Consejos para reutizar fuentes de alimentación


Las fuentes de alimentación están en todas partes en casi todos los  dispositivos electrónicos de hoy en dia . Ademas,con la llegada de fuentes de alimentación conmutadas,el costo de los suministros de alta corriente se ha reducido radicalmente. Pero no todas las fuentes de alimentación son iguales.Desde  este post se pretende  echar un vistazo superficial a lo que normalmente hay dentro de una fuente comercial , y como podemos  usarla  en otras aplicaciones

¿Qué electrónica  hay en una fuente?

Sin describir los cálculos que  hay  detrás de cómo seleccionar valores de los componentes, el siguiente  es un circuito de ejemplo básico de lo que hay dentro de una fuente conmutada  moderna  ( es decir un convertidor AC-DC).

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La alimentación de CA de la línea se rectifica y se almacena en un condensador de gran  capacidad para alisar por encima de los niveles de línea pico. A partir de esta fuente de corriente continua, se genera un señal de alta frecuencia (> 20 kHz) de conmutación para conducir el primario de un transformador. La tensión del secundario se rectifica y pasa de nuevo a través de un aislador óptico para proporcionar información de la regulación para el regulador de conmutación.

Las   partes del circuito  son las  siguientes:

  • Fusible – Evita los incendios
  • X e Y caps – Nombrado por su forma en el circuito, estos proporcionan alta frecuencia de maniobras de chasis para el control del ruido.
  • Estrangulador de modo común – Cancela el ruido de modo común en los cables de entrada
  • Puente de diodos -convierten la CA en CC
  • Tapa del lado Primaria – Suaviza rectificados CA en utilizable DC en un alto voltaje
  • Circuito integrado de gestión de la energía, o una colección de componentes discretos que actúan para cambiar el lado primario del transformador – PMIC
  • Transformador – Proporciona aislamiento y reduce de escala de la energía hasta el voltaje deseado
  • Diodo lado Secundaria – rectifica de nuevo a DC
  • Acoplamiento  – Proporciona información sobre la tensión de salida para el proceso de toma de decisiones del PMIC

También, a veces se  habla de  los componentes laterales primarias como la “parte alta” y secundaria como “parte baja”.

 

A continuación vamos a ver algunos ejemplos   de fuentes comerciales   usados para diversos fines:

1-Ejemplo Fuente  Netgear

Eche un vistazo a la etiqueta de fuente de alimentación más cercana. Es de esperar que tenga una serie de marcas en él que indican a qué normas se atiende. Políticamente, cada país es un poco diferente y por lo tanto tiene diferentes ideas de las cuales las normas son relevantes, por lo que, naturalmente, un producto con una base de clientes en todo el mundo va a tener muchas de estas marcas (eche un vistazo por ejemplo a la fuente de su oedenador  portátil).  Por ejemplo  si el producto está destinado para América,  sólo tienen una marca UL.

 

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Aquí hay un suministro de algún producto de Netgear. Reconocemos la marca FCC (F con anidada Cs), Underwriters Laboratories (UL círculo), y doble aislamiento (cuadrados anidados) marca.

2-Ejemplo fuente MW

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Este es el sello de un suministro MeanWell  Establecen la adhesión a la Conformidad Europea (CE), RU (que se ha registrado componente UL para Estados Unidos y Canadá), y esta extraña marca CCC  parece ser UL para China.

En este sitio  web enumera diversas marcas . Es   evidente  que algunas marcas    podrían  simplemente imprimir el logotipo en la etiqueta,pero  hay una enorme multa involucrada si los gobiernos lo detectan aunque  si el producto viene de algunos proveedores desconocidos  puede ser difícil   buscar el culpable .

Desgraciadamente una practica común que usan algunos fabricantes  es imprimir el logotipo “CE” con la “C” y “E” espaciados más juntos, lo que se conoce como una de las Exportaciones de China y no tiene nada que ver con lo que llamamos la CE.

3-Ejemplo  fuente doble

Esta es nuestra 12V / 5V fuente de alimentación. A juzgar por los comentarios, los clientes les encanta este suministro pues cuesta  sólo $ 9.95. ¡Echemos un vistazo!

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Esta primera imagen muestra la etiqueta. Los cuadrados anidados indican doble aislamiento y por lo tanto requiere ninguna tierra del chasis. El recinto es todo de plástico. ¡Oh, no, que “C” y “E” están demasiado juntos!.

 Con un poco de  maña  metiendo   sobre las grietas un destornillador la línea de pegamento suele ser fácil abrir la caja!   Note la retención de ‘L’ en forma de la toma IEC. Evita que la fuerza de empujar el zócalo hacia adentro al instalar el cable de la línea, y es una buena idea.

