kategorier: Udvalgte artikler » Praktisk elektronik
Antal visninger: 66615
Kommentarer til artiklen: 1
Sådan fremstilles en ensretter og en enkel strømforsyning
En ensretter er en enhed til at konvertere vekselstrømspænding til jævnstrøm. Dette er en af de mest almindelige dele i elektriske apparater, lige fra en hårtørrer til alle typer strømforsyninger med en udgangsspænding. Der er forskellige ordninger med ensrettere, og hver af dem håndterer til en vis grad sin opgave. I denne artikel vil vi tale om, hvordan man opretter en ensidig ensretter, og hvorfor det er nødvendigt.
definition
En ensretter er en enhed designet til at konvertere vekselstrøm til DC. Ordet "konstant" er ikke helt korrekt, faktum er, at der ved udgangen fra ensretteren, i kredsløbet til en sinusformet vekslingsspænding, under alle omstændigheder vil der være en ustabiliseret pulserende spænding. I enkle ord: konstant med tegn, men varierende i størrelse.
Der er to typer ensretter:
-
halvbølge. Det korrigerer kun en halvbølge af indgangsspændingen. Karakteriseret ved stærk krusning og reduceret i forhold til indgangsspændingen.
-
fullwave. Følgelig rettes to halvbølger. Krusningen er lavere, spændingen er højere end ved indgangen til ensretteren - dette er to hovedegenskaber.
Hvad betyder stabiliseret og ustabiliseret spænding?
Stabiliseret er en spænding, der ikke ændrer sig i størrelse uafhængigt af hverken belastningen eller overspændingerne i indgangsspændingen. For transformatorens strømforsyninger er dette især vigtigt, fordi udgangsspændingen afhænger af indgangsspændingen og adskiller sig fra den ved transformationstidene.
Ustabiliseret spænding - varierer afhængigt af strømstød i forsyningsnetværket og belastningsegenskaber. Med en sådan strømforsyning kan der opstå forkert betjening af de tilsluttede enheder eller deres komplette inoperabilitet og fiasko på grund af forsynet.
Udgangsspænding
Hovedværdierne for skiftespændingen er amplituden og den effektive værdi. Når de siger "i 220V netværket" betyder den aktuelle spænding.
Hvis vi taler om amplitudeværdien, mener vi, hvor mange volt er fra nul til det øverste punkt på sinusbølgens halvbølge.
Hvis vi undlader teorien og et antal formler, kan vi sige det strømspænding 1,41 gange mindre end amplituden. eller:
UA = UD * √2
Amplitude-spændingen i 220V-netværket er:
220*1.41=310
ordninger
Halvbølge ensretter består af en diode. Han savner bare ikke den tilbagevendende halvbølge. Udgangen er en spænding med stærke krusninger fra nul til indgangsspændingens amplitudeværdi.
Når vi taler på et meget simpelt sprog, går halvdelen af indgangsspændingen i dette kredsløb ind i belastningen. Men dette er ikke helt korrekt.
To-halvbølgekredsløb sender begge halvbølger fra input til belastningen. Oven i artiklen blev amplitutionsværdien af spændingen nævnt, så spændingen ved udgangen af ensretteren er den samme lavere i værdien end den aktive variabel ved indgangen.
Men hvis vi glatter krusningen ved hjælp af kondensator, jo mindre krusninger, jo tættere er spændingen på amplituden.
Vi vil tale om udjævning af krusninger senere. Overvej nu diode bro kredsløb.
Der er to af dem:
1. Likretter i henhold til Gretz-ordningen eller diode bridge;
2. Likretter med et midtpunkt.
Den første ordning er mere almindelig. Består af en diodebro - fire dioder forbundet med et “firkant”, og en belastning er forbundet til dens skuldre. Broens ensretter samles i henhold til nedenstående skema:
Det kan tilsluttes direkte til et 220V netværk, som det gøres i moderne switching strømforsyninger, eller til sekundærviklingerne i en netværk (50 Hz) transformer.I henhold til dette skema kan diodebroer samles fra diskrete (separate) dioder eller bruge en færdiglavet diodebroenhed i et enkelt hus.
Det andet kredsløb er en midtpunk-ensretter, der ikke kan tilsluttes direkte til netværket. Dens betydning er at bruge en transformer med et tryk fra midten.
I det væsentlige er dette to halvbølgelige ensretter, der er forbundet med enderne af den sekundære vikling, belastningen med den ene kontakt er forbundet til diodernes forbindelsespunkt og den anden til hanen fra midten af viklingerne.
Dens fordel i forhold til det første kredsløb er et mindre antal halvlederdioder. Og ulempen er brugen af en transformer med et midtpunkt eller, som de kalder det, en gren fra midten. De er mindre almindelige end konventionelle sekundære transformatorer, der ikke er trykbare.
