Hvordan lage en likeretter og en enkel strømforsyning

En likeretter er en enhet for å konvertere AC spenning til DC. Dette er en av de vanligste delene i elektriske apparater, alt fra en hårføner til alle typer strømforsyninger med en utgangsspenning. Det er forskjellige ordninger med likerettere, og hver av dem takler til en viss grad oppgaven sin. I denne artikkelen vil vi snakke om hvordan lage en enfaset likeretter, og hvorfor den er nødvendig.

definisjon

En likeretter er en enhet designet for å konvertere vekselstrøm til likestrøm. Ordet "konstant" er ikke helt riktig, faktum er at ved utgangen til likeretteren, i kretsen for en sinusformet vekselspenning, vil det i alle fall være en ustabil stabil pulserende spenning. I enkle ord: konstant i tegn, men varierende i størrelse.

Det er to typer likerettere:

• halvbølge. Den utbedrer bare en halvbølge av inngangsspenningen. Karakterisert av sterk krusning og redusert i forhold til inngangsspenningen.

• fullwave. Følgelig rettes to halvbølger. Rippelen er lavere, spenningen er høyere enn ved inngangen til likeretteren - dette er to hovedegenskaper.

Hva betyr stabilisert og ustabilisert spenning?

Stabilisert er en spenning som ikke endres i størrelse uavhengig av verken belastning eller strømstøt på inngangsspenningen. For transformatorstrømforsyninger er dette spesielt viktig, fordi utgangsspenningen avhenger av inngangen og skiller seg fra den ved transformasjonstidene.

Ustabilisert spenning - varierer avhengig av bølger i forsyningsnettet og lastegenskaper. På grunn av fall, kan feil drift av tilkoblede enheter eller fullstendig inoperabilitet og feil oppstå med en slik strømforsyning.

Utgangsspenning

Hovedverdiene for vekselspenningen er amplituden og den effektive verdien. Når de sier "i 220V-nettverket" betyr den nåværende spenningen.

Hvis vi snakker om amplitudeverdien, mener vi hvor mange volt som er fra null til det øvre punktet av halvbølgen til sinusbølgen.

 

Utelater teorien og en rekke formler, kan vi si det strømspenning 1,41 ganger mindre enn amplitude. eller:

UA = UD * √2

Amplitudespenningen i 220V nettverket er:

220*1.41=310

ordninger

Halvbølge likeretter består av en diode. Han savner bare ikke den retur halvbølgen. Utgangen er en spenning med sterke krusninger fra null til amplitudeverdien til inngangsspenningen.

Når vi snakker på et veldig enkelt språk, så kommer halvparten av inngangsspenningen i denne kretsen inn i belastningen. Men dette er ikke helt riktig.

To-halvbølges kretsløp sender begge halvbølger fra inngangen til lasten. Over i artikkelen ble amplitudeverdien til spenningen nevnt, så spenningen ved utgangen til likeretteren er den samme lavere i verdien enn den aktive variabelen ved inngangen.

Men hvis vi glatter krusningen ved hjelp av kondensator, jo mindre krusninger, jo nærmere spenningen vil være amplituden.

Vi vil snakke om utjevning av krusninger senere. Vurder nå diode brokrets.

Det er to av dem:

1. Likretter i henhold til Gretz-ordningen eller diodebrygge;

2. Likretter med midtpunkt.

Den første ordningen er mer vanlig. Består av en diodebro - fire dioder sammenkoblet med en “firkant”, og en belastning er koblet til skuldrene. Broens likeretter monteres i henhold til skjemaet nedenfor:

Det kan kobles direkte til et 220V nettverk, slik det gjøres i moderne bytte strømforsyninger, eller til sekundærviklingene til en nettverk (50 Hz) transformator.I samsvar med dette skjemaet kan diodebroer settes sammen fra diskrete (separate) dioder eller bruke en ferdig diode broenhet i et enkelt hus.

Den andre kretsen er en midtpunk-likeretter som ikke kan kobles direkte til nettverket. Betydningen er å bruke en transformator med et trykk fra midten.

I kjernen er dette to halvbølger likerettere koblet til endene av sekundærviklingen, belastningen med den ene kontakten er koblet til diodenes veikryss, og den andre er koblet til kranen fra midten av viklingene.

Fordelen med den første kretsen er et mindre antall halvlederdioder. Og ulempen er bruken av en transformator med et midtpunkt eller, som de kaller det, en gren fra midten. De er mindre vanlige enn konvensjonelle sekundærtransformatorer uten trykk.

Ripple Utjevning

Rippelspenningsforsyning er uakseptabel for en rekke forbrukere, for eksempel lyskilder og lydutstyr. Videre er de tillatte pulseringene av lys regulert i statlige og industrielle forskriftsdokumenter.

