75418

Блоки живлення, лічильники імпульсів, реле часу, сигналізатори рівня, розєми і зєднувачі, вибухобезпечне устаткування

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Блок живлення — це вторинне джерело живлення, призначене для забезпечення живлення електроприладу електричною енергією, при відповідності вимогам її параметрів: напруги, струму, і т. д. шляхом перетворення енергії інших джерел живлення.

Украинкский

2015-01-12

753.5 KB

0 чел.

ЛЕКЦІЯ 15

Тема 9: Блоки живлення, лічильники імпульсів, реле часу, сигналізатори рівня, роз'єми і з'єднувачі, вибухобезпечне устаткування.

Блок живлення — це вторинне джерело живлення, призначене для забезпечення живлення електроприладу електричною енергією, при відповідності вимогам її параметрів: напруги, струму, і т. д. шляхом перетворення енергії інших джерел живлення.

У побуті, найчастіше, блок живлення перетворює змінну напругу величиною 220 В і частотою 50 ГцУкраїні та багатьох інших країнах, саме таку напругу і частоту має побутова електромережа), в задану постійну напругу.

 За способом перетворення рівня напруги блоки живлення поділяються на:

  •  трансформаторні блоки живлення ;
  •  імпульсні блоки живлення.

За конструктивним виконанням:

  •  вбудовані;
  •  зовнішні.

За областю використання:

  •  побутові;  
  •  промислові.

Завдання вторинного джерела живлення:

  •  Забезпечення передачі потужності - передача заданої потужності з найменшими втратами і дотриманням заданих характеристик на виході без шкоди для себе. Зазвичай потужність джерела живлення беруть з деяким запасом.
  •  Перетворення форми напруги - перетворення змінної напруги в постійну, і навпаки, а також перетворення частоти, формування імпульсів напруги і т. д. Найчастіше необхідно перетворення змінної напруги промислової частоти в постійну.
  •  Перетворення величини напруги - як підвищення, так і зниження. Нерідко необхідно мати набір з декількох напруг різної величини для живлення різних кіл.
  •  Стабілізація - напруга, струм та інші параметри на виході джерела живлення повинні лежати в певних межах, в залежності від його призначення при впливі великої кількості дестабілізуючих факторів: зміни напруги на вході, струму навантаження і т. д. Найчастіше необхідна стабілізація напруги на навантаженні, однак іноді (наприклад, для зарядки акумуляторів) необхідна стабілізація струму.
  •  Захист - напруга, або струм навантаження у разі несправності (наприклад, короткого замикання) будь-яких кіл може перевищити допустимі межі і вивести електроприлад, або саме джерело живлення з ладу. Також у багатьох випадках вимагається захист від проходження струму по небажаному шляху: наприклад проходження струму через землю при дотику людини або стороннього предмета до струмоведучих частин.
  •  Гальванічна розв'язка кіл - одна із заходів захисту від протікання струму по небажаному шляху.
  •  Регулювання - в процесі експлуатації може знадобитися зміна якихось параметрів для забезпечення правильної роботи електроприладу.
  •  Керування - може включати регулювання, включення / відключення яких-небудь кіл, або джерела живлення в цілому. Може бути як безпосереднім (за допомогою органів управління на корпусі пристрою), так і дистанційним, а також програмним (забезпечення включення / вимикання, регулювання в заданий час або з настанням якихось подій).
  •  Контроль - відображення параметрів на вході і на виході джерела живлення, включення / вимикання кіл, спрацьовування захистів. Також може бути безпосереднім або дистанційним.

Комп'ютерний блок живлення — блок живлення (вторинне джерело живлення), призначений для забезпечення вузлів комп'ютера електричною енергією постійного струму. У його завдання входить перетворення мережевої напруги до заданих значень напруги живлення, її стабілізація і захист від незначних перешкод з боку електричних мереж живлення. Також, будучи забезпеченим вентилятором, він бере участь в охолоджуванні системного блоку.

Основні види і параметри

Основним параметром комп'ютерного блоку живлення є максимальна потужність, що споживається з мережі. В наш час[Коли?] існують блоки живлення із заявленої виробником потужністю від 50 (вбудовані платформи малих форм-факторів) до 1600 Вт.

Другим за важливістю параметром є напруга живлення від електричної мережі (100-127 В у Північній Америці, Південній Америці, Японії і на Тайвані, 220-240 В в іншому світі). Деякі джерела живлення мають перемикач зміни вхідної напруги від 230 В до 115 В, інші можуть автоматично підлаштовуватися під будь-яку напругу в цьому діапазоні.

Найпоширенішими типами блоків живлення персонального комп'ютера є блоки живлення стандарту ATX. Включення і виключення живлення таких блоків знаходиться під контролем системної плати, що забезпечує підтримання такі функції, як режим очікування. Остання версія стандарту блоку живлення ATX є 2,31 (середина 2008 року). Габаритні та приєднувальні розміри блоків живлення типу ATX уніфіковані, що дає можливість проводити їх заміну без додаткових труднощів.

Комп'ютерний блок живлення для платформи PC забезпечує вихідні напруги ± 5, ± 12, +3,3 В. У більшості випадків використовується імпульсний блок живлення. Хоча абсолютна більшість мікросхем використовує напругу до 5 В, введення лінії 12 В дає можливість віддавати більшу потужність при тих же струмах, яка потрібна для живлення приводів твердих дисків, оптичних приводів, вентиляторів, а останнім часом і системних плат, процесорів, відеоадаптерів, звукових карт.

Блок живлення для портативних персональних комп'ютерів (ноутбуків), зазвичай, застосовується для зарядки акумуляторних батарей, а також для забезпечення ноутбука живленням в обхід акумулятора. За типом виконання, блок живлення ноутбука найчастіше виконаний у вигляді зовнішнього блока. На зовнішні блоки живлення ноутбуків немає єдиного стандарту, і самі блоки зазвичай не є взаємозамінними, тож, виробники ноутбуків часто використовують різні роз'єми живлення.

Більшість роз'ємів живлення ноутбуків виконуються з позитивним внутрішнім провідником, але існують з'єднувачі і зі зворотною полярністю. Зазвичай ноутбуки живляться від постійної напруги 18,5 В або 19 В, хоча досить часто зустрічаються варіанти з напругою 15; 16; 19,5; 20 або навіть 24 В (Apple). Крім того, блоки живлення відрізняються максимальною вихідною потужністю (зазвичай, до 100 Вт).

Реле часу (реле витримки часу) — реле, що призначене для створення необхідної затримки у передаванні впливу між окремими вузлами автоматичних пристроїв або від одного пристрою до іншого шляхом формування незалежної витримки часу для забезпечення певної послідовності роботи елементів схеми. Реле часу використовується у випадках, коли потрібно автоматично виконати якусь дію не одразу після надходження сигналу керування, а через заданий проміжок часу.

  •  1 Будова
  •  2 Класифікація
  •  3 Електричні реле часу 
    •  3.1 Реле з електромагнітною затримкою
    •  3.2 Реле з пневматичним сповільнювачем
    •  3.3 Реле часу з годинниковим або анкерним механізмом
    •  3.4 Моторні реле часу
    •  3.5 Електронні реле часу

В реле часу можна виділити три характерні частини:

  •  сприймальну, що забезпечує приведення реле в дію при надходженні сигналу керування;
  •  сповільнювальну, що реалізує задану витримку часу;
  •  виконавчу, що здійснює вплив на об'єкт керування.

Класифікація

За способом запуску розрізняють реле часу з електричним, гідравлічним, пневматичним та ручним керуванням.

За видом вихідного сигналу реле часу бувають електричні, пневматичні та гідравлічні.

За способом формування витримки бувають реле часу з електричним, пневматичним, магнітним, механічним, електромеханічним, термічним та гідравлічним сповільненням.

Вибір типу реле часу проводиться в залежності від принципу роботи автоматичних пристроїв (електричних, пневматичних чи гідравлічних; неперервної чи дискретної дії тощо), умов експлуатації (робочі температури, частота вмикань, наявність вібрацій, підвищена вологість тощо), надійності та вартості реле часу.

Електричне реле часу— логічне електричне реле з нормованою витримкою часу.

Реле часу з електромагнітною затримкою застосовуються лише при постійному струмі. Окрім основної обмотки реле цієї серії мають додаткову короткозамкнуту обмотку, виконану з мідної гільзи. При зростанні основного магнітного потоку ним створюється струм у додатковій обмотці, який протидіє збільшенню основного магнітного потоку. В результаті сумарний магнітний потік зростає повільніше, час «зрушення» якоря зростає, чим забезпечується витримка часу при увімкненні. При виключенні струму у котушці за рахунок індуктивності короткозамкнутого витка магнітний потік в реле деякий час зберігається, утримуючи якір.

Цей вид реле часу забезпечує витримку часу при увімкненні від 0,07 с до 0,11 с, при вимкненні від 0,5 с до 1,4 с.

Реле часу з пневматичним сповільнювачем має спеціальний пристрій сповільнення — пневматичний демпфер. Регулювання витримки забезпечується зміною перерізу отвору дроселя для подачі повітря, зазвичай за допомогою регулювального гвинта.

Цей тип реле часу забезпечує витримку часу від 0,4 до 180 с, з точністю спрацювання 10% від встановленого значення.

Реле часу з анкерним або годинниковим механізмом працює за рахунок енергії пружини, яка заводиться під дією електромагніта, і контакти реле спрацьовують лише після того, як анкерний механізм зробить відлік часу, що виставлений на шкалі.

Різновид таких реле використовується в потужних (на струми в сотні і тисячі ампер) автоматичних вимикачах на напругах 0,4…10 кВ. Складові частини такого реле — механізм сповільнення і струмова обмотка, що заводить його пружину. Швидкість ходу механізму залежить від ступеня заведення пружини, тобто від струму в обмотці, після закінчення ходу механізму викликає відключення автомата, і тим самим виконує функції теплового захисту від перевантажень, не потребуючи при цьому корекції по температурі навколишнього повітря.

Цей тип реле часу забезпечує витримку часу від 0,1 до 20 с з точністю спрацювання 10% від встановленого значення.

Моторні реле часу призначені для відліку часу від 10 с до декількох годин. Реле складається із синхронного двигуна, редуктора, електромагнітної муфти для зчеплення та розчеплення двигуна з редуктором, контактів.

До появи недорогих мікроконтролерів, робота електронних реле часу базувалась на перехідних процесах в розрядному контурі RC чи RL. Сучасні реле часу відпрацьовують необхідну затримку на основі програми керування у мікроконтролері.

Лічильник (counter) — пристрій для підрахунку кількості сигналів, які надходять на його вхід.

Двійкові лічильники реалізують лічбу вхідних імпульсів у двійковій системі числення.

Число розрядів n двійкового підсумовуючого лічильника для заданого модуля М знаходять із виразу n = log2М. Значення поточного числа N+ вхідних імпульсів n-розрядного підсумовуючого лічильника при відліку з нульового початкового стану визначають за формулою:

N+= Qi=2n-1 Qn+2n-2 Qn-1+...+20 Q1,

де 2i–1 – i-тий розряд; Qn{0,1} – логічне значення прямого виходу тригера i-го розряду. Розряди двійкового лічильника будуються на двоступеневих Т-тригерах або D-тригерах з динамічним керуванням по фронту синхросигналу (в лічильному режимі).

У двійковому підсумовуючому лічильнику перенесення Pi в сусідній старший розряд Qi+1 виникає в тому випадку, коли в момент надходження чергового лічильного імпульсу U+ всі молодші розряди находяться в одиничному стані, тобто Pi=U+QiQi–1...Q1=1. Після вироблення перенесення старший розряд перемикається в стан «1», а всі молодші розряди – в стан «0».

Асинхронні підсумовуючі лічильники на двоступеневих Т-тригерах будуються так, щоб вхідні імпульси U+ надходили на лічильний вхід тільки першого (молодшого) розряду. Сигнали перенесення передаються асинхронно (послідовно в часі) з прямих виходів молодших розрядів на Т-входи сусідніх старших.

Двійкові реверсивні лічильники мають переходи у двох напрямках: в прямому (при лічбі підсумовуючих сигналів U+) і в зворотному (при переліку віднімальних сигналів U–). Поточне значення різниці підрахованих імпульсів визначається із співвідношення åU+ – åU- = N – Nп де N – значення коду на прямих виходах тригерів лічильника; Nп – попередньо записане в лічильник початкове число. Розрізняють одноканальні та двоканальні реверсивні лічильники. В одноканальних реверсивних лічильниках підсумовуючі U+ і віднімальні U– сигнали почергово надходять на спільний лічильний вхід, а напрямок лічби задається напрямком кіл міжрозрядних перенесень або позик. Для перемикання міжрозрядних зв’язків у одноканальному реверсивному лічильнику потрібні додаткові керуючі сигнали.

Двоканальні реверсивні лічильники мають два лічильних входи: один для підсумовуючих імпульсів U+, другий – для віднімальних U–. Перемикання ланцюгів міжрозрядних зв’язків здійснюється автоматично лічильними сигналами: для переносів – імпульсами U+, для позики – імпульсами U–. Для задання напрямку лічбі використовують додатковий RS-тригер: з його прямого виходу знімається сигнал керування додаванням YД (вмикає кола перенесення), а з інверсного виходу – сигнал керування відніманням YВ (вмикає кола позики).

Двійково-десяткові лічильники реалізують лічбу імпульсів у десятковій системі числення, причому кожна десяткова цифра від нуля до дев’яти кодується чотирирозрядним двійковим кодом (тетрадою). Ці лічильники часто називають десятковими або декадними, оскільки вони працюють з модулем лічби, кратним десяти (10, 100, 1000 і т.д.).

Декада будується на основі чотирирозрядного двійкового лічильника, в якому вилучається надлишкове число станів. Вилучення зайвих шести станів у декаді досягається багатьма способами:попереднім записуванням числа 6 (двійковий код 0110); після лічби дев’ятого імпульсу вихідний код дорівнює 1111 і десятковий сигнал повертає лічильник у початковий стан 0110, отже, тут результат лічби фіксується двійковим кодом з надлишком блокування переносів: лічба імпульсів до дев’яти здійснюється у двійковому коді, після чого вмикаються логічні зв’язки блокування перенесень; з надходженням десятого імпульсу лічильник закінчує цикл роботи і повертається в початковий нульовий стан; введенням обернених зв’язків, які забезпечують лічбу в двійковому коді й примусовим перемиканням лічильника в нульовий початковий стан після надходження десятого імпульсу.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73061. Определение понятий, виды определений и правила 24.5 KB
  Определение понятий виды определений и правила. Определение понятия логическая операция раскрывающая содержание понятия т. Как логическая операция определение состоит из двух элементов: определяемого понятия понятия содержание которых требуется раскрыть...
73062. Виды умозаключений: дедукция, индукция, аналогия 23 KB
  Умозаключение - форма мышления посредством которой из одного или нескольких суждений выводится новое суждение; это такая мыслительная структура в которой из двух или более истинных исходных суждений называемых посылками на основании определенной логической связи между ними формируется новое истинное суждение.
73063. Системный и синергетический подходы к культуре: М.Каган, Э.Маркарян, Л.Уайт 35 KB
  Различая три основные формы бытия — бытие природы, бытие общества и бытие человека, он полагает, что культура в самом общем, философском плане представляет собою четвертую форму бытия, которая порождена деятельностью человека.
73065. Политическая философия русского либерализма 28.5 KB
  Личность и исторический процесс в историософской концепции Кавелина; проблема собственности и государства в филии права Чичерина Либерализм возник в екатерининскую эпоху окончательно оформился к середине 19 века. Философия личности. Необходима новая филия постороенная на антропологии.
73066. Философия науки, становление и основные этапы развития 31 KB
  Как философская дисциплина она представлена различными концепциями которые предлагают ту или иную модель развития науки различными подходами и взглядами. Развитие философии науки в конце XIX в. выступает одним из решающих импульсов развития самой науки.
73067. Этика долга Канта 33 KB
  Этическая стратегия Канта ориентирована не на то как должны вести себя индивиды в тех или иных ситуациях не на конкретные добродетели а на обязательства которые сохраняются при всех обстоятельствах и применительно ко всем разумным существам.
73068. Этика добродетелей Аристотеля 32.5 KB
  Структура души и виды добродетели. Страстная и разумная части имеют как свои добродетели так и свои пороки. У разумной души имеются свои дианоэтические или интеллектуальные добродетели и свои дианоэтические пороки..
73069. Происхождение и сущность нравственности 29.5 KB
  В морали отражены отношения человека к обществу отношения человека к человеку и требования общества к человеку. Основной функцией морали является регулирование взаимоотношений всех членов общества и социальных групп.