Cara membuat penyearah dan bekalan kuasa yang mudah

Penyesuai adalah peranti untuk menukarkan voltan AC ke DC. Ini adalah salah satu bahagian yang paling biasa dalam peralatan elektrik, mulai dari pengering rambut ke semua jenis bekalan kuasa dengan voltan DC output. Terdapat skema penerus yang berbeza dan masing-masing sampai ke tahap yang tertentu mengatasi tugasnya. Dalam artikel ini, kita akan bercakap tentang cara membuat penerus fasa tunggal, dan mengapa ia diperlukan.

Definisi

Penyearah adalah peranti yang direka untuk menukar AC ke DC. Perkataan "malar" tidak sepenuhnya betul, sebenarnya adalah pada output penerus, dalam litar voltan selang sinusoidal, dalam mana-mana terdapat voltan berdenyut tidak stabil. Dalam kata-kata ringkas: tanda tetap, tetapi bervariasi dalam magnitud.

Terdapat dua jenis penerus:

• Gelombang separuh. Ia membetulkan hanya satu separuh gelombang voltan masukan. Dicirikan oleh riak kuat dan berkurang berbanding dengan voltan masukan.

• Biannual. Oleh itu, dua gelombang separuh diluruskan. Si riak adalah lebih rendah, voltan lebih tinggi dari pada input penerus - ini adalah dua ciri utama.

Apakah voltan yang stabil dan tidak stabil?

Penstabil adalah voltan yang tidak berubah secara besar-besaran secara bebas sama ada beban atau lonjakan voltan masukan. Untuk bekalan kuasa pengubah, ini amat penting kerana voltan keluaran bergantung pada voltan masukan dan berbeza dari masa Transformasi.

Voltan tidak stabil - berbeza bergantung kepada lonjakan dalam rangkaian bekalan dan ciri beban. Dengan bekalan kuasa seperti ini, kerana penenggelaman, operasi yang tidak betul dari peranti yang bersambung atau ketidakupayaan dan kegagalan yang lengkap dapat terjadi.

Voltan output

Nilai utama voltan berselang adalah nilai amplitud dan berkesan. Apabila mereka berkata "dalam rangkaian 220V" bermakna voltan semasa.

Jika kita bercakap mengenai nilai amplitud, kita bermaksud berapa voltan dari sifar ke titik atas gelombang separuh gelombang sinus.

 

Mengecewakan teori dan beberapa formula, kita boleh mengatakannya voltan semasa 1.41 kali kurang daripada amplitud. Atau:

Ua = Ud * √2

Voltan amplitud dalam rangkaian 220V ialah:

220*1.41=310

Skim

Penyukat gelombang separuh terdiri daripada satu diod. Dia hanya tidak melepaskan gelombang separuh kembali. Output adalah voltan dengan riak kuat dari sifar ke nilai amplitud voltan input.

Bercakap dalam bahasa yang sangat mudah, maka dalam litar ini, separuh daripada voltan masukan memasuki beban. Tetapi ini tidak sepenuhnya betul.

Litar dua setengah gelombang menghantar kedua gelombang dari input ke beban. Di atas dalam artikel, nilai amplitud voltan disebut, jadi voltan pada output penerus adalah sama dalam magnitud daripada pemboleh ubah sebenar pada input.

Tetapi jika kita melancarkan riak menggunakan kapasitor, semakin kecil riak, lebih dekat voltan akan menjadi amplitud.

Kami akan bercakap tentang ripples pelicinan kemudian. Sekarang pertimbangkan litar jambatan dioda.

Terdapat dua daripada mereka:

1. Rectifier mengikut skema Gretz atau jambatan dioda;

2. Rectifier dengan titik tengah.

Skim pertama adalah lebih biasa. Terdiri daripada jambatan dioda - empat diod saling berkaitan dengan "persegi", dan beban disambungkan ke bahunya. Penyearah jambatan dipasang mengikut skema di bawah:

Ia boleh disambungkan terus ke rangkaian 220V, seperti yang dilakukan di bekalan kuasa berpaling moden, atau kepada penggulungan sekunder pengubah rangkaian (50 Hz).Mengikut skim ini, jambatan dioda boleh dipasang dari dioda diskret (berasingan) atau menggunakan pemasangan jambatan diod siap pakai dalam perumahan tunggal.

Litar kedua adalah penerus tengah-titik yang tidak dapat disambungkan terus ke rangkaian. Maksudnya ialah menggunakan transformer dengan paip dari tengah.

Pada dasarnya, ini adalah dua penerus gelombang separuh yang disambungkan kepada hujung penggulungan sekunder, beban dengan satu kenalan disambungkan ke titik persimpangan dioda, dan kedua ke keran dari tengah-tengah lilitan.

Kelebihannya terhadap litar pertama ialah bilangan dioda semikonduktor yang lebih kecil. Dan kelemahan adalah penggunaan pengubah dengan titik tengah atau, kerana mereka memanggilnya, cawangan dari tengah. Mereka kurang biasa daripada transformer menengah bukan jenis konvensional.

Ripple Smoothing

Pembekalan voltan gegelung tidak boleh diterima untuk sebilangan pengguna, contohnya, sumber cahaya dan peralatan audio. Selain itu, denyutan cahaya yang dibenarkan dikawal selia dalam dokumen pengawalseliaan negeri dan industri.

Untuk melancarkan denyutan, gunakan penapis - kapasitor dipasang selari, penapis LC, pelbagai penapis P dan G ...

Tetapi opsyen yang paling biasa dan paling mudah ialah kapasitor yang dipasang sejajar dengan beban. Kelemahannya ialah untuk mengurangkan riak pada beban yang sangat kuat, perlu dipasang kapasitor kapasiti yang sangat besar - puluhan ribu mikrofar.

Prinsip operasinya adalah bahawa kapasitor sedang mengecas, voltannya mencapai amplitud, voltan bekalan mula berkurang selepas titik amplitud maksimum, dari saat itu beban dikuasakan oleh kapasitor. Pelepasan kapasitor bergantung kepada rintangan beban (atau rintangan yang setara, jika tidak rintangan). Semakin besar kapasitansi - lebih kecil riak akan, jika dibandingkan dengan kapasitor dengan keupayaan yang lebih rendah dihubungkan dengan beban yang sama.

Secara ringkasnya: perlahan pelepasan kapasitor, kurang riak.

Kadar pelepasan kapasitor bergantung kepada semasa yang digunakan oleh beban. Ia boleh ditentukan oleh formula pemalar masa:

t = RC

di mana R ialah rintangan beban, dan C ialah kapasiti kapasitor pelicin.

Oleh itu, dari keadaan penuh yang dikenakan ke kapasitor sepenuhnya dilepaskan dalam 3-5 t. Ia mengenakan bayaran pada kelajuan yang sama jika pertuduhan berlaku melalui perintang, jadi dalam kes kita tidak penting.

Ia mengikuti bahawa untuk mencapai tahap ripple yang boleh diterima (ditentukan oleh keperluan beban pada sumber kuasa), suatu kapasitans diperlukan yang akan dikeluarkan dari masa ke masa beberapa kali lebih besar daripada t. Oleh kerana rintangan kebanyakan beban agak kecil, kapasiti yang besar diperlukan, oleh itu, untuk melancarkan riak pada output penerus, kapasitor elektrolitik, mereka juga dipanggil kutub atau terpolarisasi.

Sila ambil perhatian bahawa mengelirukan polaritas kapasitor elektrolitik sangat tidak digalakkan, kerana ini penuh dengan kegagalannya dan juga letupan. Kapasitor moden dilindungi dari letupan - mereka mempunyai stamping pada penutup atas dalam bentuk salib, di mana kes itu hanya retak. Tetapi aliran asap akan keluar dari kondensor, ia akan menjadi buruk jika ia masuk ke dalam mata anda.

Pengiraan kapasiti adalah berdasarkan jenis koefisien riak yang anda perlu sediakan. Secara ringkas, pekali riak menunjukkan berapa banyak voltan yang meleleh (berdenyut).

Untuk mengira kapasiti kapasitor pelicin, anda boleh menggunakan formula anggaran:

C = 3200 * In / Un * Kp,

Di mana semasa beban, Voltan un - beban, faktor Kn - ripple.

Bagi kebanyakan jenis peralatan, pekali riak diambil 0.01-0.001. Di samping itu, ia adalah wajar untuk dipasang kapasitor seramik sebagai kapasiti besar yang mungkin, untuk penapisan daripada gangguan frekuensi tinggi.

Bagaimana untuk membuat bekalan kuasa sendiri?

Bekalan kuasa DC paling mudah terdiri daripada tiga elemen:

1. Transformer;

2. Jambatan Diode;

3. Kapasitor.

Jika anda perlu mendapatkan voltan tinggi, dan anda mengabaikan pengasingan galvanik, anda boleh mengecualikan pengubah dari senarai, maka anda akan mendapat voltan malar sehingga 300-310V. Litar semacam ini adalah pada input bekalan kuasa bertukar, contohnya, seperti pada komputer anda. Kami baru-baru ini menulis artikel hebat tentang mereka - Bagaimana bekalan kuasa komputer.

Ini adalah bekalan kuasa DC yang tidak stabil dengan kapasitor yang melicinkan. Voltan pada keluarannya adalah lebih besar daripada voltan selang penggulungan sekunder. Ini bermakna jika anda mempunyai pengubah 220/12 (utama pada 220V, dan menengah pada 12V), maka pada output anda akan mendapat pemalar 15-17V. Nilai ini bergantung pada kapasiti kapasitor pelicin. Litar ini boleh digunakan untuk menggerakkan apa-apa beban, jika ia tidak penting untuknya, maka voltan boleh "terapung" apabila voltan sesalur berubah.

Penting:

Kapasitor mempunyai dua ciri utama - kapasitansi dan voltan. Kami mendapati cara memilih kapasiti, tetapi tidak dengan pemilihan voltan. Voltan kapasitor mesti melebihi sekurang-kurangnya separuh voltan amplitud pada output penerus. Jika voltan sebenar pada plat kapasitor melebihi voltan undian, ia mungkin gagal.

Kapasitor Soviet lama telah dibuat dengan margin voltan yang baik, tetapi kini semua orang menggunakan elektrolit murah dari China, di mana yang terbaik terdapat margin kecil, dan dalam kes yang paling teruk, mereka tidak dapat menahan voltan nominal yang dinyatakan. Oleh itu, jangan simpan keandalan.

Unit bekalan kuasa yang stabil berbeza dari yang sebelumnya hanya dengan kehadiran penstabil voltan (atau semasa). Pilihan paling mudah ialah menggunakan L78xx atau yang lain. penstabil linier, seperti Bank domestik.

Oleh itu, anda boleh mendapatkan sebarang voltan, satu-satunya keadaan apabila menggunakan penstabil sedemikian ialah voltan kepada penstabil mesti melebihi nilai stabil (output) dengan sekurang-kurangnya 1.5V. Pertimbangkan apa yang ditulis dalam penyahkod 12V penstabil L7812:

Voltan input tidak boleh melebihi 35V, untuk penstabil dari 5 hingga 12V, dan 40V untuk penstabil pada 20-24V.

Voltan input mesti melebihi voltan keluaran oleh 2-2.5V.

I.e. untuk bekalan kuasa 12V yang stabil dengan penstabil siri L7812, adalah perlu bahawa voltan yang diperbetulkan terletak dalam 14.5-35V, untuk mengelakkan penenggelaman, ia akan menjadi penyelesaian yang sesuai untuk menggunakan pengubah dengan penggulungan menengah ke 12V.

Tetapi arus keluaran cukup sederhana - hanya 1.5A, ia boleh diperkuat menggunakan transistor pass-through. Jika anda ada Transistor PNP, anda boleh menggunakan skim ini:

Ia hanya menunjukkan sambungan penstabil linier linear "kiri" litar dengan pengubah dan penerus tidak diganti.

Sekiranya anda mempunyai transistor NPN seperti KT803 / KT805 / KT808, maka ini akan dilakukan:

Perlu diperhatikan bahawa dalam litar kedua, voltan keluaran akan kurang daripada voltan penstabilan oleh 0.6V - ini adalah penurunan di persimpangan asas pemancar, kami menulis lebih lanjut mengenai ini dalam artikel mengenai transistor bipolar. Untuk mengimbangi penurunan ini, satu diod D1 diperkenalkan ke dalam litar.

Ia adalah mungkin untuk memasang dua penstabil linier selari, tetapi tidak perlu! Oleh kerana penyimpangan mungkin semasa pembuatan, beban akan diagihkan tidak sekata dan salah satu daripada mereka mungkin terbakar kerana ini.

Pasang kedua-dua transistor dan penstabil linier pada radiator, sebaik-baiknya pada radiator yang berbeza. Mereka sangat panas.

Bekalan Kuasa Laras

Bekalan kuasa laras yang paling mudah boleh dibuat dengan penstabil linear laras LM317, arusnya juga sehingga 1.5 A, anda boleh menguatkan litar dengan transistor lulus, seperti yang dijelaskan di atas.

Berikut adalah gambarajah yang lebih intuitif untuk memasang bekalan kuasa laras.

Untuk mendapatkan lebih banyak semasa, anda boleh menggunakan LM350 penstabil laras yang lebih kuat.

 

Dalam dua litar terakhir, ada satu petunjuk yang menunjukkan kehadiran voltan pada keluaran jambatan dioda, pemutus litar 220V, fius penggulungan utama.

Berikut adalah contoh pengecas bateri boleh laras dengan regulator thyristor dalam penggulungan utama, pada dasarnya bekalan kuasa laras yang sama.

Dengan cara ini, semasa kimpalan juga dikawal oleh litar yang sama:

Artikel ini dibentangkan sebelum ini: Bagaimana untuk membuat pengatur semasa yang mudah untuk pengubah kimpalan

Kesimpulannya

Penyearah digunakan dalam bekalan kuasa untuk menghasilkan arus terus dari arus berselang. Tanpa penyertaannya, tidak akan mungkin untuk kuasa beban DC, sebagai contoh, jalur LED atau penerima radio.

Juga digunakan dalam pelbagai pengecas untuk bateri kereta, ada beberapa litar yang menggunakan pengubah dengan sekumpulan paip dari penggulungan utama, yang dialihkan oleh suis sepana, dan hanya sebuah jambatan dioda dipasang di penggulungan sekunder. Suis dipasang pada bahagian voltan tinggi, kerana di sana arusnya berkali-kali lebih rendah dan kenalannya tidak akan terbakar dari ini.

Menurut gambar rajah dari artikel, anda boleh memasang unit bekalan kuasa paling mudah untuk kedua-dua kerja tetap dengan beberapa peranti dan untuk menguji produk buatan elektronik anda.

Litar tidak berbeza dalam kecekapan yang tinggi, tetapi mereka menghasilkan voltan yang stabil tanpa riak khas, anda harus memeriksa kapasitansi kapasitor dan mengira beban tertentu. Mereka sesuai untuk penguat audio kuasa rendah, dan tidak akan membuat latar belakang tambahan. Bekalan kuasa boleh laras akan berguna untuk peminat kereta dan juruelektrik untuk menguji relay pengatur voltan penjana.

Bekalan kuasa boleh laras digunakan dalam semua bidang elektronik, dan jika ia diperbaiki oleh perlindungan litar pintas atau penstabil semasa dengan dua transistor, anda akan mendapat bekalan kuasa makmal yang hampir lengkap.