Udjævning udjævning
Rippelspændingsforsyning er uacceptabel for et antal forbrugere, for eksempel lyskilder og lydudstyr. Derudover reguleres de tilladte pulseringer af lys i statslige og industrielle forskriftsdokumenter.
Brug for at glatte pulsationerne filtre - en parallelt monteret kondensator, et LC-filter, en række P- og G-filtre ...
Men den mest almindelige og enkleste mulighed er en kondensator, der er installeret parallelt med belastningen. Dens ulempe er, at det for at reducere krusning ved en meget kraftig belastning er nødvendigt at installere kondensatorer med meget stor kapacitet - titusinder af mikrofarader.
Dets funktionsprincip er, at kondensatoren lades, dens spænding når amplituden, forsyningsspændingen begynder at falde efter punktet med maksimal amplitude, fra det øjeblik, belastningen drives af kondensatoren. Kondensatoren aflades afhængigt af belastningsmodstanden (eller dens ækvivalente modstand, hvis den ikke er resistiv). Jo større kapacitans - jo mindre er ripplen, sammenlignet med en kondensator med en lavere kapacitet forbundet til den samme belastning.
Med enkle ord: jo langsommere kondensatoren udledes, desto mindre krusning.
Kondensatorafladningshastigheden afhænger af den strøm, der forbruges af belastningen. Det kan bestemmes ved formlen for tidskonstanten:
t = RC
hvor R er belastningsmodstanden, og C er kapaciteten af udjævningskondensatoren.
Fra en fulladet tilstand til en fuldt udladet kondensator udledes således i 3-5 t. Det oplades med samme hastighed, hvis opladningen sker gennem en modstand, så i vores tilfælde betyder det ikke noget.
Det følger heraf, at for at opnå et acceptabelt niveau af krusning (det bestemmes af kravene til belastningen på strømkilden), er der behov for en kapacitans, der vil blive afladet i løbet af en tid, der er flere gange større end t. Da modstanderne for de fleste belastninger er relativt små, er der behov for en stor kapacitet for at udjævne rippler ved ensretterens udgang, elektrolytiske kondensatorer, kaldes de også polære eller polariserede.
Bemærk, at forvirring af polariteten i den elektrolytiske kondensator er meget afskrækket, fordi dette er fyldt med dets fiasko og endda eksplosion. Moderne kondensatorer er beskyttet mod eksplosion - de har en stempling på topdækslet i form af et kors, langs hvilket sagen simpelthen er revnet. Men en strøm af røg vil komme ud af kondensatoren, det vil være dårligt, hvis det kommer ind i dine øjne.
Beregning af kapacitet er baseret på, hvilken slags krusningskoefficient du har brug for. Enkelt sagt viser krusningskoefficienten, hvor meget spænding der hænger (pulserende).
For at beregne kapaciteten på en udjævningskondensator kan du bruge den omtrentlige formel:
C = 3200 * In / Un * Kp,
Hvor belastningsstrøm, un-load spænding, knippelfaktor.
For de fleste typer udstyr tages ringekoefficienten 0,01-0,001. Derudover er det ønskeligt at installere keramisk kondensator så stor kapacitet som muligt til filtrering fra højfrekvensinterferens.
Hvordan laver man en gør-det-selv-strømforsyning?
Den enkleste jævnstrømforsyning består af tre elementer:
1. Transformator;
2. Diode bro;
3. Kondensator.
Hvis du har brug for at få en højspænding, og du forsømmer galvanisk isolering, kan du udelukke transformeren fra listen, så får du en konstant spænding op til 300-310V. Et sådant kredsløb er fx indgangen til skiftende strømforsyninger, f.eks. På din computer. Vi har for nylig skrevet en dejlig artikel om dem - Hvordan er en computer strømforsyning.
Dette er en ustabiliseret jævnstrømforsyning med en udjævningskondensator. Spændingen ved dens udgang er større end den vekslende spænding for den sekundære vikling. Dette betyder, at hvis du har en 220/12 transformer (primær på 220V og sekundær på 12V), så får du ved udgangen en 15-17V konstant. Denne værdi afhænger af udglatningskondensatorens kapacitet. Dette kredsløb kan bruges til at drive enhver belastning, hvis det ikke er vigtigt for det, kan spændingen “flyde”, når netspændingen ændres.
Det er vigtigt at:
Kondensatoren har to hovedegenskaber - kapacitans og spænding. Vi regnede ud, hvordan man vælger kapacitet, men ikke med valg af spænding. Kondensatorspændingen skal overstige mindst halvdelen af amplitudespændingen ved ensretterens udgang. Hvis den aktuelle spænding på kondensatorpladerne overstiger den nominelle spænding, er det sandsynligt, at det vil svigte.
