод больше не может проходить.

Когда вы подключаете отрицательную клемму батареи к кремнию n-типа, а положительную клемму к p-типу (прямое смещение), ток начинает течь, поскольку электроны и дырки теперь могут перемещаться по переходу. Однако, если вы перевернете клеммы (обратное смещение), ток не будет течь через диод, потому что дырки и электроны отталкиваются друг от друга, расширяя зону истощения. Таким образом, как и вакуумный диод, переходной диод может пропускать ток только в одном направлении.

С.Функция и значение

Хотя диоды — один из простейших компонентов электронной схемы, они находят уникальное применение в различных отраслях промышленности.

Преобразование переменного тока в постоянный

Наиболее распространенным и важным применением диодов является преобразование переменного тока в постоянный. Обычно полуволновой (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель используется для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока, особенно в бытовых источниках питания. Когда вы пропускаете источник питания переменного тока через диод, через него проходит только половина формы волны переменного тока.Поскольку этот импульс напряжения используется для зарядки конденсатора, он создает устойчивые и непрерывные постоянные токи без каких-либо пульсаций. Различные комбинации диодов и конденсаторов также используются для создания различных типов умножителей напряжения для умножения небольшого переменного напряжения на высокие выходы постоянного тока.

Обходные диоды

Обходные диоды часто используются для защиты солнечных батарей. Когда ток от остальных элементов проходит через поврежденный или пыльный солнечный элемент, это вызывает перегрев.В результате общая выходная мощность уменьшается, создавая горячие точки. Диоды подключаются параллельно солнечным элементам, чтобы защитить их от перегрева. Эта простая конструкция ограничивает напряжение на неисправном солнечном элементе, позволяя току проходить через неповрежденные элементы во внешнюю цепь.

Защита от скачков напряжения

Когда источник питания внезапно прерывается, он создает высокое напряжение в большинстве индуктивных нагрузок.Этот неожиданный скачок напряжения может повредить нагрузку. Однако вы можете защитить дорогое оборудование, подключив диод к индуктивным нагрузкам. В зависимости от типа безопасности эти диоды известны под разными названиями, включая демпферный диод, обратный диод, подавляющий диод и диод свободного хода, среди других.

Демодуляция сигнала

Они также используются в процессе модуляции сигнала, поскольку диоды могут эффективно устранять отрицательный элемент сигнала переменного тока.Диод выпрямляет несущую волну, превращая ее в постоянный ток. Звуковой сигнал извлекается из несущей волны, этот процесс называется аудиочастотной модуляцией. Вы можете слышать звук после некоторой фильтрации и усиления. Следовательно, диоды обычно используются в радиоприемниках для извлечения сигнала из несущей волны.

Защита от обратного тока

Изменение полярности источника постоянного тока или неправильное подключение батареи может привести к протеканию значительного тока через цепь.Такое обратное подключение может повредить подключенную нагрузку. Вот почему защитный диод включен последовательно с положительной стороной клеммы аккумулятора. В случае правильной полярности диод становится смещенным в прямом направлении, и ток течет по цепи. Однако в случае неправильного подключения он становится обратным, блокируя ток. Таким образом, он может защитить ваше оборудование от возможных повреждений.


Компонент 4: Транзистор

Один из важнейших компонентов электронной схемы, транзисторы произвели революцию в области электроники.Эти крошечные полупроводниковые устройства с тремя выводами существуют уже более пяти десятилетий. Их часто используют как усилители и переключающие устройства. Вы можете думать о них как о реле без каких-либо движущихся частей, потому что они могут включать или выключать что-либо без какого-либо движения.

Рисунок 6: Транзисторы [Источник изображения]
A. Состав

Вначале германий использовался для создания транзисторов, которые были чрезвычайно чувствительны к температуре. Сегодня, однако, они сделаны из кремния, полупроводникового материала, обнаруженного в песке, потому что кремниевые транзисторы намного более устойчивы к температуре и дешевле в производстве.Есть два разных типа биполярных переходных транзисторов (BJT), NPN и PNP. У каждого транзистора есть три контакта, которые называются База (b), коллектор (c) и эмиттер (e). NPN и PNP относятся к слоям полупроводникового материала, которые используются для изготовления транзистора.

B. Как это работает?

Когда вы помещаете кремниевую пластину p-типа между двумя стержнями n-типа, вы получаете транзистор NPN. Эмиттер присоединен к одному n-типу, а коллектор — к другому.Основание прикреплено к р-образному. Избыточные дырки в кремнии p-типа действуют как барьеры, блокирующие прохождение тока. Однако, если вы подадите положительное напряжение на базу и коллектор и отрицательно зарядите эмиттер, электроны начнут течь от эмиттера к коллектору.

Расположение и количество блоков p-типа и n-типа остаются инвертированными в транзисторе PNP. В этом типе транзистора один n-тип находится между двумя блоками p-типа. Поскольку распределение напряжения отличается, транзистор PNP работает иначе.Транзистор NPN требует положительного напряжения на базу, в то время как PNP требует отрицательного напряжения. Короче говоря, ток должен течь от базы, чтобы включить PNP-транзистор.

C. Функция и значение

Транзисторы работают как переключатели и усилители в большинстве электронных схем. Дизайнеры часто используют транзистор в качестве переключателя, потому что, в отличие от простого переключателя, он может превратить небольшой ток в гораздо больший. Хотя вы можете использовать простой переключатель в обычной цепи, для усовершенствованной схемы может потребоваться различное количество токов на разных этапах.

Транзисторы в слуховых аппаратах

Одно из самых известных применений транзисторов — слуховой аппарат. Обычно небольшой микрофон в слуховом аппарате улавливает звуковые волны, преобразуя их в колеблющиеся электрические импульсы или токи. Когда эти токи проходят через транзистор, они усиливаются. Затем усиленные импульсы проходят через динамик, снова преобразуя их в звуковые волны. Таким образом, вы можете услышать значительно более громкую версию окружающего шума.

Транзисторы в компьютерах и калькуляторах

Все мы знаем, что компьютеры хранят и обрабатывают информацию, используя двоичный язык «ноль» и «единица». Однако большинство людей не знают, что транзисторы играют решающую роль в создании чего-то, называемого логическими вентилями, которые являются основой компьютерных программ. Транзисторы часто соединяются с логическими вентилями, чтобы создать уникальный элемент устройства, называемый триггером. В этой системе транзистор остается «включенным», даже если вы уберете ток базы.Теперь он переключается или выключается всякий раз, когда через него проходит новый ток. Таким образом, транзистор может хранить ноль, когда он выключен, или единицу, когда он включен, что является принципом работы компьютеров.

Транзисторы Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона состоит из двух соединенных вместе транзисторов с полярным соединением PNP или NPN. Он назван в честь своего изобретателя Сидни Дарлингтона. Единственная цель транзистора Дарлингтона — обеспечить высокий коэффициент усиления по току при низком базовом токе.Вы можете найти эти транзисторы в приборах, которым требуется высокий коэффициент усиления по току на низкой частоте, таких как регуляторы мощности, драйверы дисплея, контроллеры двигателей, датчики света и касания, системы сигнализации и усилители звука.

IGBT и MOSFET транзисторы

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) часто используются в качестве усилителей и переключателей в различных инструментах, включая электромобили, поезда, холодильники, кондиционеры и даже стереосистемы.С другой стороны, полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) обычно используются в интегральных схемах для управления уровнями мощности устройства или для хранения данных.


Компонент 5: Индуктор

Катушка индуктивности, также известная как реактор, представляет собой пассивный компонент цепи, имеющей два вывода. Это устройство накапливает энергию в своем магнитном поле, возвращая ее в цепь при необходимости. Было обнаружено, что когда две катушки индуктивности помещаются рядом, не касаясь друг друга, магнитное поле, создаваемое первой катушкой индуктивности, воздействует на вторую катушку индуктивности.Это был решающий прорыв, который привел к изобретению первых трансформаторов.

Рисунок 7: Катушки индуктивности [Источник изображения]
A. Состав

Это, вероятно, простейший компонент, состоящий только из катушки медной проволоки. Индуктивность прямо пропорциональна количеству витков в катушке. Однако иногда катушка наматывается на ферромагнитный материал, такой как железо, слоистое железо и порошковое железо, для увеличения индуктивности. Форма этого сердечника также может увеличить индуктивность.Тороидальные (в форме пончика) сердечники обеспечивают лучшую индуктивность по сравнению с соленоидными (стержневыми) сердечниками при том же количестве витков. К сожалению, индукторы в интегральной схеме сложно соединить, поэтому их обычно заменяют резисторами.

B. Как это работает?

Когда ток проходит по проводу, он создает магнитное поле. Однако уникальная форма индуктора приводит к созданию гораздо более сильного магнитного поля. Это мощное магнитное поле, в свою очередь, сопротивляется переменному току, но пропускает через него постоянный ток.Это магнитное поле также хранит энергию.

Возьмем простую схему, состоящую из батареи, переключателя и лампочки. Лампа загорится ярко, как только вы включите выключатель. Добавьте в эту цепь индуктивность. Как только вы включаете выключатель, лампочка переключается с яркой на тусклую. С другой стороны, когда переключатель выключен, он становится очень ярким, всего на долю секунды до полного выключения.

Когда вы включаете выключатель, индуктор начинает использовать электричество для создания магнитного поля, временно блокируя прохождение тока.Но только постоянный ток проходит через индуктор, как только магнитное поле заполнено. Вот почему лампочка переключается с яркой на тусклую. Все это время индуктор хранит некоторую электрическую энергию в виде магнитного поля. Таким образом, когда вы выключаете выключатель, магнитное поле поддерживает постоянный ток в катушке. Таким образом, лампочка некоторое время горит ярко перед тем, как погаснуть.

C. Функция и значение

Хотя индукторы полезны, их трудно включить в электронные схемы из-за их размера.Поскольку они более громоздкие по сравнению с другими компонентами, они увеличивают вес и занимают много места. Следовательно, их обычно заменяют резисторами в интегральных схемах (ИС). Тем не менее, индукторы имеют широкий спектр промышленного применения.