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Realmente no hay mucho en esta fuente de alimentación. Sin filtrado de línea está presente, pero sí tenemos un fusible. La gran tapa a la izquierda tiene una clasificación de 400V por lo que este suministro debe ser bueno a nivel mundial, como lo indica 100-250VAC entrada nominal en la etiqueta. A la derecha se puede ver un par de diodos (uno es A-220 lleno), con dos tapas de salida, uno para cada tensión. Estos casquillos de salida solamente se han valorado 10 y 16 V, que está en la especificación, pero no es el mejor. He visto suministros rotos con salidas salvajes y gorras soplado, así que no estoy sorprendido. Especificación de tapas de alta calidad con un margen sólido contribuye directamente al precio.

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Aquí podemos ver cómo la salida del transformador es por cable. Tiene tres terminales secundarios, uno de los cuales está conectado a algo así como un plano de tierra, comunes a todos los casquillos electrolíticos y la salida.Asumiendo que esto es un punto de los bobinados del grifo, los otros dos terminales son bobinas a los raíles de 12V y 5V. Cada uno tiene un solo diodo de modo que durante las fases positivas y negativas, las obras de flujo de transmisión en los carriles de salida alternativas para equilibrar la carga.

Observe la ranura debajo del optoacoplador. Esto vendrá de nuevo más tarde. Es para evitar la fuga de electrones a lo largo de la superficie de la máscara de soldadura de reducir el estancamiento de alto voltaje de la región de aislamiento, que puede ser visto como el área bajo el transformador que está libre de cobre. También a caballo entre esta ranura es una tapa diseñada para proporcionar una ruta para el ruido de alta frecuencia de vuelta al cable neutro de la alimentación.

Observe también  que  el lado primario del transformador en realidad tiene dos bobinados, entonces notado que hay algunos diodos y un par de transistores asociados a enrollar el extra. Estos forman un oscilador que impulsa los NMOS energía 4N60, ​​que es salir por la tapa mayor del lado primario.

Con todo, este circuito o es bastante limpio, pero no tiene demasiadas  buenas característica sobre todo porque o tiene los reguladores en el lado secundario, por lo que la carga por uno de los carriles de salida, probablemente, haga   cosas inesperadas  lo cual no lo hace recomendable para alimentar   sistemas valiosos ( por ejemplo en un disco duro valioso, pues  podría volver a regular la salida, o suministrar cargas tolerantes con él.

4-Adaptador USB Google

Vamos   a ver un pequeño adaptador de salida de Google USB

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Una buena técnica para abrirlo  es usar  una sierra    en la parte de la unión  de pegamento, luego apriete aparte las mitades con un destornillador de punta plana.

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Desde la parte superior sólo podemos ver un par de cosas:

  • En la parte alta, hay dos tapones (400 V nominal), un 3N4 marcados TO-92 (probablemente un MOSFET de alta tensión) y un par de resistencias. Sin fusible, así que espero que el 10ohm marcada resistencia en línea con los actos de terminales de línea como un PTC (coeficiente de temperatura positivo) dispositivo para protegernos de los incendios.
  • En la parte baja, no hay nada más que un par de tapas y un puerto USB visible. No hay red de realimentación.

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Siguiendo el flujo de energía, la línea se encuentra primero un puente rectificador y luego llena los dos tapones de almacenamiento. Esta vista revela un circuito similar a la de alimentación de salida Molex, en que tiene devanados adicionales y un diodo para algunos de desviación del lado de alta circuitería / bobina de medición. En lugar de dos transistores discretos para un oscilador, esto conlleva un SOT23-5 IC, que es probablemente un PMIC de algún tipo.Observe que en la parte baja, hay un diodo adicional y dos resistencias – eso es todo. No hay camino de realimentación de modo regulación debe ocurrir de otra manera: la regulación del lado primario.

La regulación del lado primario es el acto de regular la salida del devanado secundario sólo medir y manipular el lado de alta tensión del transformador.

 

5-Tipo de la fuente Li Shin Internacional Laptop-

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Veamos   ahora   una fuente de3,3 A a 12 V    de Li Shin Internacionales .Por lo general, se usan para el suministro de portátiles, pero funcionan muy bien en el voltaje correcto. Se utiliza tornillos para el caso, y hasta se dispara  la lista de UL de plástico, que es una buena señal.

