كيفية جعل المعدل وإمدادات الطاقة بسيطة

المعدل هو جهاز لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. هذا هو واحد من الأجزاء الأكثر شيوعًا في الأجهزة الكهربائية ، بدءًا من مجفف الشعر إلى جميع أنواع إمدادات الطاقة مع جهد خرج التيار المستمر. هناك مخططات مختلفة من المقومات ولكل منها إلى حد ما تتكيف مع مهمتها. في هذه المقالة ، سنتحدث عن كيفية عمل مقوم أحادي الطور ، والسبب في الحاجة إليه.

تعريف

المقوم هو جهاز مصمم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. كلمة "ثابت" ليست صحيحة تمامًا ، فالحقيقة هي أنه عند إخراج المقوم ، في دارة الجهد المتردد الجيبية ، على أي حال سيكون هناك جهد نابض غير مستقر. بكلمات بسيطة: ثابت في علامة ، ولكن متفاوتة في الحجم.

هناك نوعان من المقومات:

• نصف موجة. يصحح نصف موجة واحدة فقط من جهد الدخل. تتميز بتموج قوي وخفض نسبة إلى مساهمة الجهد.

• fullwave. تبعا لذلك ، يتم تقويم اثنين من نصف موجات. تموج أقل ، والجهد أعلى مما كانت عليه في المدخلات من المقوم - هذه هي اثنين من الخصائص الرئيسية.

ماذا يعني الجهد استقر وغير مستقر؟

الثبات هو الجهد الذي لا يتغير في الحجم بشكل مستقل عن الحمل أو الزيادات في جهد الدخل. بالنسبة لامدادات الطاقة للمحولات ، هذا مهم بشكل خاص ، لأن الجهد الناتج يعتمد على المدخلات ويختلف عنها في أوقات التحويل.

الجهد غير المستقر - يختلف باختلاف الزيادات في شبكة الإمداد وخصائص الحمل. باستخدام مصدر الطاقة هذا ، بسبب الهبوط ، يمكن أن يحدث التشغيل غير الصحيح للأجهزة المتصلة أو عدم التشغيل الكامل والفشل.

انتاج التيار الكهربائي

القيم الرئيسية للتيار المتردد هي السعة والقيمة الفعالة. عندما يقولون "في شبكة 220V" يعني الجهد الحالي.

إذا تحدثنا عن قيمة السعة ، فإننا نعني عدد الفوتونات من الصفر إلى النقطة العليا من نصف الموجة لموجة جيبية.

 

حذف النظرية وعدد من الصيغ ، يمكننا أن نقول ذلك الجهد الحالي 1.41 مرات أقل من السعة. أو:

Uа = Uд * √2

الجهد السعة في شبكة 220V هو:

220*1.41=310

مخططات

نصف موجة المعدل يتكون من الصمام الثنائي واحد. انه فقط لا تفوت عودة نصف الموجة. الإخراج هو الجهد مع تموجات قوية من الصفر إلى قيمة السعة من الجهد المدخلات.

التحدث بلغة بسيطة للغاية ، ثم في هذه الدائرة ، يدخل نصف جهد الدخل في الحمل. ولكن هذا ليس صحيحا تماما.

تنقل دارات نصف الموجة كلتا موجتي الموجة من الإدخال إلى الحمل. في أعلاه ، تم ذكر قيمة السعة للجهد ، وبالتالي فإن الجهد عند إخراج المقوم هو نفسه أقل في القيمة من المتغير المؤثر عند الإدخال.

ولكن إذا كنا على نحو سلس تموج باستخدام مكثفأصغر التموجات ، كلما كان الجهد أقرب إلى السعة.

سنتحدث عن تموجات التمليس لاحقًا. الآن النظر دارة جسر الصمام الثنائي.

هناك اثنان منهم:

1. المعدل وفقا لخطة جريتز أو جسر الصمام الثنائي;

2. المعدل مع نقطة الوسط.

المخطط الأول هو أكثر شيوعا. يتكون من جسر ديود - أربعة الثنائيات مترابطة من قبل "مربع" ، ويتصل الحمل إلى أكتافها. يتم تجميع مقوم الجسر وفقًا للمخطط أدناه:

يمكن توصيله مباشرة بشبكة 220 فولت ، كما هو الحال في تحويل امدادات الطاقة الحديثة، أو إلى اللفات الثانوية لمحول شبكة (50 هرتز).وفقًا لهذا المخطط ، يمكن تجميع جسور الصمام الثنائي من الثنائيات المنفصلة (المنفصلة) أو استخدام مجموعة جسر الصمام الثنائي الجاهزة في حاوية واحدة.