Фильтры в настроенных схемах

Одним из наиболее распространенных применений индукторов является выбор желаемой частоты в настроенных схемах. Они широко используются с конденсаторами и резисторами, подключенными параллельно или последовательно, для создания фильтров.Импеданс катушки индуктивности увеличивается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, автономная катушка индуктивности может действовать только как фильтр нижних частот. Однако, когда вы комбинируете его с конденсатором, вы можете создать режекторный фильтр, потому что сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, вы можете использовать различные комбинации конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов для создания различных типов фильтров. Они встречаются в большинстве электронных устройств, включая телевизоры, настольные компьютеры и радио.

Дроссели как дроссели

Если через дроссель протекает переменный ток, он создает противоположный ток. Таким образом, он может преобразовывать источник переменного тока в постоянный. Другими словами, он подавляет питание переменного тока, но позволяет постоянному току проходить через него, отсюда и название «дроссель». Обычно они используются в цепях питания, которым необходимо преобразовать питание переменного тока в питание постоянного тока.

Ферритовые бусины

Ферритовый шарик или ферритовый дроссель используется для подавления высокочастотного шума в электронных схемах.Некоторые из распространенных применений ферритовых шариков включают компьютерные кабели, телевизионные кабели и кабели для зарядки мобильных устройств. Эти кабели иногда могут действовать как антенны, взаимодействуя с аудио- и видеовыходами вашего телевизора и компьютера. Таким образом, индукторы используются в ферритовых шариках, чтобы уменьшить такие радиопомехи.

Индукторы в датчиках приближения

Большинство датчиков приближения работают по принципу индуктивности. Индуктивный датчик приближения состоит из четырех частей, включая индуктор или катушку, генератор, схему обнаружения и выходную схему.Генератор генерирует флуктуирующее магнитное поле. Каждый раз, когда объект приближается к этому магнитному полю, начинают накапливаться вихревые токи, уменьшая магнитное поле датчика.

Схема обнаружения определяет мощность датчика, в то время как выходная схема вызывает соответствующий ответ. Индуктивные датчики приближения, также называемые бесконтактными датчиками, ценятся за их надежность. Они используются на светофорах для определения плотности движения, а также в качестве датчиков парковки легковых и грузовых автомобилей.

Асинхронные двигатели

Асинхронный двигатель, вероятно, является наиболее распространенным примером применения индукторов. Обычно в асинхронном двигателе индукторы устанавливаются в фиксированном положении. Другими словами, им не разрешается выравниваться с близлежащим магнитным полем. Источник питания переменного тока используется для создания вращающегося магнитного поля, которое затем вращает вал. Потребляемая мощность регулирует скорость вращения. Следовательно, асинхронные двигатели часто используются в приложениях с фиксированной скоростью.Асинхронные двигатели очень надежны и прочны, потому что между двигателем и ротором нет прямого контакта.

Трансформаторы

Как упоминалось ранее, открытие катушек индуктивности привело к изобретению трансформаторов, одного из основных компонентов систем передачи энергии. Вы можете создать трансформатор, объединив индукторы общего магнитного поля. Обычно они используются для повышения или понижения напряжения в линиях электропередачи до желаемого уровня.

Накопитель энергии

Как и конденсатор, индуктор может накапливать энергию. Однако, в отличие от конденсатора, он может хранить энергию в течение ограниченного времени. Поскольку энергия хранится в магнитном поле, она разрушается, как только отключается источник питания. Тем не менее, индукторы функционируют как надежные накопители энергии в импульсных источниках питания, таких как настольные компьютеры.


Компонент 6: реле

Реле — это электромагнитный переключатель, который может размыкать и замыкать цепи электромеханическим или электронным способом.Для работы реле необходим относительно небольшой ток. Обычно они используются для регулирования малых токов в цепи управления. Однако вы также можете использовать реле для управления большими электрическими токами. Реле — это электрический эквивалент рычага. Вы можете включить его небольшим током, чтобы включить (или усилить) другую цепь, использующую большой ток. Реле могут быть либо электромеханическими, либо твердотельными.

Рисунок 8: Реле [Источник изображения]
A. Состав

Электромеханическое реле (ЭМИ) состоит из корпуса, катушки, якоря, пружины и контактов.Рама поддерживает различные части реле. Якорь — это подвижная часть релейного переключателя. Катушка (в основном из медной проволоки), намотанная на металлический стержень, создает магнитное поле, которое перемещает якорь. Контакты — это токопроводящие части, которые размыкают и замыкают цепь.

Твердотельное реле (SSR) состоит из входной цепи, цепи управления и выходной цепи. Входная цепь эквивалентна катушке электромеханического реле. Схема управления действует как связующее устройство между входными и выходными цепями, тогда как выходная цепь выполняет ту же функцию, что и контакты в ЭМИ.Твердотельные реле становятся все более популярными, поскольку они дешевле, быстрее и надежнее по сравнению с электромеханическими реле.

B. Как это работает?

Используете ли вы электромеханическое реле или твердотельное реле, это нормально замкнутое (NC) или нормально разомкнутое (NO) реле. В случае реле NC, контакты остаются замкнутыми при отсутствии питания. Однако в нормально разомкнутом реле контакты остаются разомкнутыми при отсутствии питания.Короче говоря, всякий раз, когда ток проходит через реле, контакты либо размыкаются, либо закрываются.

В ЭМИ источник питания возбуждает катушку реле, создавая магнитное поле. Магнитная катушка притягивает металлическую пластину, установленную на якоре. Когда ток прекращается, якорь возвращается в исходное положение под действием пружины. EMR также может иметь один или несколько контактов в одном пакете. Если в цепи используется только один контакт, она называется цепью одиночного прерывания (SB). С другой стороны, цепь двойного размыкания (DB) имеет буксирные контакты.Обычно реле с одинарным размыканием используются для управления маломощными устройствами, такими как индикаторные лампы, а двойные размыкающие контакты используются для управления мощными устройствами, такими как соленоиды.

Когда дело доходит до работы SSR, вам необходимо подать напряжение выше указанного напряжения срабатывания реле, чтобы активировать входную цепь. Вы должны подать напряжение ниже установленного минимального напряжения падения реле, чтобы деактивировать входную цепь. Схема управления передает сигнал из входной цепи в выходную.Выходная цепь включает нагрузку или выполняет желаемое действие.

C. Функция и значение

Поскольку они могут управлять сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала, в большинстве процессов управления используются реле в качестве первичных устройств защиты и переключения. Они также могут обнаруживать неисправности и нарушения в системах распределения электроэнергии. Типичные приложения включают телекоммуникации, автомобили, системы управления дорожным движением, бытовую технику и компьютеры.

Реле защиты

Защитные реле используются для отключения или отключения цепи при обнаружении каких-либо нарушений. Иногда они также могут подавать сигналы тревоги при обнаружении неисправности. Типы реле защиты зависят от их функции. Например, реле максимального тока предназначено для определения тока, превышающего заданное значение. При обнаружении такого тока реле срабатывает, отключая автоматический выключатель, чтобы защитить оборудование от возможного повреждения.

Дистанционное реле или реле импеданса, с другой стороны, может обнаруживать отклонения в соотношении тока и напряжения, а не контролировать их величину независимо. Он срабатывает, когда отношение V / I падает ниже заданного значения. Обычно защитные реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.

Реле автоматического повторного включения

Реле автоматического повторного включения предназначено для многократного повторного включения автоматического выключателя, который уже сработал с помощью реле защиты.Например, при резком падении напряжения в электрической цепи вашего дома может наблюдаться несколько кратковременных отключений электроэнергии. Эти сбои происходят из-за того, что реле повторного включения пытается автоматически включить защитное реле. В случае успеха питание будет восстановлено. В противном случае произойдет полное отключение электроэнергии.

Тепловые реле

Тепловое воздействие электрической энергии — это принцип работы теплового реле. Короче говоря, он может обнаруживать повышение температуры окружающей среды и соответственно включать или отключать цепь.Он состоит из биметаллической ленты, которая нагревается при прохождении через нее сверхтока. Нагретая полоса изгибается и замыкает замыкающий контакт, отключая автоматический выключатель. Чаще всего тепловое реле применяется для защиты электродвигателя от перегрузки.


Компонент 7. Кристалл кварца

Кристаллы кварца находят несколько применений в электронной промышленности. Однако в основном они используются в качестве резонаторов в электронных схемах. Кварц — это встречающаяся в природе форма кремния.Однако теперь его производят синтетически, чтобы удовлетворить растущий спрос. Проявляет пьезоэлектрический эффект. Если вы приложите физическое давление к одной стороне, возникающие в результате вибрации создадут переменное напряжение на кристалле. Резонаторы на кварцевом кристалле доступны во многих размерах в зависимости от требуемых применений.

Рис. 9: Кристалл кварца [Источник изображения]
A. Состав

Как упоминалось ранее, кристаллы кварца либо производятся синтетическим путем, либо встречаются в природе.Их часто используют для создания кварцевых генераторов для создания электрического сигнала с точной частотой. Обычно форма кристаллов кварца гексагональная с пирамидами на концах. Однако для практических целей их разрезают на прямоугольные плиты. К наиболее распространенным типам форматов резки относятся X, Y и AT. Эта плита помещается между двумя металлическими пластинами, называемыми удерживающими пластинами. Внешняя форма кристалла кварца или кварцевого генератора может быть цилиндрической, прямоугольной или квадратной.

Б.Как это работает?

Если подать на кристалл переменное напряжение, он вызовет механические колебания. Огранка и размер кристалла кварца определяют резонансную частоту этих колебаний или колебаний. Таким образом, он генерирует постоянный сигнал. Кварцевые генераторы дешевы и просты в изготовлении синтетическим способом. Они доступны в диапазоне от нескольких кГц до нескольких МГц. Поскольку кварцевые генераторы имеют более высокую добротность или добротность, они очень стабильны во времени и температуре.

C. Функция и значение

Исключительно высокая добротность позволяет использовать кристаллы кварца и резонансный элемент в генераторах, а также в фильтрах в электронных схемах. Вы можете найти этот высоконадежный компонент в радиочастотных приложениях, в качестве тактовых схем генератора в платах микропроцессоров, а также в качестве элемента синхронизации в цифровых часах.

