Recenze spínaných zdrojů a elektronických transformátorů. Část 1

Tato část představuje napájecí zdroje (síťové adaptéry) a nabíječky, rozdělené do následujících podskupin:

NESTABILIZOVANÉ napájecí zdroje jsou nejběžnější transformátorové zdroje. Poskytněte stejnosměrné výstupní napětí. Tento zdroj obsahuje síťový transformátor a usměrňovač. U nestabilizovaných zdrojů odpovídá výstupní napětí jmenovitému napětí pouze při jmenovitém síťovém napětí (220V) a jmenovitém zatěžovacím proudu.

Tyto jednotky jsou vhodné pro napájení osvětlovacích a topných zařízení, elektromotorů a jakýchkoliv zařízení s vestavěným regulátorem napětí (například většina bezdrátových telefonů a záznamníků).

Takové napájecí zdroje mají obvykle značnou úroveň zvlnění síťového napětí a nejsou vhodné pro napájení audio zařízení (rádia, přehrávače, hudební syntezátory). Pro tato zařízení by měly být použity stabilizované napájecí zdroje.

STABILIZOVANÉ napájecí zdroje. Zajistěte STABILIZOVANÉ stejnosměrné výstupní napětí. Takový zdroj obsahuje síťový transformátor, usměrňovač a stabilizátor. STABILIZOVANÉ – znamená, že výstupní napětí nezávisí (nebo téměř nezávisí) na změnách síťového napětí (v rozumných mezích) a na změnách zatěžovacího proudu. Na rozdíl od nestabilizovaných zdrojů, u stabilizovaných bude výstupní napětí stejné jak při volnoběhu, tak při jmenovité zátěži. Navíc u takových zdrojů je zvlnění střídavého napětí na výstupu obvykle dost malé.

Stabilizovaný zdroj může téměř vždy nahradit nestabilizovaný (ale samozřejmě ne naopak). Pokud tedy nevíte, jaký stejnosměrný zdroj je potřeba pro vybavení vaší domácnosti – stabilizovaný nebo nestabilizovaný, pak použijte STABILIZOVANÝ nebo PULSNÍ zdroj.

• Vysoká účinnost
• Mírné zahřívání
• Nízká hmotnost a rozměry
• Přípustný rozsah síťového napětí je zpravidla větší
• Zpravidla mají zabudovanou ochranu proti přetížení a zkratu na výstupu

Zdroje PULSE jsou stále rozšířenější, protože. Nyní jsou náklady na výrobu i složitých elektronických součástek nižší než u masivního síťového transformátoru vyrobeného z mědi a železa. Náklady na spínané zdroje i malého výkonu (asi 5W) pro domácí spotřebiče, jako jsou radiotelefony a záznamníky, se velmi blíží ceně transformátorových. Počítat byste měli i s úsporou nákladů na dopravu při dodání – spínané zdroje jsou lehčí než transformátorové.

Někteří lidé mají předsudky vůči používání spínaných zdrojů napájení. S čím by to mohlo souviset?

1. Spínané zdroje jsou obvodově složitější než transformátorové. Vlastní oprava uživatelem je stěží možná;
2. Napájecí zdroje domácích výrobců a malých družstev z 90. let minulého století se vyznačovaly nízkou spolehlivostí. Nyní tomu tak není – podle našich zkušeností procento poruch (z různých důvodů, včetně přetížení a přepětí v síti) u spínaných zdrojů nepřekračuje tento ukazatel u transformátorů.

Moderní zdroje SWITCH jsou celkem spolehlivé. Například všechny napájecí zdroje Robiton® mají 1letou záruku.

AC – Napájecí zdroje se střídavým výstupním napětím. Používají se k napájení osvětlení a topení elektrospotřebičů a také těch domácích spotřebičů, které obsahují vnitřní usměrňovač napětí (například řada bezdrátových telefonů Siemens, Toshiba, řada záznamníků). Ikona střídavého napětí je na těle zařízení zobrazena ve formě symbolů: ~ nebo AC.

