Ich lerne langsam, wie man Schaltkreise analysiert, aber ich frage mich, ob meine Ziele unrealistisch sind. Mein Hauptgrund ist, mir bei der Reparatur von Leiterplatten zu helfen, auf die ich in meiner Arbeit stoße. (Ich repariere Coin-Op-Geräte.) Manchmal sind die meisten Informationen, die ich finden kann, Schaltpläne, wenn ich Glück habe, und es fehlen normalerweise Details, wenn es um Spannungen und Messwerte geht. Ich möchte in der Lage sein, die Spannungen an jedem Knoten zu berechnen und zu verstehen, welche Komponenten schlecht sein können, wenn ich an einem bestimmten Knoten eine niedrigere Spannung, Nullspannung, höhere Spannung oder Versorgungsspannung erhalte. Meistens wären auch Gleichspannungen, aber auch Wechselstromsignale nützlich. Die meisten Schaltungsanalysebücher lehren aus technischer Sicht, aber mein Ziel ist nicht so groß, ich möchte dies nur für Reparaturarbeiten tun.
Können sich die Leute Schaltpläne wie die von mir angehängten ansehen und diese Spannungen ohne Computer oder viel Zeit mit Papier, Bleistift und Taschenrechner berechnen? Können Sie die Spannungen im Kopf schnell berechnen? Ich brauche nicht genau, gerade nah genug, um zu sehen, dass es ein Problem gibt. Wenn dies möglich ist, gibt es Möglichkeiten, diese Methode zu erlernen? Es scheint auch, dass die meisten Bücher Teile dieser Schaltpläne aufschlüsseln, aber ich sehe nicht zu viele, die sich durch ein vollständiges Schema arbeiten, das den Denkprozess zeigt. Gibt es ein Buch oder eine Website, die so etwas macht?
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Antworten:
Es gibt kein allgemeines Verfahren zum Analysieren einer Schaltung aus einem Schaltplan. Jedes Stück ist etwas, das Sie im Laufe der Zeit herausfinden. Es gibt keinen Ersatz dafür, irgendwann zu verstehen, was die Schaltung versucht und daher den Zweck jedes Teils. Glücklicherweise sind die meisten großen Schaltungen wirklich eine Sammlung kleinerer Blöcke, so dass die Blöcke etwas separat analysiert werden können. Sobald ihre Funktionen verstanden sind, werden sie wie Komponenten der Blöcke auf der nächsthöheren Ebene. Das Unterteilen von etwas in eine Hierarchie von Subsystemen ist eine gute Möglichkeit, fast alles Große zu analysieren, und es ist wahrscheinlich, wie eine komplexe Schaltung überhaupt entworfen wurde. Letztendlich müssen Sie in den Kopf des Designers geraten.
Mit der Erfahrung werden Sie einige Blöcke schnell erkennen, da Sie zuvor etwas Ähnliches analysiert haben. Sie kennen den Zweck und müssen nicht bis ins kleinste Detail eintauchen. Denken Sie auch daran, dass die Qualität der Ingenieure unterschiedlich ist. Nur weil ein Schaltplan gezeichnet und ein Produkt tatsächlich gebaut wurde, heißt das nicht, dass es gut entworfen wurde. Ich habe einige ziemlich schreckliche Dinge gesehen, die produziert wurden. Diese würden außerhalb der nominalen Bedingungen leicht zum Versagen neigen, im Allgemeinen schuppig sein oder was auch immer. Alles, was Sie wirklich wissen, ist, dass das Produkt die meiste Zeit nahe an den nominalen beabsichtigten Bedingungen arbeitet. Seien Sie darüber hinaus etwas skeptisch.
Dies ist natürlich ein häufiges Problem, daher sollten Dinge, die vor Ort repariert werden sollen, ein "Servicehandbuch" haben. Dies gibt dem Schaltplan eine manchmal kleine Betriebstheorie und vor allem eine Fehlerbehebungskarte. Da Sie dies anscheinend professionell tun, sollten Sie in der Lage sein, die Servicehandbücher zu erhalten.