Кварцевые часы

Проблема традиционных часов с винтовой пружиной заключается в том, что вам нужно периодически заводить катушку.С другой стороны, часы с маятником зависят от силы тяжести. Таким образом, они по-разному показывают время на разных уровнях и высотах моря из-за изменений силы тяжести. Однако на характеристики кварцевых часов не влияет ни один из этих факторов. Кварцевые часы питаются от батареек. Обычно крохотный кристалл кварца регулирует шестеренки, управляющие секундной, минутной и часовой стрелками. Поскольку кварцевые часы потребляют очень мало энергии, батарея часто может работать дольше.

Фильтры

Вы также можете использовать кристаллы кварца в электронных схемах в качестве фильтров.Они часто используются для фильтрации нежелательных сигналов в радиоприемниках и микроконтроллерах. Большинство основных фильтров состоят из одного кристалла кварца. Однако усовершенствованные фильтры могут содержать более одного кристалла, чтобы соответствовать требованиям к рабочим характеристикам. Эти кварцевые фильтры намного превосходят фильтры, изготовленные с использованием ЖК-компонентов.


Заключение

От общения с близкими, живущими на разных континентах, до приготовления горячей чашки кофе — электронные устройства затрагивают практически все аспекты нашей жизни.Однако что заставляет эти электронные устройства выполнять, казалось бы, трудоемкие задачи всего за несколько минут? Крошечные электронные схемы являются основой всего электронного оборудования. Чтение о различных компонентах электронной схемы поможет вам понять их функции и значение. Поделитесь своими предложениями и мнениями по этому поводу в разделе комментариев ниже.

// Эта статья изначально была опубликована на ICRFQ.

Как отремонтировать мелкую бытовую технику: советы и рекомендации

Электричество поставляет энергию, питающую мелкие бытовые приборы и другие электрические устройства.Ток течет к устройству через горячий (обычно черный) провод и возвращается через нейтральный (обычно белый) провод. Мощность, перемещающая ток, называется напряжением.

В большинстве бытовых систем на горячем проводе около 120 вольт, а на белом проводе — ноль. Разница в напряжении между двумя проводами перемещает электрический ток и питает ваш прибор.

Есть три типа малогабаритных, переносных и бытовых приборов.Некоторые приборы, например тостеры и кофеварки, что-то нагревают. Другие приборы, например кухонные комбайны и пылесосы, что-то перемещают. Некоторые приборы, например, фены, делают и то, и другое.

В этой статье мы расскажем, как отремонтировать всю эту технику и многое другое. Но сначала мы сделаем обзор ремонта небольшой бытовой техники.

Отопительные приборы

Нагревательные приборы преобразуют электрическую энергию в тепло, которое используется для поджаривания хлеба, теплого кофе, сушки волос или выполнения других полезных задач.Это тепло вырабатывается путем пропускания тока через специальный провод, называемый элементом. Поскольку элемент затрудняет прохождение электричества через него, часть его энергии превращается в тепло. Электричество использует так много своей энергии, чтобы преодолеть сопротивление элемента тостера, например, что оно светится ярко-красным цветом, поджаривая хлеб.

К распространенным нагревательным приборам, описанным в этой статье, относятся тостеры, тостеры, кофеварки капельного типа и кофеварки с перколятором.Нагревательные приборы, работающие по тем же принципам, включают утюги для одежды; электрические сковороды, вок, сковороды и вафельницы; конвекционные печи; фритюрницы; мультиварки; пищевые сушилки; рисоварки; пароварки; внутренние грили; кофемашины эспрессо и капучино; чайники со льдом; и попперс для попкорна. Как только вы научитесь устранять неисправности и ремонтировать самые популярные отопительные приборы, отремонтировать любое из них будет легко.

Моторная техника

Моторные устройства преобразуют электрическую энергию в движение.Это электричество режет и смешивает продукты, открывает банки, измельчает отходы, собирает грязь и перемещает воздух. Двигатель преобразует электрическую энергию в магнитную энергию, которая вращает вал. Конец этого вала может иметь лезвие или другое приспособление, которое выполняет саму работу.

Моторные устройства, которые рассматриваются в этой статье, включают пищевые миксеры и блендеры, электрические консервные ножи, мусороуборочные машины, вертикальные пылесосы и пылесосы для канистр. Другие моторные устройства с аналогичным функционированием включают соковыжималки, кофемолки, мороженицы, электрические ножи, точилки для ножей, электрические точилки для карандашей, электрические часы, вентиляторы, увлажнители, а также электробритвы с фольгированной и вращающейся головкой.

Комбинированные приборы

Некоторые мелкие бытовые приборы нагреваются и двигаются. Самая популярная — электрическая хлебопечка. Он замешивает тесто, затем выпекает из него хлеб. Хлебопечки также включают диагностическую электронику, которая помогает владельцу в устранении неполадок и ремонте, поэтому они не рассматриваются в этой статье. К другим комбинированным приборам относятся фены и попперы для помешивания.

Устранение неполадок малых устройств

Почти все мелкие электроприборы питаются от электричества напряжением 120 вольт.Это означает, что многие проблемы, которые могут возникнуть с тостерами, также могут возникать при использовании мусороуборочных машин и фенов. Эти проблемы вызваны автоматическими выключателями или предохранителями, переключателями и вилками, а также заземленными или ослабленными проводами.

Из этой статьи вы узнаете, как легко решить многие распространенные проблемы с мелкой бытовой техникой, начиная с ремонта шнуров.

Шнуры для устройств

Шнур бытового прибора подает электричество к прибору.Шнур бытового прибора обычно состоит из двух или трех проводов и вилки. Закрепите конец шнура прибора металлическими соединителями или крепежными деталями, например электрическими гайками.

Провода

Провода, используемые в шнурах электроприборов, имеют различный диаметр или калибр. Чем толще проволока, тем ниже номер калибра. То есть провод 12-го калибра тоньше, чем провод 10-го калибра. В большинстве малогабаритных приборов используются шнуры из медных жил, изолированные термостойким пластиком.

Прибор, для работы которого требуется меньшая сила тока, например лампа, обычно имеет двухжильный шнур сечением 18 или 16 калибра. В нагревательных приборах с большей силой тока используется двух- или трехжильный шнур сечением 14 или даже 12 калибра. Двухжильные шнуры включают один провод под напряжением и один нейтральный провод. Трехжильный шнур будет иметь один провод под напряжением, один нейтральный провод и один провод заземления.

Заглушки

Вилка на конце шнура прибора получает электричество от настенной розетки.Двухконтактная вилка обычно используется для незаземленных приборов с номинальным током менее 15 ампер. Некоторые двухконтактные вилки поляризованы, чтобы обеспечить правильное подключение горячего и нейтрального проводов. Меньший контакт — это горячая проволока, а больший — нейтральный.

Вилки с тремя контактами включают один круглый контакт, который используется для заземления и обеспечения того, чтобы контактный контакт и контакт нейтрали были вставлены в правильные гнезда розетки. Большинство небольших бытовых приборов рассчитаны на ток менее 15 ампер.Розетка с Т-образным нейтральным слотом предназначена для устройств на 20 А, хотя к ней можно подключать шнуры на 15 А.

Разъемы

На другом конце шнура внутри небольшого прибора провода подключены к переключателю или контроллеру. Провода могут быть соединены припоем, электрическими накручиваемыми гайками или соединителями. Эти разъемы физически и электрически соединяют источник питания с устройством.

Соединение может быть выполнено с помощью обжимных соединителей, зажимов или плоских соединителей, а также U- или O-соединителей.Внутренние провода устройства обычно меньше, чем те, которые используются для шнуров, что означает, что номера калибра выше.

Ремонт шнуров и проводов для бытовых приборов

Чтобы проверить шнур или провод прибора, сначала убедитесь, что он отключен от любого источника электричества или конденсатора. Затем используйте тестер целостности или мультиметр, чтобы убедиться, что он может адекватно проводить электричество.

С прикрепленным тестером переместите провод, чтобы убедиться, что нет обрыва жилы, который может вызвать периодическое короткое замыкание.Также проверьте качество и податливость изоляции шнура или провода. Если есть какие-либо обрывы или трещины, которые в конечном итоге могут обнажить жилы, замените шнур или провод на один из аналогичных номиналов и калибра.

Органы управления малых устройств

Электроэнергия, поступающая в небольшой прибор, должна контролироваться: включаться, выключаться или изменяться в зависимости от температуры, времени или функции. Это то, что делают средства управления прибором. К элементам управления приборами относятся переключатели, термостаты, реостаты и механизмы синхронизации.

Во многих мелких проблемах бытовой техники виноват контроллер. Итак, прежде чем вы начнете разбирать тостер или пылесос, давайте посмотрим, как работают небольшие элементы управления бытовой техникой — и что делать, если они не работают.

Переключатели

Большинство небольших переключателей для бытовых приборов активируются вручную для управления протеканием тока в приборе. Однополюсный переключатель нажимается или перемещается для включения или выключения питания. Многопозиционные переключатели позволяют задавать количество протекающего тока, например, многоскоростной переключатель для блендера.

Термостаты

Термостат открывает и замыкает цепь для подачи тока в зависимости от температуры. Самый простой, биметаллический термостат, состоит из двух склеенных кусков металла с разными тепловыми характеристиками. При комнатной температуре, например, оба металла имеют одинаковую длину и форму, что позволяет контактам в цепи соприкасаться. Тепло сгибает один из двух металлов и заставляет их разъединять контакты, размыкая цепь и останавливая прохождение тока.

Термостаты могут использоваться для включения или выключения нагревательного элемента или двигателя. Фактически, термостаты используются в качестве устройств защиты от перегрузки, которые размыкают цепь и выключают двигатель, если он перегревается или перегрузка.

Реостаты

Реостат — это регулируемый регулятор. То есть он по-разному контролирует величину тока, протекающего к компоненту устройства. Блендер с регулятором скорости, который можно поворачивать для увеличения или уменьшения скорости двигателя, использует для этого реостат.Поскольку реостаты могут быть повреждены влагой, они могут легко выйти из строя. В этом случае их необходимо заменить на реостат того же типа и функции. Реостаты также называют потенциометрами или «горшками».

