Strukturparameter und Fehleranalyse einer gleichstromstabilisierten Stromversorgung
Die geregelte Gleichstromversorgung ist ein wichtiger Bestandteil elektronischer Schaltkreise. Unabhängig davon, ob es sich um industrielle elektronische Produkte oder zivile elektronische Produkte handelt, wird im Allgemeinen eine Gleichstromversorgung zur Stromversorgung des Steuerkreises verwendet. Die Leistung des geregelten Netzteils steht in direktem Zusammenhang mit der Leistung der gesamten elektronischen Schaltung. Vereinfacht ausgedrückt besteht die stabilisierte Gleichstromversorgung darin, den 220-V-Wechselstrom im Netz, dessen Richtung sich durch die Umwandlungsschaltung jederzeit ändert, in Gleichstrom mit konstanter Richtung umzuwandeln.
Die allgemeine geregelte Gleichstromversorgung besteht aus vier Teilen, nämlich dem Transformatorteil, dem Gleichrichterschaltungsteil, dem Filterschaltungsteil und dem Spannungsstabilisierungsschaltungsteil. Seine Funktion besteht darin, den Eingangswechselstrom in den von elektronischen Geräten benötigten Gleichstrom umzuwandeln und Gleichstrom für verschiedene elektronische Schaltkreise bereitzustellen.
1 AC-Transformatorabschnitt
Die Funktion des Wechselstromtransformators besteht darin, die vom Netz eingegebene größere Wechselspannung in eine kleinere Wechselspannung umzuwandeln, wobei sich die Frequenz der Wechselspannung nicht ändert. Der Wechselstromtransformator nutzt das Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung besteht keine elektrische Verbindung, sondern nur eine magnetische Kopplung.
Bei der Auswahl der Transformatorparameter werden hauptsächlich das Übersetzungsverhältnis des Transformators und die Effizienz der Transformation berücksichtigt: Das Übersetzungsverhältnis der Transformatorspannung ist proportional zur Anzahl der Windungen der Primär- und Sekundärwicklungen; Der Wirkungsgrad des Transformators ist die Primärleistung/Sekundärleistung. Die erforderliche Ausgangsspannung wird durch die Lastspannung bestimmt. Zu den häufigsten Fehlern von Transformatoren gehören Isolationsminderung, Spulenkurzschluss, offener Stromkreis usw. Eine Verringerung der Isolation ist ein Zustand, der häufig während des Arbeitsprozesses von Transformatoren auftritt. Bei Isolationsreduktionsfehlern handelt es sich eigentlich um eine Abnahme des Isolationswiderstands, die zu einem Anstieg des Transformatorstroms und damit zu einer starken Wärmeentwicklung führt. Der Temperaturanstieg führt zu einer weiteren Alterung der Isolationsschicht, wodurch ein Teufelskreis entsteht. Ein teilweiser Kurzschluss der Primärspule verringert die Ausgangsspannung, ein teilweiser Kurzschluss der Sekundärspule erhöht die Ausgangsspannung und ein schwerer Kurzschluss führt dazu, dass sich der Transformator erwärmt oder sogar raucht und durchbrennt. Kurzschlussfehler können mit dem Spannungsbereich eines Multimeters gemessen werden. Ein offener Stromkreis in der Primär- oder Sekundärspule führt dazu, dass im Stromkreis keine Ausgangsspannung anliegt.
2 Gleichrichterschaltungsteil
Die sogenannte Gleichrichterschaltung ist eine Schaltung, die Wechselspannung oder Wechselstrom in pulsierende Gleichspannung oder Gleichstrom umwandelt. Die Diode wird in der Gleichrichterschaltung verwendet. Die Diode hat eine einphasige Leitfähigkeit, das heißt, die Diode ist eingeschaltet, wenn sie an die Durchlassspannung angeschlossen ist (die Anode ist an das hohe Potenzial angeschlossen, und die Kathode ist an das niedrige Potenzial angeschlossen) und die Sperrspannung ist verbunden (die Anode ist mit dem niedrigen Potenzial verbunden, und die Kathode ist mit dem hohen Potenzial verbunden). Potential), wenn die Diode abschaltet. Unter Verwendung dieser Eigenschaft der Diode kann eine Halbwellen-Gleichrichterschaltung oder eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung gebildet werden. In einer Einweggleichrichterschaltung leitet die Diode nur für die halbe Periode; In einer Vollweg-Gleichrichterschaltung leitet die Diode während des gesamten Zyklus. Im Vergleich zur Halbwellengleichrichterschaltung weist die Vollwellengleichrichterschaltung eine geringere Pulsation der Ausgangsspannung, einen größeren Durchschnittswert der Ausgangsspannung und eine effektive Nutzung der Energie der Stromversorgung auf, sodass die Gleichrichterschaltung nun grundsätzlich zusammengesetzt ist aus zwei Dioden. Eine Vollweg-Gleichrichterschaltung oder eine Gleichrichterbrücke bestehend aus vier Dioden.
