Како направити исправљач и једноставно напајање

Исправљач је уређај за претварање измјеничног напона у истосмјерни. Ово је један од најчешћих делова електричних уређаја, у распону од сушила за косу до свих врста напајања са излазним једносмерним напоном. Постоје различите шеме исправљача и сваки од њих се у одређеној мјери носи са својим задатком. У овом ћемо чланку говорити о томе како направити једнофазни исправљач и зашто је потребан.

Дефиниција

Исправљач је уређај дизајниран за претварање АЦ у ДЦ. Реч "константа" није у потпуности тачна, чињеница је да ће се на излазу исправљача, у кругу синусоидног наизменичног напона, у сваком случају појавити нестабилизовани мрежни напон. Једноставним речима: константан у знаку, али различит у величини.

Постоје две врсте исправљача:

• Пола таласа. Исправља само један пола таласа улазног напона. Карактерише га снажна мрешка и смањен у односу на улазни напон.

• Двогодишњи. У складу с тим, два пола таласа су исправљена. Осип је нижи, напон је већи него на улазу исправљача - то су две главне карактеристике.

Шта значи стабилизовани и нестабилизовани напон?

Стабилизован је напон који се не мења у величини независно од оптерећења или од пренапона улазног напона. За напајање трансформатора то је посебно важно јер излазни напон зависи од улазног напона и разликује се од њега по временима трансформације.

Нестабилисани напон - варира у зависности од пренапона у мрежи напајања и карактеристика оптерећења. Са таквим напајањем, због пропадања, може доћи до неправилног рада повезаних уређаја или њихове потпуне неупотребљивости и квара.

Излазни напон

Главне вредности наизменичног напона су амплитуда и ефективна вредност. Када кажу "у мрежи 220В" значи тренутни напон.

Ако говоримо о вредности амплитуде, мислимо колико је волти од нуле до горње тачке полу-таласа синусног таласа.

 

Пропуштајући теорију и бројне формуле, можемо то рећи тренутни напон 1,41 пута мање од амплитуде. Или:

Уа = Уд * √2

Амплитудни напон у мрежи 220В је:

220*1.41=310

Шеме

Полвучни исправљач састоји се од једне диоде. Једноставно му не недостаје повратни пола таласа. Излаз је напон са јаким таласима од нуле до вредности амплитуде улазног напона.

Када говоримо на врло једноставном језику, тада у овом кругу половина улазног напона улази у оптерећење. Али то није сасвим тачно.

Дво-таласни кругови преносе оба полу-таласа од улаза до оптерећења. Горе у чланку споменута је амплитудна вриједност напона, тако да је напон на излазу исправљача по величини исти него стварна варијабла на улазу.

Али ако изгладимо валовање помоћу кондензатора, што је мање ваљка, то ће напон бити ближи амплитуди.

О изглађивању осипа говоримо касније. Сад размислите диодни мост.

Постоје два од њих:

1. Исправљач према Гретзовој шеми или диодни мост;

2. Исправљач са средином.

Прва шема је чешћа. Састоји се од диодног моста - четири диоде међусобно повезаних квадратом, а оптерећење је повезано с његовим раменима. Исправљач моста саставља се према доњој шеми:

Може се повезати директно на 220В мрежу, као што је то урађено у савремено напајање напајањемили до секундарних намотаја мрежног трансформатора (50 Хз).Према овој шеми, диодни мостови се могу саставити од дискретних (засебних) диода или користити готов диодни мост у једном кућишту.

Други круг је исправљач средње тачке који се не може директно повезати с мрежом. Његово значење је употреба трансформатора са славином из средине.

У суштини, то су два полу-таласна исправљача повезана на крајеве секундарног намота, оптерећење једним контактом је везано на тачку спајања диода, а друго на славину са средине намотаја.

Његова предност у односу на први круг је мањи број полуводичких диода. А недостатак је употреба трансформатора са средином или, како га зову, огранком од средине. Ређе су од класичних секундарних трансформатора који нису такни.

Риппле Смоотхинг

Опскрба напоном Риппле је неприхватљива за бројне потрошаче, на пример, извори светла и аудио опрема. Штавише, дозвољени пулсирања светлости регулисани су државним и индустријским регулаторним документима.

