Зачем нужны Разделительные КОНДЕНСАТОРЫ в Усилителе
Небольшое предисловие
Это статья является продолжением предыдущей статьи. В которой речь шла о транзисторном усилителе и его Рабочей ТОЧКЕ.
Там был разобрана работа классического усилителя на одном транзисторе без никаких конденсаторов. Там мы разобрались По какому принципу работает транзисторный усилитель и что зависит от его рабочей точки.
И как правильно многие заметили. Что в его базовой цепи, резистор который подаёт смещение на базу, имеет довольно низкое сопротивление. С чем это может быть связано?
Для этого возьмём простую схему. Которую мы уже использовали в предыдущей статье. Попробуем её модернизировать и разобраться почему так происходит.
А всё очень просто:
Тот который протекает через резистор R2 разделяется.
Одна часть протекает через PN переход База- Эмиттер нашего транзистора. Это для нас полезный Ток. Которым мы задаём напряжения смещение на базе и выбираем рабочую точку Транзистора.
Но есть и второе ответвление. Ток течёт через резистор R1, а также внутреннее сопротивление нашего источника сигнала. Если бы у нас была схема состоящая из нескольких каскадов. То это был бы ток протекающий через транзистор предыдущего каскада.
Более подробно всё можно узнать из следующего видео: https://youtu.be/wCjFPZ3kT3c
А так как PN переход транзистора тоже можно представить в виде сопротивления.
Получается у нас делитель. В верхней части которого стоит один резистор R2 .А в нижней -параллельно два резистора.
При параллельном соединении, общее сопротивление уменьшается. А общий ток протекающий в этой цепи увеличивается.
Проявляется такой эффект — работа нашего усилителя очень сильно начинает зависеть от источника сигнала который мы используем. Так как каждый новый источник сигнала будет по-разному смещать нашу рабочую точку транзистора.
Простое решение нашей проблемы КОНДЕНСАТОР
Нам нужно убрать эту зависимость. Этому есть очень простое решение -это конденсатор.
Мы знаем что конденсатор очень хорошо пропускает изменяющаяся сигнал и является препятствием для постоянного тока.
Для этого нам нужно изменить немного схему:
Добавить всего лишь одну деталь это конденсатор. Который будет выступать в роли разделителя. А также два прибора. Которыми мы будем измерять напряжение смещения, а также напряжение нашей рабочей точки.
Остальную часть схему мы никак не меняли. Полностью её взяли из предыдущей статьи. И Как видим при данном сопротивлении базового резистора 54 ком, напряжение смещение на базе изменилось. А также очень сильно изменилась наша Рабочая ТОЧКА. И транзистор вышел из режима.
И это ничего страшного. Настройки были сделаны для схемы без разделительного конденсатора. Когда на смещение транзистора оказывал влияние источник сигнала.
Теперь подобрав новое сопротивление. Мы уже будем знать что источник сигнала больше не влияет на режим работы нашего усилителя.
Заменим резистор R2 и можно проводить испытания.
Рабочая ТОЧКА Транзистора в норме. И соответствует примерно половине напряжения источника питания.
И как видим из осциллограммы наш транзистор работает в режиме. И искажение сигнала не происходит.
Выводы:
Остаётся только посмотреть на выходной сигнал сделать выводы.
Благодаря разделительному конденсатору мы убрали зависимость нашего усилителя от внутреннего сопротивления источника сигнала.
Первое видео которое упоминалось в данной статье на тему Что такое Рабочая Точка Транзистора
Осциллограф с1-94,1993 г. выпуска
Хотят вернуть в строй.
В таком состоянии принесли.
1993 г. в.
Первое включение
Чего удалось добиться:
Но через какое - то время:
Вскрытие, осмотр:
Кому интересна внутрянка:
Снял все кондеры:
Поиск в интернетах, нашел все кроме 50в 20мкф. Такие не выпускают, единственный 50в 22 мкф.
Эти тоже нашел, заказал по почте:
Доставка неделю. Пока заменил кондеры в узле развертки луча.
Еще не включал. Будет дальше.
Пока всё.
Всем удачных ремонтов.
