Kā padarīt taisngriezi un vienkāršu barošanas avotu

Taisngriezis ir ierīce maiņstrāvas sprieguma pārvēršanai DC. Šī ir viena no visbiežāk sastopamajām elektrisko ierīču detaļām, sākot no matu žāvētāja līdz visa veida barošanas avotiem ar izejas līdzstrāvas spriegumu. Taisngriežu shēmas ir dažādas, un katrs no tiem zināmā mērā tiek galā ar savu uzdevumu. Šajā rakstā mēs runāsim par to, kā padarīt vienfāzes taisngriezi un kāpēc tas ir nepieciešams.

Definīcija

Taisngriezis ir ierīce, kas paredzēta maiņstrāvas maiņai līdzstrāvai. Vārds "konstante" nav pilnīgi pareizs, fakts ir tāds, ka taisngrieža izejā sinusoidālā maiņstrāvas ķēdē jebkurā gadījumā būs nestabilizēts pulsējošs spriegums. Vienkāršiem vārdiem sakot: nemainīga zīme, bet dažāda lieluma.

Ir divu veidu taisngrieži:

• Pusvilnis. Tas izlabo tikai vienu ieejas sprieguma pusviļņu. Raksturots ar spēcīgu pulsāciju un samazināts attiecībā pret ieejas spriegumu.

• Divreiz gadā. Attiecīgi tiek iztaisnoti divi pusviļņi. Viļņošanās ir zemāka, spriegums ir augstāks nekā taisngrieža ieejā - tie ir divi galvenie raksturlielumi.

Ko nozīmē stabilizēts un nestabilizēts spriegums?

Stabilizēts ir spriegums, kura lielums nemainās neatkarīgi no slodzes vai ieejas sprieguma pārsprieguma. Transformatoru barošanas avotiem tas ir īpaši svarīgi, jo izejas spriegums ir atkarīgs no ieejas sprieguma un atšķiras no tā ar pārveidošanas laikiem.

Nestabilizēts spriegums - mainās atkarībā no pieplūduma piegādes tīklā un slodzes raksturlielumiem. Izmantojot šādu barošanas avotu, pazemināšanās dēļ var notikt nepareiza pievienoto ierīču darbība vai pilnīga to nedarbojamība un kļūme.

Izejas spriegums

Mainīgās sprieguma galvenās vērtības ir amplitūda un faktiskā vērtība. Kad viņi saka: "220 V tīklā", tas nozīmē pašreizējo spriegumu.

Ja mēs runājam par amplitūdas vērtību, mēs domājam, cik voltu ir no nulles līdz sinusoidāla pusviļņa augšējam punktam.

 

Izlaižot teoriju un vairākas formulas, mēs to varam teikt strāvas spriegums 1,41 reizes mazāka par amplitūdu. Vai:

Uа = Uд * √2

Amplitūdas spriegums 220 V tīklā ir:

220*1.41=310

Shēmas

Pusviļņu taisngriezis sastāv no vienas diodes. Viņš vienkārši nepalaiž garām atgriešanās pusviļņu. Izeja ir spriegums ar spēcīgiem ripples no nulles līdz ieejas sprieguma amplitūdas vērtībai.

Runājot ļoti vienkāršā valodā, tad šajā ķēdē puse no ieejas sprieguma nonāk slodzē. Bet tas nav pilnīgi pareizi.

Divpusēji viļņu ķēdes pārraida abus pusviļņus no ieejas uz slodzi. Iepriekš rakstā tika pieminēta sprieguma amplitūdas vērtība, tāpēc spriegums taisngrieža izejā ir vienāds ar zemāku vērtību nekā aktīvais mainīgais pie ieejas.

Bet, ja mēs izlīdzināsim pulsāciju izmantojot kondensatoru, jo mazāki ripples, jo tuvāk spriegumam būs amplitūda.

Par ripples izlīdzināšanu mēs runāsim vēlāk. Tagad apsveriet diode tilta shēma.

Ir divi no tiem:

1. Taisngriezis saskaņā ar Gretz shēmu vai diode tilts;

2. Taisngriezis ar viduspunktu.

Pirmā shēma ir biežāka. Sastāv no diožu tilta - četras diodes ir savstarpēji savienoti ar “kvadrātu”, un slodze ir savienota ar pleciem. Tilta taisngriezis ir samontēts pēc šādas shēmas:

To var pieslēgt tieši 220 V tīklam, kā tas tiek darīts moderni komutācijas barošanas bloki, vai uz tīkla (50 Hz) transformatora sekundārajiem tinumiem.Saskaņā ar šo shēmu diožu tiltus var salikt no diskrētām (atsevišķām) diodēm vai arī izmantot gatavu diožu tilta montāžu vienā korpusā.

Otrā ķēde ir vidēja taisngrieža, kuru nevar tieši pieslēgt tīklam. Tās nozīme ir izmantot transformatoru ar krānu no vidus.

Būtībā tie ir divi pusviļņu taisngrieži, kas savienoti ar sekundārā tinuma galiem, slodze ar vienu kontaktu ir savienota ar diožu savienojuma punktu, bet otrā - pie krāna no tinumu vidus.

Tās priekšrocība salīdzinājumā ar pirmo ķēdi ir mazāks pusvadītāju diožu skaits. Un trūkums ir tāda transformatora izmantošana ar viduspunktu vai, kā viņi to sauc, filiāle no vidus. Tie ir mazāk izplatīti nekā parastie sekundārie transformatori bez krāna.

Ripple izlīdzināšana

Ripple sprieguma padeve ir nepieņemama daudziem patērētājiem, piemēram, gaismas avotiem un audio iekārtām. Turklāt pieļaujamās gaismas pulsācijas tiek regulētas valsts un nozares normatīvajos dokumentos.

Lai izlīdzinātu pulsācijas, izmantojiet filtri - paralēli uzstādīts kondensators, LC filtrs, dažādi P un G filtri ...

Bet visizplatītākais un vienkāršākais variants ir kondensators, kas uzstādīts paralēli slodzei. Tā trūkums ir tāds, ka, lai samazinātu pulsāciju pie ļoti jaudīgas slodzes, būs jāinstalē ļoti lielas ietilpības kondensatori - desmitiem tūkstošu mikrofatru.

Tās darbības princips ir tāds, ka kondensators tiek uzlādēts, tā spriegums sasniedz amplitūdu, barošanas spriegums sāk samazināties pēc maksimālās amplitūdas punkta, no šī brīža slodzi baro kondensators. Kondensators izlādējas atkarībā no slodzes pretestības (vai tai līdzvērtīgas pretestības, ja tā nav pretestīga). Jo lielāka ietilpība - jo mazāka būs pulsācija, salīdzinot ar kondensatoru ar mazāku jaudu, kas savienots ar to pašu kravu.

Vienkāršiem vārdiem sakot: jo lēnāk izlādējas kondensators, jo mazāk pulsācijas.

Kondensatora izlādes ātrums ir atkarīgs no slodzes patērētās strāvas. To var noteikt pēc laika konstantes formulas:

t = RC

kur R ir slodzes pretestība un C ir izlīdzināšanas kondensatora ietilpība.

Tādējādi no pilnībā uzlādēta stāvokļa līdz pilnībā izlādētam kondensatoram tiek izlādēts 3–5 t. Tas tiek uzlādēts ar tādu pašu ātrumu, ja uzlāde notiek caur rezistoru, tāpēc mūsu gadījumā tam nav nozīmes.

No tā izriet, ka, lai sasniegtu pieņemamu pulsācijas līmeni (to nosaka enerģijas avota slodzes prasības), nepieciešama kapacitāte, kas izlādējas laikā, kas vairākas reizes pārsniedz t. Tā kā lielākajai daļai slodžu pretestība ir salīdzinoši maza, ir nepieciešama liela ietilpība, lai izlīdzinātu riņķus taisngrieža izejā, elektrolītiskie kondensatori, tos sauc arī par polāriem vai polarizētiem.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka tiek ļoti traucēta elektrolītiskā kondensatora polaritātes sajaukšana, jo tas ir pilns ar tā kļūmēm un pat eksploziju. Mūsdienu kondensatori ir aizsargāti no eksplozijas - uz augšējā vāka tiem ir iespiedums krusta formā, gar kuru korpuss ir vienkārši saplaisājis. Bet no kondensatora izplūdīs dūmu straume, tas būs slikti, ja tas nokļūst acīs.

Jauda tiek aprēķināta, pamatojoties uz to, kāda veida pulsācijas koeficients jums ir jāsniedz. Vienkārši izsakoties, pulsācijas koeficients parāda, cik liels spriegums saglogots (pulsē).

Lai aprēķinātu izlīdzināšanas kondensatora ietilpību, varat izmantot aptuveno formulu:

C = 3200 * in / Un * Kp,

Kur slodzes strāva, slodzes spriegums, slodzes koeficients.

Lielākajai daļai aprīkojuma pulsācijas koeficients tiek ņemts par 0,01-0.001. Turklāt ir vēlams instalēt keramikas kondensators pēc iespējas lielāka ietilpība filtrēšanai no augstfrekvences traucējumiem.

Kā padarīt barošanas sistēmu pats?

Vienkāršākā līdzstrāvas barošana sastāv no trim elementiem:

1. Transformators;

2. diožu tilts;

3. Kondensators.

Ja jums ir nepieciešams iegūt augstu spriegumu un nevērīgi izturēties pret galvanisko izolāciju, transformatoru var izslēgt no saraksta, tad jūs iegūsit pastāvīgu spriegumu līdz 300-310V. Šāda ķēde atrodas pie komutācijas barošanas avotu ieejas, piemēram, jūsu datorā. Nesen par viņiem mēs uzrakstījām lielisku rakstu - Kā notiek datora barošana.

Šī ir nestabilizēta līdzstrāvas barošana ar izlīdzināšanas kondensatoru. Spriegums pie tā izejas ir lielāks par sekundārā tinuma mainīgo spriegumu. Tas nozīmē, ka, ja jums ir 220/12 transformators (primārais uz 220 V un sekundārs uz 12 V), tad pie izejas jūs iegūsit 15-17 V konstanti. Šī vērtība ir atkarīga no izlīdzināšanas kondensatora jaudas. Šo ķēdi var izmantot jebkuras slodzes barošanai, ja tas tam nav svarīgs, tad, mainoties tīkla spriegumam, spriegums var “peldēt”.

Svarīgi:

Kondensatoram ir divas galvenās īpašības - kapacitāte un spriegums. Mēs izdomājām, kā izvēlēties jaudu, bet nevis ar sprieguma izvēli. Kondensatora spriegumam jāpārsniedz vismaz puse no amplitūdas sprieguma taisngrieža izejā. Ja faktiskais spriegums kondensatora plāksnēs pārsniedz nominālo spriegumu, tas, visticamāk, neizdosies.

Vecie padomju kondensatori tika izgatavoti ar labu sprieguma rezervi, bet tagad visi izmanto lētus elektrolītus no Ķīnas, kur labākajā gadījumā ir neliela rezerve, un sliktākajā gadījumā tie nevar izturēt norādīto nominālo spriegumu. Tāpēc netaupiet uz uzticamību.

Stabilizēts barošanas bloks atšķiras no iepriekšējā tikai ar sprieguma (vai strāvas) stabilizatora klātbūtni. Vienkāršākā iespēja ir izmantot L78xx vai citus. lineārie stabilizatori, piemēram, vietējā banka.

Tātad jūs varat iegūt jebkuru spriegumu, vienīgais nosacījums, lietojot šādus stabilizatorus, ir tāds, ka stabilizatora spriegumam jāpārsniedz stabilizētās (izejas) vērtība vismaz par 1,5 V. Apsveriet, kas rakstīts datu lapā 12V stabilizators L7812:

Ieejas spriegums nedrīkst pārsniegt 35 V stabilizatoriem no 5 līdz 12 V un 40 V stabilizatoriem pie 20–24 V.

Ieejas spriegumam jāpārsniedz izejas spriegums par 2–2,5 V.

T. i. stabilizētam 12 V barošanas avotam ar L7812 sērijas stabilizatoru ir nepieciešams, lai rektificētajam spriegumam būtu diapazonā no 14,5-35 V, lai izvairītos no pazemināšanās, ideāls risinājums būtu izmantot transformatoru ar sekundāro tinumu līdz 12 V.

Bet izejas strāva ir diezgan pieticīga - tikai 1,5A, to var pastiprināt, izmantojot caurlaides tranzistoru. Ja jums ir PNP tranzistori, varat izmantot šo shēmu:

Tas parāda tikai lineārā stabilizatora ķēdes “kreisās” daļas savienojumu ar transformatoru un taisngriezi.

Ja jums ir tādi NPN tranzistori kā KT803 / KT805 / KT808, tad tas darīs:

Ir vērts atzīmēt, ka otrajā ķēdē izejas spriegums būs mazāks par stabilizācijas spriegumu par 0,6 V - tas ir kritums emitētāja pamatnes krustojumā, mēs par to vairāk rakstījām rakstā par bipolāriem tranzistoriem. Lai kompensētu šo kritumu, ķēdē tika ieviesta diode D1.

Ir iespējams paralēli uzstādīt divus lineārus stabilizatorus, bet tas nav nepieciešams! Iespējamo noviržu dēļ ražošanas laikā krava tiks sadalīta nevienmērīgi, un viena no tām var izdegt.

Uz radiatora, vēlams, uz dažādiem radiatoriem, uzstādiet gan tranzistoru, gan lineāro stabilizatoru. Viņi ir ļoti karsti.

Pielāgojami barošanas avoti

Vienkāršāko regulējamo strāvas padevi var veikt ar regulējamu lineāru stabilizatoru LM317, tā strāva ir arī līdz 1,5 A, jūs varat pastiprināt ķēdi ar caurlaides tranzistoru, kā aprakstīts iepriekš.

Šeit ir intuitīvāka shēma regulējama barošanas avota montāžai.

Lai iegūtu lielāku strāvu, varat izmantot jaudīgāku regulējamu stabilizatoru LM350.

 

Pēdējās divās ķēdēs ir ieslēgta indikācija, kas parāda sprieguma klātbūtni diodes tilta izejā, 220 V ķēdes pārtraucēju un primāro drošinātāju.

Šeit ir regulējama akumulatora lādētāja piemērs ar tiristora regulatoru primārajā tinumā būtībā ir tāds pats regulējams barošanas avots.

Starp citu, metināšanas strāvu regulē arī līdzīga shēma:

Šis raksts tika izlikts iepriekš: Kā padarīt vienkāršu strāvas regulatoru metināšanas transformatoram

Secinājums

Taisngriezis tiek izmantots barošanas avotos, lai no maiņstrāvas iegūtu līdzstrāvu. Bez viņa līdzdalības nebūs iespējams barot līdzstrāvas slodzi, piemēram, LED sloksni vai radio uztvērēju.

Izmanto arī dažādos automašīnu akumulatoru lādētājos, ir vairākas shēmas, kurās izmanto transformatoru ar primārā tinuma krānu grupu, kurus pārslēdz ar uzgriežņu atslēgu, un sekundārajā tinumā ir uzstādīts tikai diodes tilts. Slēdzis ir uzstādīts augstsprieguma pusē, jo tur strāva ir daudz reizes mazāka, un tā kontakti no tā nedeg.

Saskaņā ar diagrammām no raksta jūs varat salikt vienkāršāko barošanas bloku gan pastāvīgam darbam ar kādu ierīci, gan arī savu elektronisko mājas izstrādājumu pārbaudei.

Ķēdes neatšķiras pēc augstas efektivitātes, taču tās rada stabilizētu spriegumu bez īpašiem ripples, jums jāpārbauda kondensatoru kapacitāte un jāaprēķina konkrētai slodzei. Tie ir lieliski piemēroti mazjaudas audio pastiprinātājiem un neradīs papildu fonu. Pielāgojams barošanas avots būs noderīgs automašīnu entuziastiem un elektriķiem, lai pārbaudītu ģeneratora sprieguma regulatora releju.

Regulējams barošanas avots tiek izmantots visās elektronikas jomās, un, ja to uzlabo ar īssavienojuma aizsardzību vai strāvas stabilizatoru ar diviem tranzistoriem, jūs iegūsit gandrīz pilnīgu laboratorijas barošanas avotu.