Механизмы синхронизации

Механизм синхронизации управляет потоком тока на основе механического или цифрового устройства синхронизации, подобного часам. Механизм времени в вашей кофеварке может приготовить свежий кофе по утрам. В большинстве случаев механизмы синхронизации включают или выключают мелкую бытовую технику.Когда устройство с таймером не включается, одним из первых компонентов, которые нужно проверить, является механизм синхронизации. Одни можно отремонтировать, другие нужно заменить.

Ремонт органов управления

Элементы управления

легко проверяются с помощью тестера непрерывности. Поместив зажим на входной стороне и щуп тестера на выходной стороне и активировав контроллер, вы можете

определить, правильно ли работает управление.Для регулируемых контроллеров может быть проще использовать мультиметр, который покажет вам изменение сопротивления.

Большинство неисправных элементов управления малой бытовой техникой следует заменять, а не ремонтировать. После снятия контроллера с устройства отнесите деталь вместе с моделью и серийными номерами устройства в магазин запчастей или в магазин электроники, чтобы убедиться, что будет найдена подходящая замена. Переключатель с более высоким номинальным током или реостат с более высоким номинальным сопротивлением может повредить нагревательный элемент или двигатель вашего устройства.Это также может быть опасно для оператора.

Где найти запасные части для мелкой бытовой техники? Сначала проверьте руководство пользователя, чтобы определить модель и номера деталей. Если вы живете в мегаполисе или поблизости от него, у вас может быть несколько магазинов запчастей для бытовой техники, в которых вы можете купить. Конечно, сначала позвоните им, чтобы узнать, есть ли у них или могут ли они получить требуемые вам детали. Затем сравните неисправную деталь с запасной, чтобы еще раз проверить соответствие перед покупкой.В крайнем случае можно написать производителю. В большинстве случаев они направят вас к местному дилеру запчастей для бытовой техники.

Поскольку большинство небольших бытовых приборов состоит из одинаковых частей, довольно легко устранить любую проблему, если у вас есть основы. Однако для каждого небольшого прибора есть свои советы, которые могут пригодиться. Начнем с того, что посмотрим, как отремонтировать тостеры.

Как / Где правильно установить кабели ПК / провода для твердотельных накопителей, панельных переключателей и др.

Вы установили материнскую плату и блок питания, вставили их в процессор и установили модули оперативной памяти.Теперь пора соединить все провода на плате. Точность на этом этапе жизненно важна, так как любые ошибки будут означать, что ваш компьютер может работать не так, как должен, или вообще не запускаться. Вот подробности.

Как подключить кабели к материнской плате

Так же, как и при подключении системы домашнего кинотеатра, в компьютерах есть множество кабелей и проводов, которые имеют тенденцию создавать беспорядок. Важно знать, куда идет каждый провод или разъем, а также обеспечивать правильный порядок. Выполните шаги, перечисленные ниже, чтобы убедиться, что все компоненты работают правильно.

1. Куда подключить провода переключателя кнопки питания

Чтобы компьютер включился при нажатии кнопки питания, необходимо подключить переключатель питания к материнской плате. Среди незакрепленных кабелей в вашем чемодане вы найдете двухконтактный разъем, который обычно обозначается PWR SW, но если вы не уверены, обратитесь к руководству по кейсу.

Провода переключателя питания необходимо подключить к перемычкам питания на материнской плате. Обычно эти контакты расположены в правом нижнем углу и обычно не имеют маркировки.

2. Как правильно подключить провода переключателя сброса

Если на корпусе вашего ПК есть переключатель сброса, вилка аналогична кнопке питания, и на ней отображается RESET SW, а не Power SW. Этот разъем позволяет перезагрузить компьютер после неприятного сбоя, поскольку он сбрасывает оборудование и заставляет компьютер перезагружаться.

Для подключения проводов кнопки Reset нужно найти перемычки на материнской плате. Разъем обычно находится рядом с выключателем питания. Наденьте заглушку на два штифта, чтобы зафиксировать ее на месте.Неважно, в какую сторону идет этот соединитель.

3. Подключение светодиодов питания и жесткого диска

Разъем жесткого диска соединяется со светодиодом на передней панели корпуса, который загорается, когда жесткий диск работает. Этот индикатор полезен, потому что он показывает, работает ли ваш компьютер или произошел сбой.

Поскольку провода подключаются к светодиоду, для их правильной работы требуется определенный порядок. Кабель обычно имеет положительную и отрицательную маркировку на пластиковой вилке. Перемычка жесткого диска материнской платы также будет иметь положительный и отрицательный порт.Внимательно ознакомьтесь с руководством, чтобы убедиться, что соединение установлено в правильном порядке.

Выполните те же процедуры, что и выше, для проводов индикатора питания, которые будут иметь аналогичный разъем. Этот штекер также необходимо вставлять в правильном направлении, поэтому убедитесь, что положительный и отрицательный разъемы совмещены.

4. Как подключить USB-провода к материнской плате

Если в вашем корпусе есть USB-порты на передней панели или кардридер, вам необходимо подключить их к запасным разъемам на материнской плате.По всей видимости, кабель в корпусе помечен как USB.

Ваша материнская плата должна иметь запасные разъемы с пометкой «USB», но в руководстве будет указано, где именно расположены контакты, если они есть. Для USB-разъемов требуется питание, поэтому необходимо правильно подключать кабель. К счастью, порты USB на большинстве корпусов ПК имеют один штекер, который подключается к материнской плате только в одном направлении. Если на вашем ПК нет формованной вилки, вам нужно будет внимательно проверить инструкции по корпусу и материнской плате, чтобы убедиться, что вы правильно подключили провода.

Предполагая, что вы используете блочный разъем, подключите его к свободным USB-контактам на материнской плате. Лучше использовать штекер, ближайший к кабелю, чтобы кабели не запутались повсюду.

5. Установка подключения FireWire к материнской плате

Кабели FireWire на передней панели подключаются к ПК так же, как и USB-кабели. Опять же, поищите на плате запасной разъем FireWire (где они находятся в руководстве), а затем подключите кабель FireWire. Пластиковый разъем на проводах может иметь маркировку 1394, поскольку FireWire также известен как i1394.

6. Подключение аудиокабелей к материнской плате

Аудиопорты на передней панели также требуют подключения к материнской плате, если вы хотите подключить наушники или даже микрофон. К счастью, в большинстве корпусов ПК есть одноблочные штекеры для всех передних аудиоразъемов, включая разъемы для наушников, аудиовходы или даже микрофоны.

В руководстве к материнской плате будет подробно указано, где подключаются аудиокабели, обычно это рядом с задней панелью. Опять же, есть только один способ подключить вилку, поэтому аккуратно вставьте ее на место.Если в вашем корпусе есть разъем динамика для звуковых сигналов, подключите его к соответствующему разъему материнской платы.

7. Куда подключать провода вентилятора на материнской плате

В современных корпусах принято заранее устанавливать дополнительные вентиляторы в определенных местах. Эти охлаждающие устройства помогают увеличить поток воздуха внутрь и наружу и охлаждают ваш компьютер. Хотя обычно вы можете прикрепить провода вентилятора к разъемам блока питания, лучше всего подключить их к запасным разъемам для вентиляторов на материнской плате. Большинство плат автоматически регулируют скорость вращения вентилятора и обеспечивают максимально тихую работу вашего ПК.

Если у ваших вентиляторов есть трех- или четырехконтактные разъемы, что почти всегда бывает, они подключаются непосредственно к материнской плате. Эти вентиляторы обычно имеют автоматический контроль скорости. Старые ПК имели двухконтактные вилки и работали с постоянной скоростью. Посмотрите в руководстве, чтобы найти запасной разъем для вентилятора, а затем подключите разъем питания вентилятора. Трехконтактные разъемы можно подключать к четырехконтактным портам и наоборот. Кабели обычно подключаются только в одном направлении, поэтому их легко сделать правильно.

8.Подключение проводов вентилятора ЦП

Вентилятор процессора — самое важное из всех соединений, которое постоянно поддерживает безопасную температуру для ЦП. Как и системные вентиляторы, скорость вращения вентиляторов процессора регулируется материнской платой в зависимости от текущей внутренней температуры процессора, что позволяет максимально снизить уровень шума вашего компьютера. Старые материнские платы / ПК могут не предлагать вариант «тихого режима», но провода вентилятора по-прежнему требуют правильного порядка, поэтому они включают в себя штекеры с установленной формой.

Кроме того, на материнской плате есть специальный разъем для вентилятора процессора, часто обозначаемый как CPU FAN.Проверьте свое местоположение в руководстве. Штекер, скорее всего, будет четырехконтактным, но есть и трехконтактные вентиляторы процессора. Разъем идет только в одну сторону.

После того, как все подключено правильно, убедитесь, что кабели закреплены и лежат в безопасном месте. Вы не хотите, чтобы ваши провода цеплялись за вентиляторы или касались горячих поверхностей. Используя пустые отсеки для дисков и стяжки, вы можете закрепить внутренние кабели в недавно модернизированном ПК.

Полезные советы по работе на компьютере

Как и в случае с любым другим техническим устройством, при работе внутри компьютера по любой причине необходимо учитывать несколько вещей, так что «давайте начнем.«Вы уловили этот каламбур? Вот четыре основных шага, которые нужно выполнять каждый раз, когда вы работаете на своем ПК.

  • Убедитесь, что питание отключено. — Очевидно, это может не применяться, если вы еще не подключили кабель питания, но об этом стоит упомянуть на всякий случай.
  • Снижение риска статического электричества — Естественный статический заряд в ваших руках может нанести ущерб внутренним компонентам компьютера. Независимо от того, используете ли вы антистатический коврик или безопасную ленту, это важный шаг для защиты ваших инвестиций.
  • Следите за тем, чтобы на рабочем месте не было жидкостей и мусора. Не проливайте воду на новый компьютер. Очистите рабочее место перед тем, как начать, и постарайтесь уменьшить количество пыли, пока вы на нем.
  • Мойте руки — при работе с кабелями и другими внутренними компонентами масла и грязь на ваших руках могут впоследствии вызвать проблемы. Лучше всего надеть нитриловые перчатки без пудры, но подойдут и чистые руки.