Часть 1. Устройство компьютерных блоков питания, схемы, компоненты
Компьютерный блок питания (БП) это устройство, которое преобразовывает сетевое переменное напряжение в несколько постоянных напряжений, номиналом 12, 5 и 3.3 Вольта, которые и потребляют различные компоненты компьютера.
Есть два типа блоков питания: Трансформаторные (линейные) и Импульсные (инверторные).
Отличаются они способом преобразования электричества, размером и КПД.
Трансформаторный блок состоит из понижающего трансформатора и выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный. После него устанавливается фильтр (конденсатор), сглаживающий пульсации и ряд элементов обеспечивающие стабилизацию выходных напряжений и ряд защит.
Импульсный блок питания имеет более сложную схемотехнику, но при этом имеет меньшие габариты и большой КПД, поэтому в современных системах используют именно его.
Чтобы понять как в нём происходит преобразование, нужно начать с самого начала, с разъёма через который поступает высокое, переменное напряжение.
Два верхних контакта, это фаза и ноль, средний контакт это заземление.
(Разъемы серии IEC 320 (вилка (папа) – в маркировке обозначается IEC C14; или розетка (мама) – обозначается IEC C13)
Если посмотреть на разъём с обратной стороны, то видно что к среднему контакту припаян проводник с металлическим лепестком на конце, который механически соединён с ближайшим винтом.
Так выполняется подключение корпуса к контуру заземления.
Навесные элементы на разъёме, это первый блок входного помехопадавляющего фильтра. (ПП-фильтр, ЭМП-фильтр).
Фильтр состоит из двух блоков, первый ставят как можно ближе к разъёму, к источнику помех, так фильтр будет эффективней. Обычно он состоит из нескольких конденсаторов, припаянных к контактам разъёма, для защиты от кондуктивных помех.
Второй блок находится рядом на плате и выполняет более сложную фильтрацию. В минимальном варианте представляет собой дроссель и несколько конденсаторов, включенных параллельно входу и нагрузке.
Они так же подавляют кондуктивные помехи, которые возникают в результате работы самого блока питания и приходящие из сети. В этих цепях используются специальные помехопадавляющие конденсаторы, которые разделяются на классы X и Y.
(Конденсаторы (X и Y), во входных фильтрах, выполняют из специальных негорючих материалов, так как они могут греться до очень высоких температур и могут стать причиной пожара)
Большой плёночный конденсатор подавляет дифференциальные помехи, то есть те помехи которые возникают между двумя проводниками цепи.
Синфазные помехи которые протекают через паразитные емкости между силовыми шинами питания и землёй, подавляются небольшими керамическими конденсаторами, они соединяют линии питания в общей точке с землей.
Синфазный дроссель также создаёт сопротивление для этих помех.
Синфазный дроссель состоит из двух одинаковых катушек, изолированных друг от друга и намотанных на одном сердечнике. Помехи на проводниках, подключённых ко входу дросселя, встречают высокое индуктивное сопротивление обеих катушек и подавляются.
В более сложном варианте фильтра, схемы дублируются и добавляются новые, например высокочастотные и низкочастотные фильтры.
(Для корректной работы фильтра необходимо рабочее заземление)
Это важно, так как без входного фильтра, нарушалась бы работа самого блока питания и другой техники, так как импульсный БП является мощным источником импульсных помех.
Фильтр, как и весь блок питания, на входе защищают предохранителем.
Он нужен для защиты цепи от короткого замыкания. Его номинал должен зависеть от потребляемой мощности, но в большинство БП ставят 3 или 5-амперные предохранители.
(400 Вт – 2,5 А, 600 Вт-4, 800 Вт – 5 А)
Рядом с предохранителем ставят термистор. Он защищает элементы цепи от бросков тока.
При включении импульсного блока питания, происходит резкий скачок тока превышающий рабочие параметры во много раз, для борьбы с броском тока, ставится NTC-термистор, его сопротивление при комнатной температуре велико и импульс при включении гасится об него. В процессе дальнейшего воздействия тока терморезистор нагревается и выходит в рабочий режим, в котором у него низкое сопротивление и дальше на работу цепи он не влияет.
После предохранителя ставят варистор, его устанавливают параллельно нагрузке для защиты цепи от высоковольтных импульсов. При нормальном сетевом напряжении варистор не влияет на работу схемы.