الدائرة الثانية عبارة عن مقوم منتصف النقطة لا يمكن توصيله مباشرة بالشبكة. معناها هو استخدام محول بنقرة من الوسط.

في جوهرها ، يوجد مقومان نصف موجهان متصلان بنهايات اللف الثانوي ، ويتم توصيل الحمل مع جهة اتصال واحدة بنقطة التقاطع بين الثنائيات ، والثاني متصل بالحنفية من منتصف اللفات.

ميزته على الدائرة الأولى هي عدد أقل من الثنائيات أشباه الموصلات. والعيب هو استخدام محول ذو نقطة منتصف أو ، كما يطلق عليه ، فرع من الوسط. وهي أقل شيوعًا من المحولات الثانوية التقليدية غير الصنبور.

تموج تجانس

يعد تزويد جهد Ripple غير مقبول بالنسبة لعدد من المستهلكين ، على سبيل المثال ، مصادر الإضاءة وأجهزة الصوت. علاوة على ذلك ، يتم تنظيم نبضات الضوء المسموح بها في الوثائق التنظيمية للدولة والصناعية.

لتنعيم نبضات ، استخدم مرشحات - مكثف مركب على التوازي ، مرشح LC ، مجموعة متنوعة من فلاتر P و G ...

ولكن الخيار الأكثر شيوعًا وأبسط هو مكثف مثبت بالتوازي مع الحمل. عيبه هو أنه من أجل الحد من التموج في حمولة قوية للغاية ، سيكون من الضروري تثبيت المكثفات ذات السعة الكبيرة للغاية - عشرات الآلاف من microfarads.

مبدأ التشغيل هو أن المكثف يشحن ، حيث يصل جهده إلى السعة ، يبدأ جهد التزويد في الانخفاض بعد نقطة السعة القصوى ، منذ تلك اللحظة يتم تشغيل الحمل بواسطة المكثف. يتم تفريغ المكثف وفقًا لمقاومة الحمل (أو مقاومته المكافئة ، إذا لم تكن مقاومة). أكبر السعة - أصغر تموج ستكون ، إذا ما قورنت بمكثف مع قدرة أقل متصلة نفس الحمل.

بعبارة بسيطة: كلما كان تصريف المكثف أبطأ ، كلما كان التموج أقل.

يعتمد معدل تفريغ المكثف على التيار الذي يستهلكه الحمل. يمكن تحديدها بواسطة صيغة ثابت الوقت:

ر = RC

حيث R هي مقاومة الحمل ، و C هي قدرة مكثف التنعيم.

وبالتالي ، من حالة مشحونة بالكامل إلى مكثف تفريغها بالكامل يتم تفريغها في 3-5 ر. يتم الشحن بنفس السرعة إذا حدثت الشحنة من خلال المقاوم ، لذلك في حالتنا لا يهم.

ويترتب على ذلك أنه من أجل تحقيق مستوى مقبول من التموج (يتم تحديده حسب متطلبات الحمل على مصدر الطاقة) ، هناك حاجة إلى السعة التي سيتم تفريغها على مدار عدة مرات أكبر من t. نظرًا لأن مقادير معظم الأحمال صغيرة نسبيًا ، فهناك حاجة إلى سعة كبيرة ، من أجل تخفيف التموجات عند إخراج المقوم ، المكثفات كهربائيا، وتسمى أيضا القطبية أو الاستقطاب.

يرجى ملاحظة أن الخلط بين قطبية مكثف كهربائيا غير محبذ للغاية ، لأن هذا محفوف بفشلها وحتى انفجارها. تتمتع المكثفات الحديثة بالحماية من الانفجار - ولديها ختم على الغطاء العلوي في شكل صليب ، حيث يتم تكسير العلبة ببساطة. لكن سيلاً من الدخان سيخرج من المكثف ، وسيكون سيئاً إذا وقع في عينيك.