Bei der Auswahl der Diodenparameter in der Gleichrichterschaltung werden hauptsächlich der durchschnittliche Arbeitsstrom der Diode und die höchste Sperrarbeitsspannung berücksichtigt, die die Diode ertragen kann. Aus Sicherheitsgründen sollten die gewählten Parameter etwa doppelt so groß sein wie der berechnete Wert. Zu den häufigsten Fehlern in der Brückengleichrichterschaltung gehören virtuelles Diodenschweißen, Rückwärtsschweißen, Kurzschluss usw. Wenn eine Diode in der Brückengleichrichterschaltung gelötet oder getrennt wird, wird die Gleichrichterschaltung zu einer Einweggleichrichterschaltung. Bei der Prüfung mit einem Oszilloskop werden Sie feststellen, dass die Wellenform der Ausgangsspannung nur in einem halben Zyklus erscheint. Wenn es sich um ein virtuelles D1- oder D3-Schweißen handelt, erscheint die Wellenform nur in der zweiten Halbperiode der Stromversorgung; Wenn es sich um ein virtuelles D2- oder D4-Schweißen handelt, erscheint die Wellenform nur im ersten Halbzyklus der Stromversorgung. Wenn eine Diode verpolt ist, führt dies zu einem Kurzschlussfehler. Zu diesem Zeitpunkt ist der Strom sehr groß und sowohl die Diode als auch der Transformator werden durchgebrannt.
3 Filterkreisteil
Verwenden Sie die Eigenschaft, dass die Spannung am Kondensator des Energiespeicherelements nicht verändert werden kann, um den Kondensator parallel zur Last RL zu schalten, oder verwenden Sie die Eigenschaft, dass der durch die Induktivität des Energiespeicherelements fließende Strom nicht verändert werden kann, um den Kondensator parallel zu schalten Induktivität und Last RL in Reihe geschaltet, um einen Filterkreis zu bilden, um den oberen Gleichrichter herauszufiltern. Der Wechselstromanteil der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms im Kreis behält seinen Gleichstromanteil bei, wodurch die Wellenform der Ausgangsspannung oder des Ausgangsstroms glatter wird und die Pulsation verbessert wird die Ausgangsspannung. Die Kondensatorfilterschaltung ist die einfachste. Wenn die Induktivität der Induktivitätsspule im Induktivitätsfilterkreis groß ist, ist ein Eisenkern erforderlich, der leicht elektromagnetische Störungen verursachen kann.
Die Auswahl der Kondensatorparameter in der Filterschaltung umfasst hauptsächlich die Entladezeitkonstante RC und den Spannungsfestigkeitswert. Damit die Schaltung zuverlässig funktioniert, ist RC im Allgemeinen größer oder gleich 1,5 bis 2,5 T (T ist die Periode der Ausgangsspannung des Transformators) und der Spannungsfestigkeitswert des Kondensators beträgt im Allgemeinen 1,5 bis 2 U (U). der Effektivwert der Ausgangsspannung des Transformators). Zu den häufigsten Fehlern im Filterkreis gehören Ausfall, Unterbrechung und Kapazitätsreduzierung. Mithilfe des Ohm-Gangs des Multimeters können Sie den Ausfall oder Unterbrechungsfehler des Kondensators beurteilen. Wenn der Filterkondensator kaputt geht oder kurzgeschlossen wird, führt dies zum Durchbrennen der Gleichrichterdiode und des Spannungswandlers; Wenn der Filterkondensator offen ist oder seine Kapazität verringert wird, sinkt die Ausgangsspannung stark, was dazu führt, dass die Lasteingangsspannung zu niedrig ist, um normal zu funktionieren.