При возникновении высоковольтного импульса, варистор резко уменьшает своё сопротивление и ток протекает через него, рассеивая импульс в виде тепла.
При длительном перенапряжении, варистор возросшим через него током выжигает плавкий предохранитель, защищая остальные элементы блока питания от повреждения.
(Варисторы обеспечивают защиту высоковольтной части блока питания от всплесков напряжения, а термисторы — от большого тока при включении)
После этого блока отфильтрованное напряжение поступает на высоковольтный выпрямитель (ВВ).
Выпрямитель делает из переменного напряжения, постоянное. Состоит он обычно из 4 диодов. Диоды пропускают ток только в одном направлении, при подключении их по мостовой схеме, на выходе получается пульсирующий ток одной полярности. Такую схему ещё называют «диодный мост». Иногда 4 диода можно встретить в одном корпусе, как одну микросхему.
С выхода диодного моста, пульсирующее напряжение подается на емкостной фильтр.
Его реализуют на плате как один или два высоковольтных конденсатора, включённых параллельно нагрузке.
Конденсатор запасает энергию на вершинах импульсов пульсаций и отдаёт её в нагрузку при провалах выходного напряжения моста, поэтому после фильтра получается стабильное постоянное напряжение.
Массивный дроссель с конденсатором перед фильтром, это PFC - корректор коэффициента мощности.
Он снижает резкую нагрузку на проводку и предотвращает её нагрев и повреждение. Дроссель препятствует заряду конденсатора на пике входной синусоиде и позволяет при спаде. Если этим процессом управляет отдельная схема на плате или контроллер, то это увеличивает эффективность блока питания и такая коррекция называется активной. В некоторых схемах для более высокой эффективности используют, несколько дросселей.
(APFC или Active PFC, Active Power Factor Correction converter)
После фильтра получившееся выпрямленное напряжение поступает на высокочастотный преобразователь.
Он делает из выпрямленного постоянного напряжения высокочастотные импульсы прямоугольной формы. Делается это обычно двумя мощными транзисторами, которые по очереди открываются и закрываются, их частоту и скважность, задаёт ШИМ-контроллер, путем подачи сигналов на их затворы.
Чем дольше транзистор будет открыт, тем больше он передаст энергии, на первичную обмотку главного трансформатора.
Принцип работы импульсного трансформатора такой же как и у обычного, но работает он на гораздо более высоких частотах, из за чего увеличивается кпд и меньше энергии уходит в тепло, что позволяет заметно уменьшить массу и размер трансформатора, а значит и блока питания в целом.
Так как пикабу не разрешил вставлять больше картинок, продолжение по ссылке Часть 2
Как найти Плохой КОНДЕНСАТОР не Выпаивая - РЕМОНТ Электроники- Пошаговое Объяснение
Ремонт радиоэлектроники Простые методы поиска неисправностей Это видео о электронике для начинающих. Но оно так же пригодится и для опытных мастеров ремонтников. Причиной выхода из строя наших электронных устройств чаще всего является электролитический конденсатор. Как найти неисправную деталь не выпаивая ее из платы об этом и будет рассказано в видео.
Как найти Плохой КОНДЕНСАТОР не Выпаивая еще один Способ - на Практике
Ремонт радиоэлектроники Простые методы поиска неисправностей Это видео о электронике для начинающих. Но оно так же пригодится и для опытных мастеров ремонтников. Причиной выхода из строя наших электронных устройств чаще всего является электролитический конденсатор. Как найти неисправную деталь не выпаивая ее из платы об этом и будет рассказано в видео.
Ремонт ЭЛЕКТРОНИКИ - Нестандартные Методы Поиска Вышедших из Строя КОНДЕНСАТОРОВ
Не всегда вышедшие из строя конденсатор можно определить по внешнему виду.
Тогда можно воспользоваться этим способом.
И чем же преимущество этого метода
*-- во-первых - неисправный конденсатор можно найти очень быстро
*-- во вторых - чтобы вычислить неисправный конденсатор его не нужно выпаивать
Хорошо разбираетесь в звездах и юморе?
Тогда этот вызов для вас! Мы зашифровали звездных капитанов команд нового юмористического шоу, ваша задача — угадать, кто возглавил каждую из них.
Переходите по ссылке и проверьте свою юмористическую интуицию!