يعتمد حساب السعة على نوع معامل التموج الذي تحتاج إلى توفيره. بعبارات بسيطة ، يوضح معامل التموج مقدار الجهد الذي ينخفض ​​(النبض).

لحساب سعة مكثف التنعيم ، يمكنك استخدام الصيغة التقريبية:

C = 3200 * In / Un * Kp ،

حيث في الحمل الحالي ، الامم المتحدة تحميل الجهد ، kn - تموج عامل.

بالنسبة لمعظم أنواع المعدات ، يتم أخذ معامل التموج 0.01-0.001. بالإضافة إلى ذلك ، من المستحسن التثبيت مكثف السيراميك أكبر سعة ممكنة ، للترشيح من التداخل عالي التردد.

كيفية جعل مصدر الطاقة افعل ذلك بنفسك؟

يتكون أبسط مصدر طاقة التيار المستمر من ثلاثة عناصر:

1. محول

2. جسر ديود.

3. مكثف.

إذا كنت بحاجة إلى الحصول على الجهد العالي ، وكنت تتجاهل العزلة الكلفانية ، يمكنك استبعاد المحول من القائمة ، ثم ستحصل على جهد ثابت يصل إلى 300-310V. هذه الدائرة هي عند إدخال تبديل إمدادات الطاقة ، على سبيل المثال ، على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. لقد كتبنا مؤخرًا مقالة رائعة عنهم - كيف هو امدادات الطاقة الكمبيوتر.

هذا مصدر طاقة مستمر غير مستقر مع مكثف تجانس. الجهد في ناتجها أكبر من الجهد المتناوب لللف الثانوي. هذا يعني أنه إذا كان لديك محول 220/12 (أولي على 220 فولت ، وثانوي على 12 فولت) ، فعند الخرج سوف تحصل على ثابت 15-17 فولت. هذه القيمة تعتمد على قدرة مكثف التنعيم. يمكن استخدام هذه الدائرة لتشغيل أي حمولة ، إذا لم تكن مهمة لها ، فإن الجهد يمكن أن "يطفو" عندما يتغير جهد التيار الكهربائي.

ومن المهم أن:

يتميز المكثف بخاصيتين رئيسيتين - السعة والجهد. اكتشفنا كيفية اختيار السعة ، ولكن ليس مع اختيار الجهد. يجب أن يتجاوز الجهد المكثف الجهد السعة عند إخراج المعدل على الأقل. إذا تجاوز الجهد الفعلي الموجود على لوحات المكثف الجهد المقنن ، فمن المحتمل أن ينهار.

صنعت المكثفات السوفيتية القديمة بهامش جيد للجهد ، لكن الآن يستخدم الجميع الشوارد الرخيصة من الصين ، حيث يوجد في أفضل الأحوال هامش صغير ، وفي أسوأ الحالات ، لا يمكنهم تحمل الجهد الاسمي المحدد. لذلك ، لا توفر على الموثوقية.

تختلف وحدة تزويد الطاقة المستقرة عن الوحدة السابقة فقط في وجود عامل استقرار للجهد (أو التيار). أبسط خيار هو استخدام L78xx أو غيرها. المثبتات الخطية، مثل البنك المحلي.

لذلك يمكنك الحصول على أي جهد ، والشرط الوحيد عند استخدام هذه المثبتات هو أن الجهد إلى المثبت يجب أن يتجاوز قيمة (الإخراج) استقر بنسبة 1.5V على الأقل. النظر في ما هو مكتوب في ورقة بيانات المثبت 1278 L7812:

يجب ألا يتجاوز جهد الدخل 35 فولت ، للمثبتات من 5 إلى 12 فولت ، و 40 فولت للمثبتات عند 20-24 فولت.

يجب أن يتجاوز جهد الدخل جهد الخرج بمقدار 2-2.5 فولت.

أي بالنسبة لمصدر الطاقة المستقر بجهد 12 فولت مع مثبت سلسلة L7812 ، من الضروري أن يكون الجهد المعدل في حدود 14.5-35V ، لتجنب الهبوط ، سيكون حلاً مثاليًا لاستخدام محول مع لف ثانوي إلى 12 فولت.

لكن تيار الإنتاج متواضع للغاية - فقط 1.5A ، يمكن تضخيمه باستخدام الترانزستور المار. إذا كان لديك الترانزستورات PNP، يمكنك استخدام هذا المخطط:

إنه يُظهر فقط توصيل الجزء "الأيسر" من جهاز التثبيت الخطي من الدائرة بمحوّل ومعدل.