For å jevne pulseringene, bruk filtre - en parallellmontert kondensator, et LC-filter, en rekke P- og G-filtre ...

Men det vanligste og enkleste alternativet er en kondensator som er installert parallelt med belastningen. Ulempen er at for å redusere krusningen ved en veldig kraftig belastning, er det nødvendig å installere kondensatorer med veldig stor kapasitet - titusenvis av mikrofarader.

Operasjonsprinsippet er at kondensatoren lader, spenningen når amplituden, forsyningsspenningen begynner å avta etter punktet med maksimal amplitude, fra det øyeblikket belastningen drives av kondensatoren. Kondensatoren tømmes avhengig av lastmotstanden (eller dens ekvivalente motstand, hvis den ikke er resistiv). Jo større kapasitans - jo mindre vil krusningen være, sammenlignet med en kondensator med lavere kapasitet koblet til samme belastning.

Med enkle ord: jo saktere kondensatoren tømmer, jo mindre krusning.

Kondensatorens utladningshastighet avhenger av strømmen som forbrukes av lasten. Det kan bestemmes av formelen for tidskonstanten:

t = RC

hvor R er lastmotstanden, og C er kapasiteten til utjevningskondensatoren.

Fra en fulladet tilstand til en fullstendig utladet kondensator tømmes således i 3-5 t. Den lader med samme hastighet hvis ladningen skjer gjennom en motstand, så i vårt tilfelle spiller det ingen rolle.

Det følger at for å oppnå et akseptabelt krusningsnivå (det bestemmes av kravene til belastningen på strømkilden), er det nødvendig med en kapasitans som vil bli utladet over en tid som er flere ganger større enn t. Siden motstanden for de fleste belastninger er relativt liten, er det derfor behov for en stor kapasitet for å jevne ut krusninger ved utgangen til likeretteren elektrolytiske kondensatorer, kalles de også polare eller polariserte.

Vær oppmerksom på at det ikke anbefales å forvirre polariteten til den elektrolytiske kondensatoren, fordi dette er full av feil og til og med eksplosjon. Moderne kondensatorer er beskyttet mot eksplosjon - de har stempling på toppdekselet i form av et kors, som saken rett og slett er sprukket. Men en strøm av røyk vil komme ut av kondensatoren, det vil være dårlig hvis den kommer i øynene dine.

Beregning av kapasitans er basert på hvilken krusningskoeffisient du trenger å gi. Enkelt sagt viser krusningskoeffisienten hvilken prosentvis spenning som henger (pulserende).

For å beregne kapasiteten til en utjevningskondensator, kan du bruke den omtrentlige formelen:

C = 3200 * In / Un * Kp,

Hvor belastningsstrøm, un - last spenning, kn - rippelfaktor.

For de fleste typer utstyr tas ringekoeffisienten 0,01-0,001. I tillegg er det ønskelig å installere keramisk kondensator en så stor kapasitet som mulig, for filtrering fra høyfrekvent interferens.

Hvordan lage en gjør-det-selv-strømforsyning?

Den enkleste likestrømforsyningen består av tre elementer:

1. Transformator;

2. Diode bro;

3. Kondensator.

Hvis du trenger å få en høy spenning, og du forsømmer galvanisk isolasjon, kan du ekskludere transformatoren fra listen, så vil du få en konstant spenning opp til 300-310V. En slik krets er ved inngangen til å bytte strømforsyning, for eksempel på datamaskinen din. Vi har nylig skrevet en flott artikkel om dem - Hvordan er datamaskinens strømforsyning.

Dette er en ustabilisert DC strømforsyning med en jevn kondensator. Spenningen ved utgangen er større enn vekselspenningen til sekundærviklingen. Dette betyr at hvis du har en 220/12 transformator (primær på 220V og sekundær på 12V), så vil utgangen få en 15-17V konstant. Denne verdien avhenger av kapasiteten til utjevningskondensatoren. Denne kretsen kan brukes til å drive all belastning, hvis det ikke er viktig for det, kan spenningen "flyte" når spenningen til nettet endres.

Det er viktig å:

Kondensatoren har to hovedegenskaper - kapasitans og spenning. Vi fant ut hvordan vi skulle velge kapasitet, men ikke med valg av spenning. Kondensatorspenningen må overstige minst halvparten av amplitudespenningen ved likeretterutgangen. Hvis den faktiske spenningen på kondensatorplatene overstiger nominell spenning, vil den sannsynligvis svikte.

De gamle sovjetiske kondensatorene ble laget med god spenningsmargin, men nå bruker alle billige elektrolytter fra Kina, der det i beste fall er en liten margin, og i verste fall tåler de ikke den spesifiserte nominelle spenningen. Spar derfor ikke på påliteligheten.