Gamle sovjetiske kondensatorer blev lavet med en god spændingsmargin, men nu bruger alle billige elektrolytter fra Kina, hvor der i bedste fald er en lille margin, og i værste fald kan de ikke modstå den specificerede nominelle spænding. Spar derfor ikke pålideligheden.
En stabiliseret strømforsyningsenhed adskiller sig kun fra den foregående i nærvær af en spænding (eller strøm) stabilisator. Den enkleste mulighed er at bruge L78xx eller andre. lineære stabilisatorer, såsom indenlandsk bank.
Så du kan få enhver spænding, den eneste betingelse, når du bruger sådanne stabilisatorer, er, at spændingen til stabilisatoren skal overstige den stabiliserede (output) værdi med mindst 1,5 V. Overvej hvad der er skrevet i databladet 12V stabilisator L7812:
Indgangsspændingen må ikke overstige 35V for stabilisatorer fra 5 til 12V og 40V for stabilisatorer ved 20-24V.
Indgangsspændingen skal overstige udgangsspændingen med 2-2,5V.
dvs. til en stabiliseret 12V strømforsyning med en stabilisator i L7812-serien er det nødvendigt, at den udbedrede spænding ligger inden for 14,5-35V, for at undgå nedfald, ville det være en ideel løsning at bruge en transformer med en sekundær vikling til 12V.
Men udgangsstrømmen er ganske beskeden - kun 1,5A, den kan forstærkes ved hjælp af en gennemgående transistor. Hvis du har det PNP-transistorer, kan du bruge denne ordning:
Det viser kun forbindelsen mellem den lineære stabilisator “venstre” del af kredsløbet med en transformer og ensretter udelades.
Hvis du har NPN-transistorer som KT803 / KT805 / KT808, vil denne gøre:
Det er værd at bemærke, at i det andet kredsløb vil udgangsspændingen være mindre end stabiliseringsspændingen med 0,6 V - dette er et fald i emitterbase-krydset, vi skrev mere om dette i en artikel om bipolære transistorer. For at kompensere for dette fald blev en diode D1 indført i kredsløbet.
Det er muligt at installere to lineære stabilisatorer parallelt, men ikke nødvendigt! På grund af mulige afvigelser under fremstillingen vil belastningen blive fordelt ujævnt, og en af dem kan brænde ud på grund af dette.
Installer både transistoren og den lineære stabilisator på radiatoren, helst på forskellige radiatorer. De er meget varme.
Justerbare strømforsyninger
Den enkleste justerbare strømforsyning kan laves med en justerbar lineær stabilisator LM317, dens strøm er også op til 1,5 A, du kan forstærke kredsløbet med en gennemgående transistor, som beskrevet ovenfor.
Her er et mere intuitivt diagram til samling af en justerbar strømforsyning.
For at få mere strøm, kan du bruge en mere kraftfuld justerbar stabilisator LM350.
I de to sidste kredsløb er der en tændingsindikation, der viser tilstedeværelsen af spænding ved udgangen fra diodebroen, en 220V-afbryder, en primær viklingssikring.
Her er et eksempel på en justerbar batterioplader med tyristorregulator i den primære vikling, i det væsentlige den samme justerbare strømforsyning.
For øvrig reguleres svejsestrømmen også af et lignende kredsløb:
Denne artikel blev beskrevet tidligere: Sådan fremstilles en simpel strømregulator til en svejsetransformator
konklusion
En ensretter bruges i strømforsyninger til at producere jævnstrøm fra en vekselstrøm. Uden hans deltagelse vil det ikke være muligt at drive en DC-belastning, for eksempel en LED-strip eller en radiomodtager.
Også brugt i en række opladere til bilbatterier er der et antal kredsløb, der bruger en transformer med en gruppe vandhaner fra den primære vikling, som skiftes af en skruenøgleomskifter, og kun en diodebro er installeret i den sekundære vikling. Kontakten er installeret på højspændingssiden, da der er strømmen mange gange lavere, og dens kontakter vil ikke brænde af dette.
I henhold til diagrammerne fra artiklen kan du samle den enkleste strømforsyningsenhed både til permanent arbejde med nogle enheder og til test af dine elektroniske hjemmelavede produkter.
Kredsløbene adskiller sig ikke i høj effektivitet, men de producerer en stabiliseret spænding uden specielle krusninger, skal du kontrollere kondensatorernes kapacitet og beregne for en bestemt belastning. De er perfekte til lydforstærkere med lav effekt og skaber ikke en ekstra baggrund. En justerbar strømforsyning vil være nyttig for bilentusiaster og elektrikere til at teste generatorspændingsregulatorrelæet.
En justerbar strømforsyning bruges inden for alle områder af elektronik, og hvis den forbedres ved kortslutningsbeskyttelse eller en strømstabilisator med to transistorer, får du en næsten komplet laboratoriekraftforsyning.
Se også på elektrohomepro.com
: