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

25243. Співвідношення понять метафізики та діалектики 28 KB
  Співвідношення понять метафізики та діалектики. Предмет метафізики – надемпіричний. Кантівська критика метафізики: €œстара мф – це наука про надчуттєви принципи буття €œнова€ – умоглядна картина світу. Помилка старої метафізики – некритичне розповсюдження діяльності розсудку за межі можливого досвіду.
25244. Сучасна лінгвістична філософія 33 KB
  Ніцше: оманливість мови та критика незмінності і однаковості подвійного суб’єкта. Платон €œКратил€: Проблема називання об’єктів позначає початок витоків людської мови. Задля опису функціонування мови Сосюр розрізнив поняття мови загальної системи правил і мовлення конкретного застосування мови. Хомський: пристосовує картезіанську метафізику до структури мови.
25246. Поняття трансцендентальної єдності аперцепції у Канта 25.5 KB
  Зв’язок багатоманітного не міститься в чистій формі чуттєвого споглядання це дія виключно розсуду. – вищий принцип всякого застосування розсуду і об’єктивна умова всякого пізнання – це те завдяки чому все дане в спогляданні багатоманітне об’єднується в понятті про об’єкт.Ап застосування категорій розсуду до чуттєвого споглядання призводить до конструювання для люд. – другий вид синтезу чуттєвого матеріалу поруч з категоріями який є властивим розсуду.
25247. Поняття трансцендентальної єдності апперцепцій у філософії Канта 21.5 KB
  – є трансцендентальна єдність самосвідомості тобто така що передує досвіду і утв можливість апріорногодо досвідного пізнання. Кант поєднує в нову структуру суть якої – коли б свідомість була не єдиною а мозаїчною то окремі властивості об’єкта потрапляли б у різні її незалежні частини і синтез їх став би неможливим а саме в ньому і полягає пізнання. Синтетична єдність свідомості є об’єктивною умовою будьякого пізнання.
25248. Принципи і основні положення екзистенційної діалектики Кіркегора 27.5 KB
  Принципи і основні положення екзистенційної діалектики Кіркегора. Субєктивна екзистенціальна діалектика Кіркегора виростає як протиставлення системі Гегеля де людина підвладна анонімному принципу історичного розвитку втрачає свою індивідуальність. ЕД виявляється у Кіркегора способом зберегти особистісне відношення людини і Бога на шляху до якого людина проходить три стадії: естетичну етичну та релігійну.
25249. Філософія та світогляд 24 KB
  Філософія – форма теоретичного розвитку світогляду. Три типи світогляду: Буденний формується умовами життя та передається з покоління в покоління за допомогою досвіду. Отже філософія певний тип світогляду хоча всі люди мають світогляд але не кожна людина виходить на філософських рівень у світоглядних орієнтуваннях. Звідси випливає що філософія постає як теоретична форма світогляду.
25250. Філософія неокантіанства: основні течії 28 KB
  Основна його мета – розвиток і перетворення трансцендентальної філософії Канта. Розпочався близько 1860х років ініціаторами були представники академічних кіл зокрема: Герман Гольмгольц фізіолог та фізик Куно Фішер історик філософії Отто Літман професор філософії та ін. Зокрема Віндельюандт ґрунтуючись на філософії Канта зазначає що критична філософія – це наука про необхідні та загально значимі визначення цінностей. Вона запитує: чи існує наука якій із загальною значимістю притаманна цінність істини Чи існує мораль якій із...
25251. Основні форми теорії та принципи її побудови 28 KB
  Основні форми теорії та принципи її побудови. У більш вузькому розумінні – вища найрозвинутіша форма організації наукового знання що дає цілісне уявлення про закономірності та суттєві звязки певної області дійсності – предмету даної теорії. Інші форми наукового знання – закони класифікації типології первинні пояснювальні схеми – можуть передувати та складати базу теорії. Сукупність певних тверджень та понять аксіом та методологічних принципів їх взаємодії складають певний базис теорії.