Intellect Inginiring

Что такое импульсный блок питания

Во многих электрических приборах уже давно применяется принцип реализации вторичной мощности за счет использования дополнительных устройств, на которые возложены функции обеспечения электроэнергией схем, нуждающихся в питании от отдельных типов напряжений, частоты, тока…

Для этого создаются дополнительные элементы: блоки питания, преобразующие напряжение одного вида в другой. Они могут быть:

встроены внутрь корпуса потребителя, как на многих микропроцессорных приборах;

или изготовлены отдельными модулями с соединительными проводами по образцу обычного зарядного устройства у мобильного телефона.

В современной электротехнике успешно уживаются два принципа преобразования энергии для электрических потребителей, основанные на:

1. использовании аналоговых трансформаторных устройств для передачи мощности во вторичную схему;

2. импульсных блоках питания.

Они имеют принципиальные отличия в своей конструкции, работают по разным технологиям.

Импульсные блоки питания (ИБП)

Подобные конструктивные разработки массово появились несколько десятилетий назад и стали пользоваться все большей популярностью в электротехнических приборах благодаря:

доступностью комплектования распространенной элементной базой;

надежностью в исполнении;

возможностями расширения рабочего диапазона выходных напряжений.

Практически все источники импульсного питания незначительно отличаются по конструкции и работают по одной, типичной для других устройств схеме

Схема импульсного блока питания

В состав основных деталей источников питания входят:

сетевой выпрямитель, собранный из: входных дросселей, электромеханического фильтра, обеспечивающего отстройку от помех и развязку статики с конденсаторами, сетевого предохранителя и диодного моста;

накопительная фильтрующая емкость;

ключевой силовой транзистор;

задающий генератор;

схема обратной связи, выполненная на транзисторах;

оптопара;

импульсный источник питания, со вторичной обмотки которого исходит напряжение для преобразования в силовую цепь;

выпрямительные диоды выходной схемы;

цепи управления выходного напряжения, например, на 12 вольт с подстройкой, изготовленной на оптопаре и транзисторах;

фильтрующие конденсаторы;

силовые дроссели, выполняющие роль коррекции напряжения и его диагностики в сети;

выходные разъемы.

Как работает импульсный блок питания

Импульсный блок питания выдает стабилизированное питающее напряжение за счет использования принципов взаимодействия элементов инверторной схемы.

Напряжение сети 220 вольт поступает по подключенным проводам на выпрямитель. Его амплитуда сглаживается емкостным фильтром за счет использования конденсаторов, выдерживающих пики порядка 300 вольт, и отделяется фильтром помех.

Входной диодный мост выпрямляет проходящие через него синусоиды, которые затем преобразуются транзисторной схемой в импульсы высокой частоты и прямоугольной формы с определенной скважностью. Они могут преобразовываться:

1. с гальваническим отделением сети питания от выходных цепей;

2. без выполнения подобной развязки.

Программы для черчения электрических схем

Под черчением подразумевается процесс создания изображений предметов с точным воспроизведением их размеров с помощью масштаба. Вычерчивание электрических схем требует соблюдения символов ГОСТ, принятых для обозначения каждого элемента.

Для создания документа на компьютере необходимо программное обеспечение — графический редактор, который преобразует манипуляции пользователя ПК на устройстве ввода информации в чертеж. Созданный документ может сохраняться в электронном виде файлом и/или распечатываться на бумаге в определенном формате.

Вычерчивать электрические схемы можно любым доступным графическим редактором. Однако, приспособленные для этих целей специальные программы значительно облегчают рутинную работу, позволяют пользоваться уже подготовленными заготовками различных элементов из библиотеки, быстро вставлять их в нужное место, удобно редактировать.

Начинающему пользователю следует представлять, что чертежные программы могут поставляться и работать:

1. бесплатно

2. за деньги.

Во втором варианте функциональные возможности программного обеспечения значительно расширены. Кроме того, за последнее десятилетие среди платных программ в среде инженеров проектировщиков пользуются популярностью целые системы автоматизированного проектирования САПР. Они не только автоматизируют работу, но и выполняют ее очень точно. За счет этого имеют высокую стоимость.

Однако среди САПР стали появляться программы, которые поставляются бесплатно. Их функционал, конечно, немного ограничен, но позволяет создавать качественные электрические схемы на начальном и среднем уровне проектирования.

Программа КОМПАС-3D

Это известная разработка Российских программистов компании АСКОН позволяет вычерчивать схемы в одной плоскости или заниматься 3D моделированием. Ею пользуются студенты, преподаватели и инженеры во многих странах. У программы понятный интерфейс и удобный для черчения набор инструментов.