إذا كان لديك ترانزيستورات NPN مثل KT803 / KT805 / KT808 ، فسيعمل هذا واحدًا:

تجدر الإشارة إلى أنه في الدائرة الثانية ، سيكون جهد الخرج أقل من جهد التثبيت بمقدار 0.6 فولت - وهذا انخفاض في تقاطع قاعدة باعث ، لقد كتبنا المزيد عن هذا في مقال عن الترانزستورات ثنائية القطب. للتعويض عن هذا الانخفاض ، تم إدخال الصمام الثنائي D1 في الدائرة.

من الممكن تثبيت مثبتين خطيين بشكل متوازٍ ، لكن ليس ضروريًا! بسبب الانحرافات المحتملة أثناء التصنيع ، سيتم توزيع الحمولة بشكل غير متساو وقد يحترق أحدها بسبب هذا.

تثبيت كل من الترانزستور والمثبت الخطي على المبرد ، ويفضل على مشعات مختلفة. انهم حارون جدا.

إمدادات الطاقة قابل للتعديل

أبسط مصدر طاقة قابل للتعديل يمكن أن يصنع من خلال مثبت خطي قابل للضبط LM317 ، ويبلغ تياره أيضًا ما يصل إلى 1.5 أ ، ويمكنك تضخيم الدائرة بواسطة الترانزستور التمريري ، كما هو موضح أعلاه.

فيما يلي رسم بياني أكثر سهولة لتجميع مصدر طاقة قابل للتعديل.

للحصول على المزيد من التيار ، يمكنك استخدام مثبت أكثر قوة قابل للتعديل LM350.

 

في الدائرتين الأخيرتين ، هناك إشارة تدل على وجود جهد عند إخراج جسر الصمام الثنائي ، قاطع دارة 220 فولت ، فتيل أساسي متعرج.

فيما يلي مثال لشاحن بطارية قابل للتعديل مع منظم الثايرستور في اللف الأساسي ، أساسا نفس امدادات الطاقة قابل للتعديل.

بالمناسبة ، يتم تنظيم تيار اللحام أيضًا بواسطة دارة مماثلة:

تم وضع هذا المقال في وقت سابق: كيفية جعل منظم الحالي بسيط لمحول اللحام

استنتاج

يستخدم المقوم في مصادر الطاقة لإنتاج تيار مباشر من تيار متناوب. بدون مشاركته ، لن يكون من الممكن تشغيل حمل DC ، على سبيل المثال شريط LED أو مستقبل راديو.

يستخدم أيضًا في مجموعة متنوعة من أجهزة الشحن لبطاريات السيارات ، وهناك عدد من الدوائر التي تستخدم محولًا مع مجموعة من الصنابير من الملف الرئيسي ، والتي يتم تبديلها بواسطة مفتاح ربط ، ويتم تثبيت جسر الصمام الثنائي فقط في اللف الثانوي. تم تثبيت المفتاح على جانب الجهد العالي ، حيث يكون التيار أقل عدة مرات ولن يتم حرق جهات الاتصال الخاصة به.

وفقًا للرسومات التوضيحية الواردة في المقالة ، يمكنك تجميع أبسط وحدة إمداد بالطاقة للعمل الدائم مع بعض الأجهزة ولاختبار المنتجات الإلكترونية المنزلية.

لا تختلف الدوائر في الكفاءة العالية ، ولكنها تنتج جهدًا ثابتًا دون تموجات خاصة ، يجب عليك التحقق من سعة المكثفات وحساب الحمولة المحددة. إنها مثالية لمكبرات الصوت منخفضة الطاقة ، ولن تنشئ خلفية إضافية. سوف يكون مصدر الطاقة القابل للتعديل مفيدًا لهواة السيارات والكهربائيين لاختبار مرحل منظم الجهد للمولدات.

يتم استخدام مصدر طاقة قابل للتعديل في جميع مجالات الإلكترونيات ، وإذا تم تحسينه عن طريق حماية دائرة قصر أو مثبت تيار مع اثنين من الترانزستورات ، سوف تحصل على امدادات الطاقة المختبر كاملة تقريبا.