Als Beispiel finden Sie hier eine kurze Analyse des oberen linken Blocks Ihres Schaltplans:
Sie sollten sofort erkennen können, dass dies der Stromeingangsblock ist. Wenn nichts anderes, steht links "AC Input". Grundsätzlich gibt es zwei gemeinsame AC-Eingangsleistungsblöcke. Die alten leiten den Wechselstromeingang in einen großen Eisentransformator, der mit der Netzfrequenz betrieben wird. Das hat eine Sekundärwicklung, oft mit mehreren Abgriffen, um die niedrigeren Spannungen zu erzeugen, die dann gleichgerichtet und gefiltert werden, um die ungeregelten Gleichstromversorgungen herzustellen. Die modernere Vollwelle gleicht die Wechselstromleitung aus. Dieser Gleichstrom wird dann mit hoher Frequenz zerhackt und durch einen viel kleineren Transformator geleitet, um den Wechselstrom für die grob geregelten Gleichstromversorgungen herzustellen.
Es sollte sofort klar sein, dass dieser Wechselstromeingang von der zweiten Art ist. Die vier Dioden in der Mitte sind in einer klassischen Vollwellenbrücke angeordnetAufbau. Sehen Sie sich die Rautenform von 4 Dioden etwas rechts von der Mitte an. Das ist ein Muster, das Ihre Augen mit ein wenig Erfahrung schnell erkennen werden. Wenn Sie noch nie einen gesehen haben, denken Sie ein wenig darüber nach und sehen Sie, wie es funktioniert. Sobald Sie dies getan haben, sollten Sie in der Lage sein, eine Vollwellenbrücke beim nächsten Mal schnell zu erkennen. Die Vollwellenbrücke unterteilt die Schaltung auch gut in den AC-Teil links und den DC-Teil rechts. Auch hier sollte T5 als klassischer Balun-Filter für Sie herauskommen, was Sie in dieser Art von AC-Eingangsblock erwarten sollten. Der Rest des Mülls links vom Balun, von dem Sie einfach annehmen können, dient der Filterung und Unterdrückung von Spitzen, ohne dass ein Grund besteht, ihn im Detail zu analysieren.
Es gibt hier einen niedlichen Trick, der es wert ist, zur späteren Bezugnahme erwähnt und abgelegt zu werden. Beachten Sie den 230V / 115V-Schalter oben. Analysieren Sie zuerst den Stromkreis mit dem Schalter in der 230-V-Position. In diesem Modus ist es eine grundlegende Vollwellenbrücke, die die Kombination von C5 und C6 auf die Größe der Spitzenspannungsdifferenz zwischen den L- und N-Eingängen auflädt. So weit, ist es gut. Stellen Sie nun den Schalter mental auf 115 V und überlegen Sie genau, was passiert. Sie sollten dies selbst im Detail studieren, aber sehr kurz ist jetzt eine Ladungspumpe in Betrieb, so dass Plus und Minus der Spitzengröße über C5 und C6 erscheinen. Dies führt zu ungefähr der gleichen Gleichspannung mit 115 V Eingang wie mit 230 V Eingang und dem Schalter in der anderen Position.
Diese Methode ist eine Art Hybrid zwischen Alt und Neu. Moderne Wechselstrom-Eingangsschaltungen korrigieren nur die Vollwellen, was hereinkommt, und bewältigen den daraus resultierenden größeren Gleichstrombereich, indem sie anpassen, wie dieser zerlegt wird, um den internen Hochfrequenz-Leistungstransformator anzutreiben. Die zuletzt entwickelten Netzteile verfügen jetzt über einen "universellen Stromeingang", in der Regel von 90 bis 260 Volt bei 50 bis 60 Hz, der die weltweite Wandleistung abdeckt.
Sie sollten also insgesamt ungefähr 325 V haben, wobei ungefähr die Hälfte davon (ungefähr 160 V) jeweils über C5 und C6 liegt.
Ich werde nicht die ganze Strecke durchlaufen, aber so gehen Sie vor. Gehen Sie Block für Block und denken Sie an das allgemeine Problem, das der Designer zu lösen versuchte, und dass der Designer nur ein Mensch war und die Schaltung, die Sie sehen, wahrscheinlich "gut genug" ist, aber nicht unbedingt ein Beispiel für exzellentes Design.
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