В заключение, принятие мер предосторожности при работе с компьютером и понимание того, как правильно подключать внутренние провода и кабели, означает, что ваше устройство будет готово к работе в кратчайшие сроки.Вы не только предотвратите поломку, но и убедитесь, что светодиоды и кнопки работают правильно, а аудиоподключения работают должным образом.

Советы по подключению кабелей

Если вы впервые работаете с электроникой или даже открываете корпус компьютера, есть несколько основных советов, которые вы должны знать, прежде чем соединять компоненты с помощью проводов.

Держите кабели организованными. — Хорошо, так что этот кабель не обязательно жизненно важен для здоровья вашей машины, но чистый и организованный корпус просто восхищает.Если вы потратите несколько минут перед установкой компонентов и спланируете расположение всего, будет намного проще все подключить (и заменить устаревшие компоненты позже). Вы можете использовать небольшие стяжки или просто аккуратно заправить все на место.

Поддерживайте порядок на рабочем месте — Как и любой проект, даже этот может быть невероятно утомительным. Сделайте себе одолжение и сократите это разочарование, имея все необходимое там, где вы можете его найти, прежде чем приступить к работе.Кроме того, прежде чем открывать упаковку, удалите весь мусор, мусор, пыль и особенно жидкости. Это обеспечит безопасность ваших компонентов и их правильную работу после завершения проекта.

Подождите, пока не подключите блок питания к розетке. — Это может быть очевидно, но у нас должны быть предупреждающие таблички по какой-то причине. Не шокируйте себя из-за того, что вы не отключили блок питания от сети перед работой.

Не носите украшения или свободную одежду — Если вы все же носите браслеты и мешковатые длинные рукава во время работы на своей машине, вы быстро поймете, почему это не лучшая идея (поздоровайтесь с тем, что вас зацепят на случайном компьютере частей и, следовательно, увеличивая ваш уровень разочарования).

Используйте защитное снаряжение — По общему признанию, существует масса споров о необходимости использования антистатических браслетов и перчаток при работе с электроникой. Но лучше проявить осторожность, если вы не работаете регулярно с материнскими платами, конденсаторами и другой мелкой электроникой. Аргумент в пользу ношения перчаток заключается в том, что масла, грязь и другие загрязнения могут вызвать повреждение деталей вашего компьютера (а в дальнейшем и коррозию). Аргумент в пользу мер предосторожности от электростатического разряда просто состоит в том, что вы можете поразить компонент и повредить его из-за статического электричества.

Как устранить неполадки блока питания ПК

Когда ПК внезапно выходит из строя по непонятной причине, сначала проверка источника питания ПК может сэкономить много времени на устранение неполадок в системе. Неисправный блок питания ПК свидетельствует о множестве периодических проблем с компьютером. Вот почему опытные специалисты по ПК часто сначала смотрят на блок питания при диагностике аппаратных проблем ПК.

  • Системные сбои в процессе загрузки.
  • ПК вообще не включается
  • Самопроизвольные перезапуски или блокировки при попытке использовать машину
  • Корпусные вентиляторы и жесткие диски, которые не вращаются
  • Система перегрева из-за отказа радиатора и вентилятора
  • Ошибки, связанные с системной памятью
  • Повторяющийся синий экран смерти (BSOD)

Если ПК вообще не включается

Как и при поиске и устранении неисправностей, отсоедините от ПК все периферийные устройства, кроме необходимых.Обычно это означает, что у вас остаются подключенные только мышь, клавиатура и монитор.

Многие источники питания имеют внешний переключатель, расположенный на задней панели устройства. Убедитесь, что он не был случайно выключен. Подключите кабель питания блока питания к розетке или к сетевому фильтру и включите компьютер. У большинства моделей блоков питания есть индикатор на задней панели устройства, который светится при включении. Если он не горит, попробуйте использовать другой кабель питания и другую розетку, чтобы устранить эти предметы как источник проблемы.

Обычно можно наблюдать несколько вещей, указывающих на правильную работу блока питания.

  • Прослушайте корпусные вентиляторы и механические жесткие диски. Вы должны услышать, как эти устройства вращаются.
  • Проверьте подключение каждого кабеля блока питания, идущего к аппаратному компоненту компьютера.
  • Загляните внутрь корпуса и найдите лампу материнской платы. Обычно мигающие индикаторы на материнской плате указывают на неисправный или неправильно подключенный источник питания.

Кроме того, цвет подсветки материнской платы может указывать на другие неисправные компоненты.Коды индикаторов и звуковых сигналов BIOS зависят от производителя. Для получения этой информации обратитесь к руководству по материнской плате.

Использование скрепки для проверки источника питания

Тест скрепки, также называемый тестом перемычки, позволяет проверить работоспособность блока питания, когда он отключен от компонентов внутри ПК. Этот тест определит некоторые общие проблемы:

  • Короткое замыкание внутри блока питания
  • Неисправные компоненты
  • Подключение к сети под напряжением

Сначала вы хотите повернуть выключатель питания на задней панели источника питания в положение «выключено».(O должно быть «вниз»)

Найдите 20 + 4P (24-контактный) разъем. Согните скрепку и вставьте один конец в зеленую булавку (PS_ON), ​​а другой конец в любую из черных булавок (Земля).

Нажмите переключатель на задней панели блока питания и прислушайтесь к внутреннему вентилятору. Если вы слышите звук вентилятора, значит, питание включено.

Тест со скрепкой — это грубый, но эффективный способ проверить, нуждается ли ваш блок питания в замене. Больше он вам ничего не скажет.Если ваш блок питания прошел проверку на скрепку, вам все равно может потребоваться выявить связанные проблемы:

  • Колебания напряжения
  • Перегрев
  • Неисправность шины питания

Стоит ли достать мультиметр?

Чтобы выполнить более детальное тестирование источника питания, вам необходимо использовать или купить мультиметр. Мультиметр — это прибор, который измеряет электрический ток, в основном напряжение (вольты), ток (амперы) и сопротивление (Ом). Если вы специалист по электронике, возможно, он у вас уже есть, и вы наверняка знакомы с этим инструментом.

Если вы работаете в качестве внутреннего ИТ-специалиста, вероятно, не стоит уделять слишком много времени тестированию и ремонту блоков питания. Стоимость нового блока питания относительно невысока и не оправдывает много часов персонала, посвященного сложной диагностике. Обычно отделы, управляющие несколькими компьютерами, держат запасные блоки питания под рукой для тестирования «подкачки», чтобы определить, когда блок питания является основной причиной повторяющихся проблем с компьютером.

Если ваши компьютеры находятся на гарантии, и вы подозреваете, что в этом виноват блок питания, тогда вы должны воспользоваться поддержкой производителя и гарантией на приобретенные вами настольные компьютеры.Если вы покупаете компьютеры для бизнеса в виде готовых систем, производителю лучше использовать ресурсы компании для устранения неисправностей блоков питания и других компонентов компьютера, пока ваша команда приступит к работе над только что замененным компьютером.

Практическое устранение неисправностей электронных схем для инженеров и техников — EIT | Инженерный технологический институт: EIT

3.2 Контрольно-измерительные приборы

Для поиска и устранения неисправностей электроники доступно множество типов испытательных и измерительных приборов.При выборе методов устранения неполадок учитывается определенное личное мнение. Один может предпочесть использовать вольтметр для поиска и устранения неисправностей, другой может использовать выводы осциллографа. Хотя всегда есть личный выбор, технический специалист должен быть знаком со всеми методами, преимуществами и недостатками, ограничениями и типами инструментов для поиска и устранения неисправностей.

Аналоговый и цифровой мультиметр [вольт-ом-мультиметр (ВОМ)] доступен для поиска и устранения неисправностей аналоговых цепей.

Мультиметр

Мультиметр — самый полезный инструмент для специалистов по поиску и устранению неисправностей.Этот прибор позволяет измерять значения постоянного и переменного напряжения, постоянного тока и сопротивления. С соответствующими принадлежностями он также может измерять другие параметры, такие как высокочастотные сигналы, высокое напряжение и т. Д.

Вольтметры и амперметры переменного и постоянного тока, а также омметры доступны в различных диапазонах и конфигурациях. Мультиметр представляет собой комбинацию всех этих измерителей, что делает его очень полезным в полевых условиях.

Аналоговый мультиметр используется, когда требуется просто наличие значения рядом с указанным, а не измеренное значение, которое точно соответствует ожидаемому.Аналоговая индикация приблизительного значения напряжения наблюдается быстрее, чем цифровая индикация. Они менее восприимчивы к постороннему шуму.

Когда требуется высокая точность, особенно когда необходимо обнаруживать очень небольшие изменения уровня, предпочтительнее цифровой мультиметр.

Рисунок 3.11
Аналоговый мультиметр

Аналоговый мультиметр — наиболее широко используемый тестовый и измерительный прибор. Он работает с подвижной катушкой постоянного магнита, которая может быть вольтметром постоянного тока, вольтметром переменного тока, миллиамперметром постоянного тока или омметром.Иногда также присутствует средство измерения переменного тока.

Он имеет катушку из тонкой проволоки, намотанную на прямоугольную алюминиевую раму. Он установлен в воздушном пространстве между полюсами постоянного подковообразного магнита. См. Следующий рисунок:

Рисунок 3.12
Измеритель с подвижной катушкой

Когда электрический ток течет через катушку, создается магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, заставляя катушку вращаться. Направление вращения зависит от направления потока электронов в катушке.Величина отклонения стрелки пропорциональна току. В обычных приборах отклонение полной шкалы (FSD) составляет около 90 градусов.

Использование мультиметра

Мультиметр работает без ошибок, если в процессе его использования были произведены предварительные настройки. Шкала стандартного мультиметра показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.13
Типичная шкала аналогового мультиметра

Ниже приведены настройки мультиметра:

  • Положите мультиметр на скамью лицевой стороной вверх.
  • Установите переключатель диапазонов в положение OFF.
  • Замкните два тестовых щупа вместе.
  • Обратите внимание, показывает ли стрелка измерителя ровно 0 на крайнем левом конце шкалы.
  • Если он не показывает 0, медленно поворачивайте винт механизма измерения, пока не будет получен правильный 0.