За изравнавање пулсирања користите филтери - паралелно уграђени кондензатор, ЛЦ филтер, мноштво П и Г филтера ...

Али најчешћа и најједноставнија опција је кондензатор инсталиран паралелно са оптерећењем. Његов недостатак је тај што ће се смањити валовање при врло моћном оптерећењу, биће потребно уградити кондензаторе врло великог капацитета - десетине хиљада микрофаради.

Његов принцип рада је да се кондензатор пуни, напон достиже амплитуду, напон напајања почиње да опада након тачке максималне амплитуде, од тог тренутка оптерећење напаја кондензатор. Кондензатор се празни у зависности од отпора оптерећења (или његовог еквивалентног отпора, ако није отпорни). Што је већа запремина - мања ће бити мрешка, ако је упоређена са кондензатором мањег капацитета који је повезан на исто оптерећење.

Једноставним речима: што спорије испушта кондензатор, то ће мање варати.

Брзина пражњења кондензатора зависи од струје коју потроши оптерећење. Може се одредити формулом временске константе:

т = РЦ

где је Р отпорност на оптерећење, а Ц је капацитет кондензатора за изравнавање.

Тако се из потпуно напуњеног стања у потпуно испражњени кондензатор празни у 3-5 т. Пуни се истом брзином ако се пуњење догоди кроз отпорник, тако да у нашем случају то није важно.

Из тога слиједи да је за постизање прихватљивог нивоа валовања (одређен је захтевима оптерећења на извору напајања) потребан је капацитет који ће се током неког времена испразнити неколико пута већи од т. Будући да су отпори већине оптерећења релативно мали, потребан је велики капацитет, како би се изгладило пукотине на излазу исправљача, електролитички кондензатори, они се такође називају поларним или поларизованим.

Имајте на уму да је збуњивање поларитета електролитичког кондензатора јако обесхрабрено, јер је то препун његовог неуспеха, па чак и експлозије. Савремени кондензатори заштићени су од експлозије - имају горњи поклопац у облику крста, дуж којег је кућиште једноставно напукло. Али млаз дима ће изаћи из кондензатора, биће лоше ако вам упадне у очи.

Прорачун капацитета заснован је на томе који коефицијент пужеве треба да обезбедите. Једноставно речено, коефицијент рационализације показује колико напона пада (пулсира).

Да бисте израчунали капацитет кондензатора за заглађивање, можете користити приближну формулу:

Ц = 3200 * У / Не * Кп,

Где струја оптерећења, напон Ун - оптерећења, Кн - фактор пукотине.

За већину врста опреме узима се коефицијент расејања 0,01-0,001. Поред тога, пожељно је инсталирати керамички кондензатор што већи капацитет за филтрирање из високофреквентних сметњи.

Како направити самостално напајање?

Најједноставније једносмерно напајање састоји се од три елемента:

1. Трансформатор;

2. Диодни мост;

3. Кондензатор.

Ако вам је потребан високи напон и занемарите галванску изолацију, можете искључити трансформатор са листе, тада ћете добити константан напон до 300-310В. Такав круг се налази на улазу у напајање, на пример, на рачунару. Недавно смо написали сјајан чланак о њима - Како се напаја рачунар.

Ово је нестабилизовано једносмерно напајање са кондензатором за изравнавање. Напон на његовом излазу је већи од наизменичног напона секундарног намота. То значи да ако имате трансформатор 220/12 (примарни на 220В, а секундарни на 12В), на излазу ћете добити константу 15-17В. Ова вредност зависи од капацитета кондензатора за заглађивање. Овај круг може да се користи за напајање било ког оптерећења, ако за њега није важно, напон може да „плута“ када се напон мрежног напона промени.

Важно:

Кондензатор има две главне карактеристике - капацитивност и напон. Смислили смо како одабрати капацитет, али не и избором напона. Напон кондензатора мора бити већи од најмање половине напона амплитуде на излазу исправљача. Ако стварни напон на плочама кондензатора премаши називни напон, вероватно ће пропасти.

Стари совјетски кондензатори су направљени са добром границом напона, али сада сви користе јефтине електролите из Кине, где у најбољем случају постоји мала маргина, а у најгорем случају не могу издржати одређени називни напон. Стога, не штедите на поузданости.

Стабилизована јединица за напајање разликује се од претходне само по присуству стабилизатора напона (или струје). Најједноставнија опција је употреба Л78кк или других. линеарни стабилизатори, попут домаће банке.

На тај начин можете добити било који напон, једини услов када користите такве стабилизаторе је да напон на стабилизатору мора бити већи од стабилизоване (излазне) вредности за најмање 1,5 В. Размотрите шта пише на листу података 12В стабилизатор Л7812:

Улазни напон не сме бити већи од 35В, за стабилизаторе од 5 до 12В, а 40В за стабилизаторе на 20-24В.

Улазни напон мора бити већи од 2-2,5В.

И.е. за стабилизовано напајање од 12 В са стабилизатором серије Л7812, неопходно је да исправљени напон лежи унутар 14,5-35В, како би се избегло слегање, било би идеално решење за употребу трансформатора са секундарним намотом до 12В.

Али излазна струја је прилично скромна - само 1.5А, може се појачати коришћењем пролазног транзистора. Ако јеси ПНП транзистори, можете користити ову шему:

Приказује само везу линеарног стабилизатора „левог“ дела кола са трансформатором и исправљачем.

Ако имате НПН транзисторе попут КТ803 / КТ805 / КТ808, онда ће овај урадити:

Вриједно је напоменути да ће у другом кругу излазни напон бити мањи од напона стабилизације за 0,6 В - ово је пад на споју базе емитера, о томе смо више писали у чланку о биполарним транзисторима. Да би се надокнадио овај пад, у круг је уведена диода Д1.

Могуће је уградити два линеарна стабилизатора паралелно, али није потребно! Због могућих одступања током производње, оптерећење ће се распоредити неравномерно и једно од њих може изгорети због тога.

Уградите и транзистор и линеарни стабилизатор на радијатор, по могућности на различите радијаторе. Веома су вруће.

Подесиви извори напајања

Најједноставније подесиво напајање може се извршити подесивим линеарним стабилизатором ЛМ317, његова струја је такође до 1,5 А, круг можете појачати пролазним транзистором, као што је горе описано.

Ево интуитивнијег дијаграма за састављање подесивог напајања.

Да бисте добили више струје, можете користити снажнији подесиви стабилизатор ЛМ350.

 

У последња два круга се налази индикатор који приказује присуство напона на излазу диодног моста, прекидач 220В и примарни осигурач.

Ево примера подесивог пуњача за батерије са тиристорским регулатором у примарном намоту суштински исто подесиво напајање.

Успут, струја заваривања је такође регулисана сличним кругом:

Овај чланак је изнет раније: Како направити једноставан регулатор струје за заваривачки трансформатор

Закључак

Исправљач се користи у изворима напајања за производњу једносмерне струје од наизменичне струје. Без његовог учешћа неће бити могуће напајање истосмерног напона, на пример, ЛЕД траком или радио пријемником.

Такође се користи у разним пуњачима за аутомобилске батерије, а постоји неколико кругова који користе трансформатор са групом славина из примарног намотаја, које се пребацују кључем, а у секундарном намоту је инсталиран само диодни мост. Прекидач је инсталиран на страни високог напона, јер је струја много пута нижа и његови контакти неће изгорети од тога.

Према дијаграмима из чланка, најједноставнији уређај за напајање можете саставити и за стални рад са неким уређајем и за тестирање електронских производа домаће израде.

Струјни кругови се не разликују по високој ефикасности, али производе стабилизовани напон без посебних таласа, требало би да проверите капацитет кондензатора и израчунате за одређено оптерећење. Савршени су за аудио појачала мале снаге и неће створити додатну позадину. Подесиво напајање биће корисно за љубитеље аутомобила и електричаре за тестирање регулатора напона регулатора.

Подесиво напајање се користи у свим областима електронике, а ако је побољшана заштитом од кратког споја или стабилизатором струје са два транзистора, добићете скоро комплетно лабораторијско напајање.