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La primera cosa que se ve es  el tamaño de ese casquillo del lado de alta en esta oferta. Es tan grande que lo utilizaron como un lugar para poner su sello de fabricación de procesos, un problema común al espacio en la placa es un bien escaso. La siguiente cosa que noté es la caja azul grande con la etiqueta e1. Este es el tope X. Abajo en el nivel de la superficie se puede ver una, gorro con forma de guisante verde (más tarde decidí que trata de un dispositivo de fusible como protección), que es una gorra Y, además de algunas secciones vacías donde otras tapas podría ser colocado – casquillos provisionales Y. Esto me dice que la empresa tiene al menos los trabajadores que han hecho ensayos de ruido de línea antes y le dio un tiro. Como mejor de los casos, se presentaron y pasaron sus pruebas de emisiones sin necesidad de rellenar los componentes adicionales.

En declaraciones a la calidad, este tiene dos 16V 1.000 tapas uF en el lado de baja tensión, y es una fuente de 12V 3.3A. Nuestra oferta de producto Molex tenía un solo 16V 1000 casquillo uF para un suministro de 12V 2A, sin embargo, el volumen de casquillo era aproximadamente la mitad. En volumen, este suministro tiene cuatro veces la tapa por menos de dos veces la corriente (es probable que estas tapas que tienen más aislamiento y electrolitos,  duren mucho más tiempo).

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En la parte trasera, hay una placa adicional utilizado como un plano escudo. ¡Buenas noticias! Ellos no tendrían que pagar por esta sin razón. Es posible que hayan realizado una prueba de emisiones radiadas, fracasado, y encontró que este escudo fue la solución. Este producto muestra evidencia de realmente ser capaz de cumplir con las normas de EMC.

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Bajo el PCB el diseño se vuelve más clara.

La parte izquierda :

  • Los dos pines exteriores de la ruta enchufe IEC a las diversas posiciones Y capitalización, que se acoplan de nuevo a la tierra del chasis.
  • El guisante verde es el componente más a la izquierda superior, y se puede ver a interrumpir el circuito en serie por lo que no debe ser una tapa de Y, pero en realidad un dispositivo de protección-fusible como de algún tipo.
  • Los cuatro pines en un cuadrado son el estrangulador de modo común.
  • Usted puede encontrar la tapa de X a través de dos de los terminales del modo común.
  • Después de que el estrangulador de modo común, las cuatro clavijas en línea son el puente rectificador.
  • A continuación viene la tapa de alto voltaje.

La mitad:

  • Justo al lado de la tapa de alto voltaje que hay un MOSFET a lo largo del borde inferior.
  • Hay una alta impedancia del grifo para el SOIC-8 IC, el PMIC para el suministro – conseguirlo cargada y conmutación antes de que el auto-alimentación está operativa.
  • Cerca de la parte superior, la amplia espaciados cuatro pines de un opto-aislador se puede ver, que abarca la región de aislamiento.
  • El transformador tiene cuatro terminales de alta secundarios. Dos de los terminales están asociados con el MOSFET de conmutación, mientras que los otros dos tienen una gorra y solo diodo – un suministro para el PMIC una vez empezada.

La parte derecha:

  • Los dos pines de salida del transformador se encuentran cerca de la mitad del lío.
  • Existe un despoblado SOIC-8 huella, probablemente por una segunda opción de voltaje de salida.
  • Un A-220 cerca del borde superior rectifica la salida de CA a CC.
  • Tapas de salida son a lo largo del borde derecho.
  • El lado de accionamiento del opto se puede ver en la parte superior, con algunas resistencias de polarización.
  • El PCB escudo está conectado a la conexión a tierra de CC.

El PCB escudo conecta la salida de CC a tierra todo el camino de regreso a la tierra del chasis. Para esta oferta, probablemente destinado a un ordenador portátil, esto significa que la carga estática – y otras faltas a la caja del ordenador portátil – con seguridad se deben colocar de nuevo al sistema de tierra del edificio está siendo utilizado en la medida que el lado de salida del transformador es aislado. desde el lado de entrada, el chasis está todavía aislado de la red eléctrica.

6-Fuente alimentación tiras de led

He aquí un suministro cuyas  especiaficaciones  nos  se cumplen  en  la realidad . La etiqueta  afirma que puede ofrecer 20 A de corriente a 5 V.

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Una vista desde arriba – el diseño es limpio y ordenado. En general, la energía fluye desde la parte inferior izquierda, arriba y alrededor en forma de U, entonces la parte inferior derecha.

El circuito comienza con un fusible, X gorra-estrangulador común, otro tapón de X, puente de diodos y condensadores de alta secundarios. Este suministro utiliza dos tapas de 200V en serie, pero no entiendo cómo funciona todavía. Hay un interruptor 115-230V selector de voltaje de la línea que juega con el puente. A lo largo del borde de esta sección de alta tensión, Y tapas pareja al chasis a través de una barrera de enrutado de salida, como en algunos de los otros suministros.