Для использования различными специалистами графический редактор пополняется дополнительными модулями. Комплект разработок для создания электрических схем имеет большую библиотеку.

Программа работает в прямоугольных декартовых координатах, используя линейные размеры в миллиметрах и угловые в градусах. Справочный материал, встроенный в программу, хорошо изложен и позволяет самостоятельно разобраться во всех возникающих вопросах.

Компас 3D распространяется на платной основе, но производители предоставляют любому желающему возможность оценить работу программы бесплатно в течение месяца. С этой целью можно скачать демоверсию, которая имеет небольшие ограничения.
AutoCAD
Программа знаменитой компании Autodesk постоянно совершенствуется уже около 30 лет, считается наиболее функциональной для выполнения сложных проектных работ. Встроенная в графический редактор, помощь подробно объясняет особенности алгоритмов. Однако информации много, а самостоятельно осваивать ее сложно.
Лучше всего для освоения черчения в ней пользоваться консультациями опытного наставника. Даже с его помощью для полного освоения всего функционала потребуется не один месяц кропотливой работы, но для разработки электрических схем осваивать 3D формат не нужно.
Особенность программы — использование для вычислений полярной системы координат и работа с векторами. При вычерчивании для удобства пользователя информация выводится в прямоугольной декартовой системе. Это позволяет определять местоположение точки в двух системах измерений.
Кроме использования информации из обширной библиотеки, можно создать часто вводимые изображения объектов в виде макросов, назначить под них горячие клавиши, а при выводе их на монитор использовать привязку к объекту. Это значительно ускоряет процесс черчения.
Программа имеет многочисленные настройки, которые требуют в начале подробного изучения, но в дальнейшем сильно облегчают работу.
Довольно часто развернутые электрические схемы на бумажном носителе занимают большие габариты. Автокад позволяет создавать чертежи на листах разного размера. Если раньше для распечатки требовался плоттер, то сейчас можно обходиться обыкновенным принтером. В программе реализована возможность деления чертежа на составные части и печати их на листы бумаги формата А4 с последующей склейкой по границам.
Программа Microsoft Visio
Название продукта говорит о принадлежности платного графического редактора к компании, занимающей ведущее место по разработке программного обеспечения. Здесь имеются большие возможности для создания диаграмм, схем и связи их с данными.
Пользователям программ Майкрософт хорошо знаком этот интерфейс. Для вычерчивания электрических схем созданы и помещены в доступную библиотеку специальные шаблоны по различным темам.
Большое количество инструментов сформировано по группам и удобно настраивается под конкретные условия чертежа.
Microsoft Visio работает в прямоугольных координатах и совместима с Word. Поэтому в ней можно создавать графические элементы для вставки в текстовые документы. Это удобно использовать при написании инструкций с целью наглядного пояснения излагаемого материала схемами и диаграммами. Обратная вставка текстов и объектов, созданных в Ворд, также выполняется через буфер памяти.
Начерченные большими размерами электрические схемы тоже можно распечатывать не на плоттере, а на принтере по частям на листах бумаги А4. Как и в Автокаде, для этого надо выставить настройки печати.
Здесь тоже можно создать часто используемые обозначения элементов в качестве шаблонов для применения их при дальнейшей работе. Программа позволяет относительно быстро чертить и рисовать.
Cущественно облегчить работу и ускорить создание качественных схем в Visio можно использую специальные дополнительные библиотеки трафаретов, предназначенные для создания электрических схемэлектроснабжения, современных устройств электроавтоматики, электропривода и управления. С помощью таких библиотек компонентов очень легко создавать профессиональные схемы в соответствии со стандартами.
Такие комплекты для черчения электрических схем будет полезен в первую очередь, электротехническому персоналу, занимающемуся проектированием, монтажом, наладкой, ремонтом и обслуживанием электроустановок, а так же всем кому необходимо быстро и качественно начертить электрическую схему и оформить в соответствии с ГОСТ.
CorelDRAW Technical Suite
Очень мощная и дорогая графическая программа позволяет выполнять весьма широкий спектр работ архитекторам, дизайнерам и даже модельерам для изготовления объемных изображений. Можно ее использовать для создания электрических схем. Но при этом будут очень занижены ее возможности, что экономически не рационально.
A9CAD 2.2.1
Это тоже продукт компании Autodesk. Он во многом повторяет работу знаменитого AutoCAD, но лишен функции 3D проектирования. Распространяется бесплатно.
Интерфейс программы САПР подогнан под привычный вид программ Windows, а ее размер составляет 15,54 мегабайта. Этот графический редактор поддерживает файлы, созданные в форматах DWG и DXF, которые используются в качестве промышленных стандартов.
Язык английский. Набор инструментов довольно обширен, создан по образцу Автокад. Для редактирования изображений используется масштабирование, работа с окнами и слоями, перемещение, вставка разрывов, вращение, изменение отражения, наложение текста, цветовая палитра и другие функции и стили.
Посредством A9CAD 2.2.1 можно начинать чертить электрические схемы самостоятельно.
В интернете выложено много бесплатно распространяемых графических редакторов. Только компания Autodesk, кроме A9CAD, предлагает еще несколько дополнительных разработок. Чтобы выбрать под себя программу для черчения электрических схем следует оценить свои запросы, возможности и стоящие задачи.