Измерение силы тока

Измеритель с подвижной катушкой в ​​основном чувствителен к току и поэтому является амперметром. Для измерения постоянного тока поместите измеритель (амперметр для измерения тока) последовательно со схемой.Когда амперметр включен в цепь, его внутреннее сопротивление складывается, тем самым уменьшая ток в измерительной ветви. Обычно это сопротивление невелико, и им можно пренебречь.

Для измерения переменного тока используются счетчики выпрямительного типа, которые реагируют на среднее значение выпрямленного переменного тока. Измеритель должен быть откалиброван в амперах (среднеквадратичное значение) для измерения синусоидальных волн.

Измерение напряжения

Измеритель тока можно использовать для измерения напряжения.Измеритель с подвижной катушкой имеет постоянное сопротивление. Итак, ток через счетчик пропорционален напряжению.

Чтобы измерить разность потенциалов между двумя точками, подключите к этим точкам два провода вольтметра. Таким образом, в отличие от амперметра, вольтметр подключается параллельно цепи, потенциал которой необходимо измерить.

Для измерения переменного напряжения требуется выпрямление. Как и в измерителях переменного тока, вольтметры переменного тока реагируют на среднее значение выпрямленного напряжения, но калибруются в среднеквадратических вольтах для синусоидальной волны.

Измерение сопротивления

Измеритель с подвижной катушкой может использоваться для измерения неизвестного сопротивления. Измерительные щупы закорочены, а ручка регулировки сопротивления повернута так, что ток через полное сопротивление цепи имеет отклонение на полную шкалу.

Омметр никогда не используется во время работы цепи. Иногда сопротивление зависит от состояния цепи, в этом случае измерьте напряжение на сопротивлении, ток через него и вычислите сопротивление.

Рекомендации по эксплуатации
  • Установите переключатель диапазонов в правильное положение перед выполнением любых измерений.
  • В случае неизвестного измерения всегда рекомендуется начинать с самого высокого диапазона. Никогда не подавайте больше напряжения или тока, чем указано в каждой позиции.
  • Удалите параллакс для наиболее точных показаний. Посмотрите на шкалу с точки, где совмещаются указатель и его отражение в зеркале.
  • Когда глюкометр не используется, установите переключатель диапазонов в положение ВЫКЛ. И извлеките батареи.
  • Всегда подключайте измеритель последовательно к нагрузке при измерении тока. Выберите желаемый диапазон тока и подключите измеритель последовательно к тестируемой цепи.
  • Полярность проводов не важна при измерении переменного тока. Чувствительность измерителя разная для диапазонов переменного и постоянного тока.

Практические советы
  • Не измеряйте напряжение в цепи с высоким сопротивлением или высоким импедансом с помощью измерителя с относительно низким входным сопротивлением.
  • Не используйте измеритель для измерения ИС с MOSFET, если вы не знаете, что датчики не статические.
  • Избегайте использования вольтметра (вместо логического датчика) для измерения логической 1 и логического 0 в цифровой цепи.
  • В случае измерений переменного тока движение измерителя реагирует на среднее значение выпрямленного тока, и, следовательно, может быть неточность измерения из-за различной формы волны. Если приложенная форма волны не синусоидальная (квадратная или треугольная), то выпрямленный тип вольтметров переменного тока подвержен ошибкам.Поэтому рекомендуется ознакомиться с таблицей производителя, чтобы узнать о факторах, которые необходимо учитывать для получения правильного значения.
  • Батарейки в измерителе следует часто проверять на правильность работы в диапазонах сопротивления.

Цифровой мультиметр

В мультиметре аналогового типа значение измеряемого параметра оценивается по положению указателя на калиброванной шкале. Даже при использовании высококлассного измерителя этого типа трудно снимать показания с точностью лучше, чем примерно 1 процент от значения полной шкалы.

Это ограничение в значительной степени обусловлено физическим расположением шкалы и схемой указателя. Для более точных измерений было бы лучше, если бы фактическое значение напряжения или тока могло отображаться непосредственно в виде числового значения.

Цифровой измеритель отображает измерения в виде дискретных цифр, а не отклонения стрелки на шкале. У них высокий входной импеданс, и пользователю нужно только установить переключатель функций и прочитать результат измерения.

Основная выполняемая функция — аналого-цифровое преобразование.Вход аналогового сигнала может быть постоянным напряжением, переменным напряжением, сопротивлением или переменным или постоянным током. Таким образом, цифровое значение преобразуется в пропорциональную продолжительность времени, которая, в свою очередь, запускает или останавливает точный генератор. Выходной сигнал генератора подается на счетчик, который управляет устройством цифрового считывания значений напряжения.

Рис. 3.14
Цифровой мультиметр

Цифровой мультиметр классифицируется по количеству отображаемых полных цифр. Цифра выхода за пределы диапазона — это дополнительная цифра, позволяющая пользователю считывать значения за пределами полной шкалы.Цифра выхода за пределы диапазона иногда называется «половинной» цифрой. Например, если сигнал изменяется с 9,999 на 10,012, четырехзначный дисплей потребует изменения диапазона, а второе измерение покажет 10,01 В. 0,0002 не будет прочитан. На дисплее с четырьмя с половиной цифрами эта проблема не возникает.

Помимо считывания значений напряжения, тока и сопротивления, цифровой мультиметр также может использоваться для измерения температуры, частоты, рабочего цикла, емкости и других параметров с помощью дополнительных принадлежностей.Они используются для выполнения проверок диодов и непрерывности цепи.

Проверка диодов с помощью цифрового мультиметра

Диод — это полупроводниковый прибор, который проводит постоянный ток только в одном направлении. Другими словами, диод показывает очень низкое сопротивление, когда он смещен в прямом направлении, и чрезвычайно высокое сопротивление, когда он смещен в обратном направлении. Омметр подает известное напряжение от внутреннего источника (батарей) на измеряемый резистор. Теоретически это напряжение может достигать 1.5 В или 3 В. Для смещения диода требуется напряжение 0,7 В. Следовательно, если положительный измерительный провод омметра подключен к аноду, а отрицательный измерительный провод омметра подключен к катоду, диод становится смещенным в прямом направлении. В этом случае омметр показывает очень низкое сопротивление. Если измерительные провода перевернуты относительно анода и катода, диод становится смещенным в обратном направлении. Затем омметр показывает очень высокое сопротивление. Таким образом, для проверки диода можно использовать обычный омметр.

Большинство цифровых мультиметров (DMM) имеют функцию проверки диодов . Он отмечен на переключателе выбора маленьким диодным символом. Когда цифровой мультиметр установлен в режим проверки диодов, он обеспечивает достаточное внутреннее напряжение для проверки диода в обоих направлениях. Положительный измерительный провод цифрового мультиметра (красного цвета) подсоединен к аноду, а отрицательный измерительный провод цифрового мультиметра (черного цвета) подключен к катоду. Если диод исправен, мультиметр должен отображать значение в диапазоне от 0.5 В и 0,9 В (обычно 0,7 В). Затем измерительные провода цифрового мультиметра меняют местами относительно анода и катода. Поскольку диод в этом случае выглядит как разомкнутая цепь для мультиметра, практически все внутреннее напряжение цифрового мультиметра будет появляться на диоде. Значение на дисплее зависит от внутреннего источника напряжения измерителя и обычно находится в диапазоне от 2,5 В до 3,5 В.

Рисунок 3.15
Правильно работающий диод

Неисправный диод выглядит либо как разомкнутая цепь, либо как замкнутая цепь в обоих направлениях.Первый случай более распространен и в основном вызван внутренним повреждением pn-перехода из-за перегрева. Такой диод показывает очень высокое сопротивление как в прямом, так и в обратном смещении. С другой стороны, мультиметр показывает 0 В в обоих направлениях, если диод закорочен. Иногда неисправный диод может не показывать полное короткое замыкание (0 В), но может отображаться как резистивный диод , и в этом случае измеритель показывает одинаковое сопротивление в обоих направлениях (например, 1.5 В). Это показано на рисунке 3.16.

Рисунок 3.16
Неисправные диоды

Как упоминалось ранее, если в конкретном мультиметре не предусмотрена специальная функция проверки диодов, диод все равно можно проверить, измерив его сопротивление в обоих направлениях. Селекторный переключатель установлен в положение ОМ. Когда диод смещен в прямом направлении, измеритель показывает от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом. Фактическое сопротивление диода обычно не превышает 100 Ом, но внутреннее напряжение многих измерителей относительно низкое в диапазоне Ом, и этого недостаточно для полного прямого смещения pn перехода диода.По этой причине отображаемое значение выше. Когда диод смещен в обратном направлении, измеритель обычно отображает какой-либо тип индикации выхода за пределы допустимого диапазона, например «OL», потому что сопротивление диода в этом случае слишком велико и не может быть измерено с помощью измерителя.

Фактические значения измеренных сопротивлений не важны. Однако важно убедиться, что существует большая разница в показаниях, когда диод смещен в прямом направлении, а когда — в обратном. Фактически, это все, что вам нужно знать.Это говорит о том, что диод исправен.

Осциллограф

До сих пор мы рассматривали счетчики, которые отображают статические уровни напряжения или тока. Для более тщательных испытаний работы схемы нам необходимо изучить, как сигнал изменяется во времени. Это включает отображение графика исследуемого сигнала в зависимости от времени, и инструментом, используемым для этого, является осциллограф.

Он дает визуальную индикацию того, что делает схема, и показывает, что идет не так, быстрее, чем любой другой прибор.Мультиметр может обнаруживать наличие сигналов, и, если форма сигнала известна, можно рассчитать среднее, пиковое, среднеквадратичное значение или от пика до пика. Однако, если форма волны неизвестна, это невозможно. На сигнал может накладываться шум, и мультиметр не сможет предоставить правильную информацию. Осциллограф дает точную и четкую картину осциллограмм.

Знакомство с осциллографом

На следующем рисунке показаны все основные элементы управления на передней панели.Элементы управления могут иметь вид, отличный от показанного, но они должны присутствовать в осциллографе.