El PMIC es el DIP de 8 pines en la parte superior derecha, un TI 3845. Controla el interruptor (en el disipador de calor superior) y obtiene información de la regulación de vuelta. Al igual que algunos de los otros, hay un repuesto bobinado del transformador para alimentar el PMIC.

Después de que el transformador es todo rectificación, almacenamiento, y la retroalimentación.

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La parte inferior revela el trozo de tierra del chasis (terminal tercer tornillo de la derecha) que todas las tapas Y vienen a, y ranurados / perforado barrera de aislamiento, aunque esos agujeros podrían ser de alguna noción de la refrigeración por aire. En la parte baja, la corriente se incrementa por lo que muchos de los rastros tienen la máscara de soldadura se abrió para la soldadura adicional. Esto puede disminuir la resistencia de estos vestigios, como se ha explicado y probado por Dave de EEVblog en Episodio 317 – PCB Estañado mito que revienta.

También es ó interesante que ponen serigrafía en el lado no-componente, pero no por razones estéticas! Si se fija bien hay líneas negras trazadas entre algunos de los pasadores( para ayudar en el proceso de soldadura de ola para evitar puentes).

Mucho se puede determinar a partir de mirar el diseño y la identificación de los componentes de marca, pero no le dice mucho acerca de lo bien que la oferta está en la generación de DC. En realidad no es en el ámbito de aplicación de este artículo, pero yo quería tocar en unas pocas cualificaciones clave de una fuente de alimentación. El fabricante los probó en la fábrica, pero ¿cómo rigurosa eran?

  • Regulación de carga :¿Qué tan bueno es el suministro a controlar su tensión de salida para diferentes cargas y condiciones de entrada?¿La salida de tensión del cambio de alimentación con diferentes cargas?Esto se puede medir mediante el uso de la ley de Ohm para determinar las resistencias que pueden probar cualquier gradiente de cargas dentro de la gama de la oferta.
  • Salida Ripple :Los interruptores de alimentación a la alta frecuencia lo que la salida deben tener alguna ondulación. ¿Cuánto cuesta? Son los componentes aguas abajo capaz de tratar con esa ondulación?Esto se puede medir con un osciloscopio y se presenta en unidades de tensión o como un porcentaje. Establecer el alcance de acoplamiento de CA con el gatillo en cero, y usar los cursores para obtener un valor de pico a pico.
  • Respuesta transitoria:Si la carga cambia de repente, lo que ocurre con la regulación? ¿Cuánto tiempo dura la oferta tarda en recuperar el control de la salida?Use un interruptor de bajo rebote para cambiar en una carga cerca de rating. La tensión se hundirá, provocando que el PMIC para aumentar el ciclo de trabajo / frecuencia. La salida puede sobrepasar la tensión objetivo, causando un aumento potencialmente dañinos en la línea. Esto puede ser capturada con un osciloscopio.
  • Eficiencia:El objetivo es hacer que el suministro de 100% eficiente, pero eso no es realista. De hecho, la eficiencia sólo puede ser clasificado en un pico, y en otros puntos de operación podría ser sustancialmente menor. Esto es importante porque potencia extra perdido en el dinero los costos de suministro, y lo más importante, genera calor.A la eficiencia del suministro de energía se mide dividiendo la potencia de salida por la potencia de entrada, sobre el rango de carga de funcionamiento del suministro.
  • Frecuencia de conmutación:¿Qué frecuencia usa el suministro para generar la salida? ¿Se fijó en un rango, o salvajes dependiendo de la carga?Establecer un experimento para medir el rizado de salida, y hacer un gráfico de la frecuencia frente a la carga, o frente a la tensión de entrada, o lo que se espera que las condiciones de la oferta para operar dentro.
  • Proyección Ambiental:¿Funciona el suministro de energía a todas las temperaturas está clasificado para? Una cosa común que ocurra a temperaturas extremas es que una fuente de alimentación dejará de subir. Puede que funcione, una vez en marcha, pero nunca se iniciará. ¿Ha tenido un dispositivo que funciona en interiores finos, pero no se enciende mientras que el frío? A pesar de que funciona a temperatura ambiente, algún componente probablemente ha fallado.

Esto puede estar fuera de la esfera de la afición para la mayoría, pero la prueba es válida. Se realiza mediante la ejecución de todas las demás pruebas dentro de una cámara ambiental a diversas temperaturas.

Usted puede empezar a ver que el número de pruebas requeridas para calificar una cosa se pone exponencialmente mayor al agregar parámetros para modificar. Fuentes de alimentación de alta calidad pueden haber pasado por meses de pruebas antes de ser calificados.

 

Fuente  aqui

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