En stabilisert strømforsyningsenhet skiller seg fra den forrige bare i nærvær av en spennings (eller strøm) stabilisator. Det enkleste alternativet er å bruke L78xx eller andre. lineære stabilisatorer, som innenlandske banker.

Så du kan få hvilken som helst spenning, den eneste betingelsen når du bruker slike stabilisatorer er at spenningen til stabilisatoren må overstige den stabiliserte (utgang) verdien med minst 1,5 V. Vurder hva som er skrevet i databladet 12V stabilisator L7812:

Inngangsspenningen skal ikke overstige 35V, for stabilisatorer fra 5 til 12V, og 40V for stabilisatorer ved 20-24V.

Inngangsspenningen må overstige utgangsspenningen med 2-2,5V.

dvs. for en stabilisert 12V strømforsyning med en L7812-serie stabilisator, er det nødvendig at den utbedrede spenningen er i området 14,5-35V, for å unngå fall, vil det være en ideell løsning å bruke en transformator med en sekundær vikling til 12V.

Men utgangsstrømmen er ganske beskjeden - bare 1,5A, den kan forsterkes ved hjelp av en gjennomgangstransistor. Hvis du har det PNP-transistorer, kan du bruke denne ordningen:

Den viser bare tilkoblingen av den lineære stabilisatorens “venstre” del av kretsen med en transformator og likeretter er utelatt.

Hvis du har NPN-transistorer som KT803 / KT805 / KT808, vil denne gjøre:

Det er verdt å merke seg at i den andre kretsen vil utgangsspenningen være mindre enn stabiliseringsspenningen med 0,6V - dette er et fall i emitterbase-krysset, vi skrev mer om dette i en artikkel om bipolare transistorer. For å kompensere for dette fallet ble en diode D1 introdusert i kretsen.

Det er mulig å installere to lineære stabilisatorer parallelt, men ikke nødvendig! På grunn av mulige avvik under produksjonen vil belastningen bli fordelt ujevnt og en av dem kan brenne ut på grunn av dette.

Installer både transistoren og den lineære stabilisatoren på radiatoren, helst på forskjellige radiatorer. De er veldig varme.

Justerbare strømforsyninger

Den enkleste justerbare strømforsyningen kan gjøres med en justerbar lineær stabilisator LM317, strømmen er også opp til 1,5 A, du kan forsterke kretsen med en gjennomgangstransistor, som beskrevet ovenfor.

Her er et mer intuitivt diagram for montering av en justerbar strømforsyning.

For å få mer strøm, kan du bruke en kraftigere justerbar stabilisator LM350.

 

I de to siste kretsene er det en indikasjon på som viser tilstedeværelsen av spenning ved utgangen fra diodebroen, en 220V effektbryter, en primær viklingsikring.

Her er et eksempel på en justerbar batterilader med tyristorregulator i den primære viklingen, hovedsakelig den samme justerbare strømforsyningen.

For øvrig er sveisestrømmen også regulert av en lignende krets:

Denne artikkelen ble lagt opp tidligere: Hvordan lage en enkel strømregulator for en sveisetransformator

konklusjon

En likeretter brukes i strømforsyninger for å produsere likestrøm fra vekselstrøm. Uten hans deltakelse vil det ikke være mulig å drive en DC-belastning, for eksempel en LED-stripe eller en radiomottaker.

Også brukt i en rekke ladere for bilbatterier, er det et antall kretser som bruker en transformator med en gruppe kraner fra primærviklingen, som blir slått av en skiftenøkkelbryter, og bare en diodebro er installert i sekundærviklingen. Bryteren er installert på høyspenningssiden, siden der er strømmen mange ganger lavere og kontaktene vil ikke brenne av dette.

I følge diagrammer fra artikkelen kan du sette sammen den enkleste strømforsyningen både for permanent arbeid med noen enheter og for å teste elektroniske hjemmelagde produkter.

Kretsene avviker ikke i høy effektivitet, men de produserer en stabilisert spenning uten spesielle krusninger, du bør sjekke kondensatorenes kapasitet og beregne for en bestemt belastning. De er perfekte for lydforsterkere med lav effekt, og vil ikke skape en ekstra bakgrunn. En justerbar strømforsyning vil bli nyttig for bilentusiaster og elektrikere for å teste generatorens spenningsregulatorrelé.

En justerbar strømforsyning brukes i alle elektronikkområdene, og hvis den forbedres ved kortslutningsbeskyttelse eller en strømstabilisator med to transistorer, vil du få en nesten komplett laboratoriekraftforsyning.

Comments

[#1 Victor]

Artikkelen er i prinsippet nyttig. Men sett aldri regulatorer på tyristorer eller triacer i den primære viklingen av en transformator. Dette er en direkte vei til sterk brumming og oppvarming av transformatoren, da slike regulatorer vansirrer en sinus.