Для суровых мастеров с тонкой душевной организацией

Химические источники тока: основные характеристики. Принцип работы.
Уже более двух столетий человечество использует энергию химических реакций между различными веществами для получения постоянного тока.
Окислительно-восстановительная реакция, протекающая между веществами, обладающими свойствами окислителя и восстановителя, сопровождаются выделением электронов, движение которых образует электрический ток. Однако, чтобы использовать его энергию, необходимо создать условия для прохождения электронов через внешнюю цепь, в противном случае она при простом смешивании окислителя и восстановителя выделяется во внешнюю среду теплом.
Поэтому все химические источники тока имеют два электрода:
• анод, на котором происходит окисление;
• катод, осуществляющий восстановление вещества.
Электроды на расстоянии помещены в сосуд с электролитом — веществом, проводящим электрический ток за счет процессов диссоциации среды на ионы.
Электроды размещены в отдельных сосудах, соединенных солевым мостиком, через который создается движение ионов по внутренней цепи. Когда внешняя и внутренняя цепь разомкнуты, то на электродах протекают два процесса: переход ионов из металла электрода в электролит и переход ионов из электролита в кристаллическую решетку электродов.
Скорости протекания этих процессов одинаковы и на каждом электроде накапливаются потенциалы напряжения противоположных знаков. Если их соединить через солевой мостик и приложить нагрузку, то возникнет электрическая цепь. По внутреннему контуру электрический ток создается движением ионов между электродами через электролит и солевой мостик. По внешней цепи возникает движение электронов по направлению от анода на катод.
Практически все окислительно-восстановительные реакции сопровождаются выработкой электроэнергии. Но ее величина зависит от многих факторов, включающих объемы и массы используемых химических веществ, примененных материалов для изготовления электродов, типа электролита, концентрации ионов, конструкции.
Наибольшее применение в современных химических источниках тока нашли:
• для материала анода (восстановителя) — цинк (Zn), свинец (Pb), кадмий (Cd) и некоторые другие металлы;
• для материала катода (окислителя) — оксид свинца PbO2, оксид марганца MnO2, гидроксооксид никеля NiOOH и другие;
• электролиты на основе растворов кислот, щелочей или соли.

Маленький прораб

Характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель, или, говоря проще, автомат – это электротехническое устройство, знакомое практически всем. Все знают, что автомат отключает сеть при возникновении в ней каких-то проблем. Если не мудрить, то эти проблемы – слишком большой электрический ток.

Чрезмерный электрический ток опасен выходом всех проводников и бытовой электротехники из строя, возможным перегревом, возгоранием и, соответственно, пожаром. Поэтому защита от высоких токов – это классика электрических схем, и существовала она еще на заре электрификации.

У любого аппарата максимально-токовой защиты есть две важных задачи:

1) вовремя и безошибочно распознать слишком высокий ток;

2) разорвать цепь до того, как этот ток сможет нанести какие-либо повреждения.

При этом высокие токи можно поделить на две категории:

1) большие токи, вызванные перегрузкой сети (например, включением большого количества бытовых электроприборов, или неисправностью некоторых из них);

2) сверхтоки короткого замыкания, когда нулевой и фазный проводник напрямую замыкаются между собой, минуя нагрузку.

Кому-то, может быть, это покажется странным, но именно со сверхтоками короткого замыкания все обстоит предельно просто. Современные электромагнитные расцепители без труда и совершенно безошибочно определяют КЗ и отключают нагрузку за доли секунды, не допуская даже малейшего повреждения проводников и аппаратуры.