Рисунок 3.17
Элементы управления осциллографа

Элементы управления следующие:

  • Управление ВКЛ / ВЫКЛ
  • Управление фокусом
  • Элементы управления положением по осям X и Y
  • Триггер, синхронизация или контроль уровня
  • Контроль яркости или яркости

Иногда регулятор ВКЛ / ВЫКЛ можно комбинировать с регулятором интенсивности / яркости.

Прибор подключен к электросети напрямую. После включения прибора подождите некоторое время, пока нагреватель ЭЛТ нагреется. Поворачивайте регулятор Brilliance по часовой стрелке, пока не увидите горизонтальную линию следа на экране.

Если кривая не появляется на экране, поверните регулятор Brilliance вправо до упора по часовой стрелке. Установите регулятор Time / cm на самую медленную скорость, но не в выключенное положение. При этих настройках на экране должно появиться светлое пятно, медленно перемещающееся слева направо.

По-прежнему, если ничего не видно, поверните регулятор Trig / Level по часовой стрелке и посмотрите, не появится ли что-нибудь. Отрегулируйте элементы управления вертикальным и горизонтальным положением, пока не появится кривая.

Если все вышеперечисленные шаги не приводят к отображению кривой на экране, прибор неисправен. Выньте вилку из розетки и проверьте предохранители.

После получения кривой на экране используйте элементы управления вертикальным и горизонтальным положением, чтобы начать трассировку с левой стороны экрана и расположить ее вдоль центральной линии.Управление фокусировкой используется для получения максимально тонкой линии. Уменьшите настройку яркости до комфортного уровня просмотра.

При выполнении измерений осциллографом очень важна пара щупов, которые облегчают установление контакта в точке измерения удобным способом. Зонды подключают точки измерения в тестируемом устройстве ко входам осциллографа.

Входные датчики

Когда исследуемые сигналы имеют относительно низкие частоты, такие как формы волны, ожидаемые от аудиоусилителя, емкость тестовых проводов обычно не представляет проблемы и мало влияет ни на форму волны отображаемого сигнала, ни на тестируемую цепь.

При проверке высокочастотных сигналов или быстрых импульсов емкость между сердечником и экраном входного кабеля может повлиять на отображаемые формы сигналов и может нарушить тестируемую цепь.

Емкость между сердечником и экраном типичного входного кабеля длиной 1 метр может составлять около 50 пФ, что при добавлении к входной емкости усилителя 50 пФ даст общую шунтирующую емкость 100 пФ в тестируемой цепи.

Предположим, что исследуемая схема представляет собой видеоусилитель с импедансом нагрузки 1 кОм, а исследуемый сигнал представляет собой прямоугольную волну 10 МГц.Форма волны, отображаемой на генераторе, станет треугольной, потому что конденсатор не может заряжаться и разряжаться достаточно быстро через нагрузочный резистор усилителя, чтобы иметь возможность следовать за прямоугольной волной 10 МГц.

Одним из способов решения этой проблемы является установка специального щупа на входном конце тестового провода. Этот пробник обычно используется как делитель на десять аттенюаторов, а схема схемы показана на рисунке ниже:

Рисунок 3.18
Схема простого входного датчика

Постоянная составляющая сигнала ослабляется парой сопротивлений, образуя простой делитель потенциала.Чтобы уравновесить емкостное реактивное сопротивление, через R1 подключен небольшой последовательный конденсатор. Величина этого конденсатора регулируется таким образом, чтобы его значение емкости составляло 1/9 от емкости шунтирующего провода и входа усилителя осциллографа.

Например, если осциллограф имеет шунтирующую емкость порядка 50 пФ, конденсатор последовательного включения становится примерно 5 пФ. Теперь, когда зонд используется для проверки схемы видеоусилителя, он имеет эффективное реактивное сопротивление около 3 кОм на частоте 10 МГц и, следовательно, будет иметь гораздо меньшее влияние на исследуемый сигнал.

Тесты датчиков

Когда пробник включен во входную линию, важно согласовать пробник со входом осциллографа. Обычно это достигается путем регулировки небольшого компенсационного конденсатора в пробнике для получения правильных результатов на входе прямоугольной волны. Большинство осциллографов выдают прямоугольный тестовый сигнал для настройки входных пробников. Этот сигнал подается на вход пробника, и конденсатор пробника затем настраивается так, чтобы на экране отображался правильный квадрат.

Если компенсационный конденсатор в пробнике слишком большой, он не будет обеспечивать правильный коэффициент затухания для высокочастотных сигналов. При вводе прямоугольной волны это вызовет выброс на краях прямоугольной волны, как показано на следующем рисунке:

Рисунок 3.19
Эффекты регулировки компенсации пробника (a), (b)

Когда компенсационный конденсатор слишком мал, более высокие частоты ослабляются слишком сильно, и это приводит к скругленным углам прямоугольной волны, как показано на рисунке (b ).

При правильной настройке компенсационного конденсатора не должно быть перерегулирования или округления по краям прямоугольной волны, и форма волны отображается правильно.

Калибровка щупа осциллографа

При использовании осциллографа очень легко подключить пробник осциллографа и начать измерения. К сожалению, пробники осциллографов необходимо откалибровать, прежде чем на них подадут иск, чтобы гарантировать, что их отклик ровный. Для этой цели практически в каждый осциллограф есть встроенный калибратор.Он обеспечивает выходной сигнал прямоугольной формы, а на датчике имеется небольшой предварительно установленный регулятор. При подключении пробника осциллографа к выходу калибратора форма сигнала, отображаемого на экране, должна быть отрегулирована до идеальной квадратной формы. Если высокочастотный отклик датчика понижен, края прямоугольной волны будут закруглены. Если он выше, то на краях прямоугольной волны будет наблюдаться перерегулирование.

Несмотря на простую настройку, важно, чтобы она выполнялась для обеспечения правильной работы датчика.

Измерение амплитуды с помощью осциллографа Осциллограф

значительно и эффективно помогает в определении амплитуды напряжения.

Рисунок 3.20
Измерение напряжения

Подсчитывается количество сантиметров на вертикальной шкале от отрицательного пика до положительного пика. Это количество умножается на значение переключателя вольт на сантиметр.

Например: если значение 5 В / см соответствует настройке вольт / см, а форма волны равна 4.8 В от пика к пику, тогда напряжение формы волны составляет 4,8 * 5 = 24 В от пика к пику.

Измерение частоты с помощью осциллографа

Для измерения частоты измеряется период времени одного полного цикла. Это просто расстояние по горизонтали между двумя идентичными точками на соседних волнах.

Рисунок 3.21
Измерение частоты

Затем это расстояние умножается на настройку переключателя Время / см и рассчитывается период одного цикла.Обратной величиной этого времени является частота волны.

Например, если пики сигнала находятся на расстоянии 5 см друг от друга, а переключатель Время / см установлен на 200 μ с / см, время одного полного цикла составляет 5 * 200 = 1000 μ s = 1 мс, а частота 1/1000 = 1 кГц.

Измерение разности фаз

Если у нас есть два сигнала с одинаковой частотой и мы хотим измерить разность фаз между ними, мы можем сделать это с помощью осциллографа с двумя трассами.Один сигнал подается на вход CHANNEL1, а другой — на вход CHANNEL2.

Положение Vh2 настраивается для размещения кривой Ch2 так, чтобы она была центрирована относительно горизонтальной оси экрана. Затем трасса Ch3 перемещается, чтобы поместить ее поверх кривой Ch2. Затем элемент управления положением X настраивается для перемещения точки пересечения кривой Ch2 с горизонтальной осью и выравнивания с левой вертикальной линией.

Расстояние между точкой пересечения трассы Ch2 и соответствующей точкой кривой Ch3 затем измеряется по горизонтальной оси, как показано на следующем рисунке.Также измеряется общий период одного цикла сигнала канала 2:

Рис. 3.22
Измерение разности фаз

Сдвигом фазы будет разница в положении между двумя трассами, деленная на общий период волны, а результат умножается на 360 для получения фазы в градусах.

Фигуры Лиссажу

Если нам нужно сравнить фазовое соотношение между двумя сигналами переменного тока, то подайте один сигнал на пластину X трубки, а другой сигнал — на пластину Y трубки.В результате получается изображение, которое обычно называют фигурой Лиссажу.

На двухканальном осциллографе обычно есть положение переключателя TIME / DIV, которое выбирает сигнал Ch3. При выборе этого режима один сигнал подается на вход Ch2, а другой — на вход Ch3.

Когда два поданных сигнала имеют одинаковую частоту и точно совпадают по фазе, результатом будет диагональная линия на электронно-лучевой трубке, которая будет проходить от нижнего левого угла экрана до верхнего правого, как показано на следующем рисунке ( ):

Рисунок 3.23
Отображение типичных фигур Лиссажу

Если полярность одного из сигналов теперь перевернута, так что он на 180 градусов не совпадает по фазе с другим сигналом, в результате все равно будет прямая диагональная линия, но теперь она будет проходить сверху слева направо внизу экрана, как показано на рисунке (b).

Когда два сигнала не совсем совпадают по фазе друг с другом, диагональная линия меняется на эллипс, идущий по диагонали от нижнего левого угла к верхнему правому краю экрана, как показано на рисунке (c).

По мере увеличения разности фаз толщина эллипса будет увеличиваться, пока он не станет кругом, когда сигналы сдвинуты по фазе на 90 градусов, как показано на рисунке (d).

Приведенные выше результаты предполагают, что сравниваемые сигналы являются синусоидальными волнами одинаковой амплитуды. Также предполагается, что чувствительность к отклонению X- и Y-цепей осциллографа одинакова. Если амплитуды сигналов или чувствительность к отклонению не идентичны, то результирующее изображение будет растянуто в направлении с более высокой чувствительностью.

Когда исследуемые формы сигналов не являются синусоидальными волнами, отображение Лиссажу искажается, но обычно следует шаблону аналогичного типа.

Анализ формы сигнала с помощью осциллографа

Осциллограф — отличный инструмент, чтобы увидеть, что происходит в цепи, и с опытом можно многое извлечь из правильной интерпретации того, что отображается.

Если на усилитель подается синусоида, и осциллограф показывает форму волны с плоской вершиной при подключении к его выходу, это означает, что в усилителе происходит ограничение сигнала.