ADAPTÉRY 220V-110V AC (autotransformátor) – ačkoli jsou tyto produkty výstupní charakteristikou podobné napájecím zdrojům s PROMĚNNÝM výstupním napětím, jsou vyrobeny podle obvodu autotransformátoru. To umožňuje snížit rozměry a hmotnost zařízení a zajistit relativní stabilitu výstupního napětí 110V při nečinnosti. V tomto případě není zajištěno galvanické oddělení výstupního obvodu od vstupního obvodu. Tyto adaptéry se používají k napájení zařízení z USA a některých dalších zemí.

Mezi NABÍJEČKY tedy zařadíme například nabíječku baterií pro fotoaparát, pokud se z ní baterie vyjmou a vloží do nabíječky. A síťový adaptér, který je připojen ke kameře (a zároveň také nabíjí baterie, ale již v ní), bude klasifikován jako NAPÁJECÍ jednotky.

Při výběru napájecího zdroje pro vaše domácí zařízení (pro výměnu poškozeného nebo ztraceného) dodržujte několik jednoduchých pravidel:

Zjistěte, zda vaše zařízení potřebuje stejnosměrné (DC) nebo střídavé (AC) napětí. Věnujte pozornost nápisům na těle zařízení a výstupnímu napětí napájecího zdroje (OUTPUT).

Zjistěte požadované napětí a také to, zda vaše zařízení vyžaduje stabilizované nebo nestabilizované napájení.

Zjistěte proud spotřebovaný zařízením. Vyberte zdroj napájení s proudem, který není menší, než jaký spotřebovává vaše zařízení.

Při připojování stejnosměrných zdrojů a nabíječek vždy dbejte na správnou polaritu! Zapojení nesprávnou polaritou může vést k poruše jak vašeho domácího spotřebiče, tak samotného napájení! Pečlivě si prostudujte označení polarity na domácím spotřebiči a napájecím zdroji nebo v technické dokumentaci k nim. Pokud nejsou k dispozici žádné informace o napájecím zdroji, použijte k určení polarity tester.

Informační značky označující polaritu napájení na kulatých konektorech:

plus na centrálním (vnitřním) kontaktu konektoru, mínus na vnějším kontaktu konektoru. mínus na centrálním (vnitřním) kontaktu konektoru plus na vnějším kontaktu konektoru.

Poznámka! V mnoha případech nepatrný rozdíl (několik desetin voltu) v napájecím napětí neovlivňuje nepříznivě provoz domácích spotřebičů. To platí ve větší míře pro nestabilizované zdroje a jednotky s proměnným výstupním napětím. Pokud nemůžete najít zdroj s „exotickými“ parametry, zkuste použít jednotku s mírně nižším napětím.

Pokud je pro vás obtížné samostatně vybrat napájecí zdroj pro váš domácí spotřebič, přineste jej a/nebo starý vadný zdroj do naší prodejny – obchodní poradci vám rádi pomohou a provedou i kontrolu na místě.

V pokračování tématu Elektronické transformátory zahajuje web PAYALNIK sérii článků, ve kterých budou testovány jak Elektronické transformátory, tak pulsní napájecí zdroje zakoupené správou webu na platformě AliExpress speciálně pro tyto účely. Pod pojmem „Elektronické transformátory“ rozumíme zařízení s proměnným napětím na vstupu a proměnným napětím na výstupu a pod pojmem „Pulzní napájecí zdroje“ rozumíme zařízení s proměnným napětím na vstupu a konstantním stabilizovaným napětím (nebo proudem) na výstupu. Nejprve byla všechna zařízení krátce otestována (10. 30 minut) při maximálních deklarovaných proudech, poté byla snížena zátěž některých měničů, protože byly velmi horké, a poté byly provedeny další experimenty. Zátěž tvořily především odpory PEV-15. PEV-50, vytočené na požadovaný odpor nebo halogenové žárovky různého výkonu. Proud byl řízen úbytkem napětí na rezistoru 0,1 Ohm. Grafy byly pořízeny pomocí programu SpectraPLUS a zvukové karty s otevřenými vstupy. První spínaný zdroj – open-frame AC/DC 220/24, 3W Vzhled je zobrazen na obrázek 1, a poplatek podrobněji je na obrázek 2. Pod transformátorem můžete vidět alfanumerické označení „B02B“ a „20180403“. Je možné, že to druhé je datum výroby desky s plošnými spoji. Obr.1 Obr Schematický diagram je uveden v pic.3 (kapacita keramických kondenzátorů není známa, ale jejich přibližnou hodnotu lze určit z jiných podobných obvodů). Mikroobvod měniče – OB2512NJP. Konverzní frekvence je asi 35 kHz. Ve vysokonapěťové sekci nejsou žádné ochranné ani filtrační prvky – s největší pravděpodobností je určeno k instalaci modulu na desku, kde již jsou. Obr.3 Převodník byl zatížen zátěží poskytující proud 0,12 A (2,88 W) a pracoval s ní asi 3 hodiny. Transformátor Tr1 se zahřeje na přibližně 40-45 stupňů. Při změně napájecího napětí v rozsahu od 180 V do 240 V se výstupní napětí změnilo v rozsahu +/- 35 mV (pic.4). Úroveň vysokofrekvenčního zvlnění výstupního napětí závisí na zatěžovacím proudu a při 0,12 A přesahuje 250 mV. Obr.4 Při zatížení 3 W a napájecím napětí 240 V se ve výstupním napětí objevily pulsace 100 Hz – zřejmě převodník začal „přecházet do ochrany“. Další zdroj je AC/DC 220/12, 5 A “S-60-12” Na nálepce je napsáno 12V a 5A. Vzhled je zobrazen na obrázek 5, pohled na vnitřky a zadní stranu desky plošných spojů na obrázek 6. Deska je označena “NxPs60W-V02A”. Obr.5 Obr Podrobnosti si prohlédněte podrobněji na kresby 7, 8 и 9. Obr.7 Obr Obr Při vyjímání plošného spoje z pouzdra se ukázalo, že silový tranzistor KF5N60F byl na hliníkovou stěnu pouzdra přilepen silikonovým tmelem (ten s charakteristickým octovým zápachem). Tmel byl nanesen nerovnoměrně a v tak silné vrstvě (pic.10), že přítlačná deska nebyla schopna zajistit normální tlak tranzistoru proti stěně pouzdra. Obr.10 Druhý tranzistor (CS5N60F, pic.11) byla „zasazena“ na běžnou bílou teplovodivou pastu a byla mnohem lépe přitlačena k hliníkové stěně. Obr.11 Schéma tohoto napájecího zdroje je znázorněno na obrázek 12. Neobvyklá označení dílů (E, MOS, DO) jsou ponechána jako „nativní“. Zajímavé je zařazení polem řízeného tranzistoru DO jako usměrňovací diody do sekundárního obvodu měniče. Obr.12 Při zatěžovacím proudu 5 A a změně síťového napětí ze 180 V na 240 V bylo výstupní napětí 12,3 V velmi stabilní, multimetr VR-11A nezaznamenal žádné změny, tzn. nejsou větší než několik milivoltů (pic.13). Na obrázek 14 ukazuje rozsah, ve kterém se výstupní napětí změnilo při změně odporu trimru rezistoru VR – z 11,41 V na 13,14 V. Výstupní pulzace při zatěžovacím proudu 5 A nejsou větší než 200 mV, jejich opakovací frekvence je cca 63 kHz.

Obr Obr Při pohledu na tranzistory je jasné, že tento způsob jejich lisování je nesprávný vzhledem k tomu, že hliníková stěna pouzdra je silná pouze 1,2 mm a pod hlavou šroubu se prohýbá, což vede k zakřivení roviny stěny. Tento problém lze vyřešit umístěním velké tlusté desky pod hlavu šroubu (pic.15). Pro dodatečné chlazení tranzistorů lze desku vyměnit za radiátor – “usměrňovací” tranzistor CS5N60 se při proudu 5 A docela rychle zahřeje (v tomto případě je třeba odstranit nálepku). Obr.15 Další na řadě je bezpouzdřový zdroj AC/DC 220/24, 1 A Vzhled – zapnutý obrázek 16. Deska plošných spojů je označena „GMY-001F“. Má deklarované výstupní parametry 24 V a 1 A (24 W). Diagram je zobrazen na obrázek 17. Obr.16 Obr Při změně vstupního napětí multimetr nezaznamenal žádné změny na výstupu +24,13 V (pic.18). Obr.18 Úroveň pulzace nepřesahuje 100 mV při zatěžovacím proudu 0,7 A (pic.19) a méně než 50 mV při proudu 1 A. A pulsace jsou nízkofrekvenčního charakteru – spektrální analyzátor je definoval jako zvonovitá pásma se středními frekvencemi 750 Hz při proudu 0,7 A a 600 Hz při 1 A. Obr. Další zdroj – AC/DC 220/24, 1,5A Externě podobný předchozímu, ale má jiné obvody a podle toho označení desky s plošnými spoji – “XPJ-030” (pic.20, 21, 22). ALI zveřejnil(a) fotografii označenou „GMY-030“. Deklarované parametry jsou 24 V a 1,5 A (36 W). Diagram je zobrazen na obrázek 23. Katalogový list pro mikroobvod PWM regulátoru (s nápisy „63J04a“ a „909“) nebyl nalezen, ale z hlediska pinů a obvodů je velmi podobný FAN6862. Obr.20 Obr Obr Obr Při zatěžovacím proudu 1,5 A a změně napájecího napětí ze 180 V na 240 V nevidí multimetr žádné změny výstupního napětí +24,3 V (pic.24). Vysokofrekvenční pulsace nejsou větší než 20 milivoltů. Po dvou hodinách provozu se převodník velmi zahřál. Obr.24 Dva elektronické transformátory “YAM” AC/AC 220/12 První – model “YMET80C” (pic.25) s výstupním střídavým napětím 12 V a výkonem 80 W (proud 6,7 A) deklarovaným na štítku. Označení desky plošných spojů “JM-792A”. Schéma zapnuto obrázek 26. Obr.25 Obr Druhý převodník je model “YLET60C” (pic.27). Stejný 12 V „střídavý proud“ na výstupu, ale je indikován nižší výkon – 60 W (proud 5 A). Plastové pouzdro je bez větracích otvorů a i přes zdánlivou úhlednost exteriéru byly na desce plošných spojů nalezeny cákance pájky a poškozená izolace sekundárního vinutí transformátoru. Na fotografii ze strany kolejí je vidět kapka zkratující kolektor T2 s pravou svorkou R2 a „dlouhý šmrnc“ mezi jeho emitorem a stejnou pravou svorkou R2. Označení desky plošných spojů “JM-797”. Schéma je zapnuté obrázek 28. Obr.27 Obr Oba převodníky při prvním zapnutí nefungovaly. “YMET80C” měl odštípnutou hranu pouzdra dinistoru (je možné, že jsem to “chytil” pinzetou, když jsem odpájel sousední odpory, ale nebyly tam žádné ohyby ve vývodech – stál rovně a v určité vzdálenosti od desky) a v “YLET60C” s největší pravděpodobností byly do něj osazeny tranzistory bez ochranných diod a oba se “vybily”. Po výměně tranzistorů a instalaci diod (jako na obr. 26) se „YLET60C“ rozběhl a po cca půlhodinové práci se zatěžovacím proudem 5 A se velmi zahřál. Dále byl proud snížen na 4,5 A a byl sestrojen graf stability výstupního střídavého napětí a zobrazen jeho tvar (obr. 29). Je jasné, že neexistuje žádná stabilita, protože zde nejsou žádné stabilizační obvody a je jasné, že výstupní napětí se skládá ze 100Hz paketů naplněných pulsy o frekvenci asi 70 kHz (signál na zvukovou kartu byl brán náhodným děličem a prošel směšovačem, aby se spektrum posunulo, takže voltová stupnice neodpovídá skutečnosti a s touto amplitudou možná souvisí i rozdíl v poloviční amplitudě). Obr.29 Po výměně pracovního dinistoru v “YMET80C” začal fungovat také. Převodní frekvence je asi 55 kHz, výstupní napětí závisí na zatěžovacím proudu a je v rozmezí 11,5 V. 12,5 V a má stejný vzhled jako “YLET60C”. Tento převodník se také velmi zahřívá. Je těžké uvěřit, že budou fungovat dlouhou dobu v pouzdrech bez chlazení při kapacitách na nich uvedených. Je možné, že v těchto případech je indikován buď krátkodobý výkon, nebo maximální možný výkon spotřebovaný ze sítě 220 V Andrey Goltsov, Iskitim