Калибровка осциллографов Осциллографы

всегда были важным измерительным инструментом для инженера. Конструкция осциллографов медленно эволюционировала от ранних инструментов, которые использовались для простого просмотра формы сигнала, до осциллографов с калиброванными диапазонами и сеткой (сеткой) на дисплее, позволяющих проводить измерения, до современного цифрового запоминающего осциллографа (DSO), который в стандартную комплектацию встроены многие расширенные функции измерения. В последних разработках теперь используются цифровые ЖК-дисплеи вместо традиционных ЭЛТ (электронно-лучевых трубок), что дает инженерам еще больше возможностей для измерения в еще более портативных приборах.Осциллограф все еще развивается, последний шаг — осциллограф, который сочетает в себе функции осциллографа и цифрового мультиметра в одном приборе. Каждый шаг эволюции увеличивал измерительные возможности осциллографа, делая калибровку этих инструментов еще более важной.

Все типы осциллографов требуют калибровки этих основных функций.

Калибровка осциллографа
: амплитуда

Амплитуда осциллографа калибруется путем применения низкочастотной прямоугольной волны и регулировки ее усиления в соответствии с высотой, указанной для различных уровней напряжения (показано делением линии сетки на осциллографе).Напряжения, которые используются для калибровки, выбираются с помощью соответствующей настройки в соответствии с диапазонами амплитуды на осциллографе. Используя этот выходной сигнал, осциллограммы должны быть выровнены с отметками сетки на экране осциллографа. При калибровке усиления амплитуды осциллографа необходимо установить различные напряжения и убедиться, что усиление соответствует высотным линиям сетки на дисплее осциллографа в пределах технических характеристик, предоставленных производителем осциллографа.

Калибровка осциллографа: временная развертка / отклонение по горизонтали

Временная развертка осциллографа откалибрована для обеспечения соответствия горизонтального отклонения спецификациям производителя. Сигнал маркера времени генерируется калибратором, пики которого совмещены со шкалой координатной сетки на дисплее осциллографа.

Калибровка осциллографа
: эталонная ширина полосы

Для калибровки полосы пропускания требуется синусоидальная волна постоянной амплитуды и переменной частоты до и выше указанной в спецификации осциллографа.Многие процедуры калибровки также требуют опорного уровня 50кГц, чтобы установить амплитуду запуска.

Калибровка осциллографа: уровень срабатывания
Уровень запуска

можно проверить, используя синусоидальный сигнал с высотой 6 делений и регулируя регулятор уровня запуска для получения стабильной кривой, начинающейся в любой точке на положительном или отрицательном наклоне, в зависимости от выбора осциллографа. Чувствительность проверяется путем применения гораздо более слабого сигнала (обычно 10% от полной шкалы), и проверка стабильной кривой может быть получена даже тогда, когда элементы управления положением используются для перемещения кривой в верхнюю или нижнюю часть дисплея.Полоса пропускания срабатывания и работы фильтров ВЧ-шума на некоторых осциллографах может быть проверена путем использования выровненного выхода развертки и увеличения частоты или до тех пор, пока не будет потеряна стабильная синхронизация.

Меры предосторожности

Перед включением осциллографа или после завершения его использования выполните следующие настройки:

  • Настройте контроль устойчивости на автоматический
  • Поверните регулятор интенсивности до упора против часовой стрелки
  • Установить элементы управления вертикальным и горизонтальным положением на полпути
  • Поверните регулятор вольт / см на максимальное значение диапазона
  • Установите для элемента управления Время / см значение 1 мс / см или ближайшее к нему значение

Используйте полностью экранированные пробники на высоких частотах, чтобы избежать возможности ухудшения сигнала.Использование компенсированного пробника снижает эффект из-за затухания амплитуды и фазовых искажений в коаксиальном кабеле.

Сведите интенсивность луча к минимуму, необходимому для конкретной настройки.

Убедитесь, что регулятор вертикального усиления установлен выше напряжения измеряемого сигнала. Начните с максимальной настройки напряжения и минимальной чувствительности, затем уменьшайте диапазон, пока не будет достигнута правильная настройка.

Избегайте отображения неподвижной яркой точки в течение длительного времени.Это может привести к сгоранию люминофора на экране.

Тестеры непрерывности

Самая простая форма измерения сопротивления — это проверка целостности, которая просто проверяет, есть ли токопроводящий путь между двумя точками в цепи. Этот тест просто показывает, высокое или низкое сопротивление между двумя точками, и удобен для отслеживания отдельных проводов через многожильный кабель или для отслеживания соединений дорожек на печатной плате. Одна из популярных схем для тестера непрерывности показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.24
Тестер целостности цепи с использованием зуммера

Здесь зуммер соединен последовательно с батареей и двумя измерительными проводами. Один испытательный щуп подключается к одному концу проверяемого провода или цепи, а второй щуп — к другому концу цепи. Если сопротивление между двумя контрольными точками низкое, раздается звуковой сигнал, указывающий на целостность цепи.

В качестве альтернативы зуммеру прибор для проверки целостности цепи может использовать лампу накаливания или светоизлучающий диод в качестве индикатора непрерывности, как показано на следующих рисунках.Лампа или светодиод загорается при обнаружении обрыва цепи между точками, к которым приложены испытательные щупы:

Рисунок 3.25
Тестер целостности цепи с использованием (а) нити накала (б) светодиода

Генераторы сигналов

Большинство современных источников аудиосигнала выдают не только синусоидальную волну, но также прямоугольные и треугольные сигналы. Эти инструменты обычно называют генераторами сигналов, чтобы отличить их от обычных генераторов сигналов, которые выдают только синусоидальный сигнал.

В этом приборе основная треугольная форма волны генерируется с помощью конденсатора, заряжаемого и разряжаемого при постоянном токе в качестве устройства синхронизации. Базовая структурная схема такого устройства представлена ​​ниже:

Рисунок 3.26
Блок-схема генератора сигналов

Треугольный сигнал генерируется за счет использования напряжения, создаваемого на конденсаторе, который поочередно заряжается и разряжается путем переключения на источник тока I1 и сток I2. Напряжение конденсатора подается на пару компараторов уровней, которые определяют, когда напряжение конденсатора достигает двух заданных уровней напряжения.Выход компараторов управляет триггером, который, в свою очередь, переключает источники постоянного тока I1 и I2 с помощью переключателя S1.

Для нарастания треугольной волны конденсатор переключается так, что он заряжается линейно со временем от источника тока I1. Когда напряжение на конденсаторе достигает опорный уровень компаратора A1, выходной сигнал A1 запускает схему триггера, и это, в свою очередь работает переключатель S1. Конденсатор теперь разряжается источником тока I2 и линейно падает со временем, пока не достигнет контрольного уровня компаратора A2.

Выход A2 используется для сброса триггера, и это приводит в действие переключатель S1, так что конденсатор снова разряжается из I1, чтобы начать новый цикл колебаний. В результате напряжение на конденсаторе линейно возрастает и падает между двумя опорными уровнями, создавая треугольную форму выходного сигнала.

Амплитуда сигнала определяется опорными уровнями напряжения, подаваемыми на два компаратора, а частота — емкостью конденсатора и уровнями тока от генераторов I1 и I2.

Поскольку триггерные переключатели включаются каждый раз, когда треугольник меняет свое направление на обратное, выходной сигнал триггера представляет собой прямоугольную волну, частота которой такая же, как у треугольной волны.

Возникающая прямоугольная волна будет сдвинута по фазе на 90 градусов с треугольной волной, поскольку триггер переключается на пиках и минимумах треугольной волны.

Ящики сопротивления

Для экспериментального поиска неисправностей полезным аксессуаром является коммутируемый блок сопротивлений.Идеальная схема — это настоящая декада сопротивления, обеспечивающая, возможно, три десятилетия выбора сопротивления. Принципиальная схема этого типа коробки сопротивлений показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.27
Расположение декадной ячейки сопротивления

Для простоты на диаграмме показаны только две декады. В такой конфигурации коробка обеспечивает диапазон сопротивления от 0 до 9,9 кОм с шагом 100 Ом. Типичный блок может иметь четыре банка, самый низкий из которых дает шаг 10 Ом, а самый высокий дает шаг 10 кОм, что позволяет принимать значения сопротивления от 0 до 99.99 кОм следует выбирать с шагом 10 Ом.

Таким образом, в банке 10 кОм каждый резистор имеет значение 10 кОм. В нулевом положении банк закорочен, но по мере того, как ротор переключателя перемещается на 10 кОм, резисторы добавляются последовательно между ротором и входной клеммой.

Выход переключателя банка 10 кОм питает верхний конец банка резисторов 1 кОм, и здесь переключатель добавляет выбранное количество последовательно включенных резисторов по 1 кОм. Группы 100 Ом и 10 Ом подключаются таким же образом, и, наконец, перемычка селекторного переключателя 10 Ом выходит на другую входную клемму коробки сопротивлений.

Переключатели могут быть дисковыми переключателями десятичного типа, а резисторы в этом типе коробки должны быть из оксидов металлов с допуском не менее 1% для получения полезных результатов.

Для домашнего устройства, в котором используются компоненты с 1 процентом, только две наиболее значимые цифры показаний переключателей должны считаться действительными при оценке значения сопротивления. В коммерческом боксе сопротивления резисторы обычно представляют собой компоненты с допуском 1%, которые были измерены и выбраны так, чтобы давать правильные значения с точностью до 0.1 процент или лучше.

Коробки конденсаторов

Можно использовать коробку переключаемых конденсаторов, которая работает аналогично коробке резисторов. В этом случае конденсаторы в каждой декаде подключаются последовательно параллельно, чтобы получить желаемое значение конденсатора, и общая емкость каждой декады подключается параллельно с емкостью других декад.

Из-за эффектов паразитной емкости минимальное практическое приращение емкости составляет 100 пФ.Таким образом, блок может быть построен с первой декадой до 1 нФ и последующими десятилетиями до 10 нФ, 100 нФ и 1 мкФ соответственно.

Для младших десятилетий можно использовать конденсаторы из полистирола или серебряной слюды с допуском 2% для обеспечения разумной точности и хорошей стабильности. Для более высоких диапазонов можно использовать конденсаторы из металлизированной полиэфирной пленки с допуском 5%.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *