Как с 12 вольт переменки сделать постоянку: Как из 12 вольт переменного сделать постоянный

Содержание

Как из переменки сделать постоянку. Какой электрический ток опаснее

Электрический ток протекает в различных средах: металлах, полупроводниках, жидкостях и газах. При этом он может быть постоянным или переменным. В статье рассмотрим отдельно постоянный и переменный ток, а также преобразование переменного тока в постоянный.

Постоянный ток и его источники

У постоянного тока величина и направление не изменяются с течением времени. На современных приборах он обозначается буквами DC — сокращением от английского Direct Current (в дословном переводе – прямой ток). Его графическое обозначение:

Источниками постоянного тока являются батарейки и аккумуляторы. На нем работают все полупроводниковые электронные устройства: мобильные телефоны, компьютеры, телевизоры, спутниковые системы. Для питания этих устройств от сети переменного тока в их входят блоки питания. Они понижают напряжение сети до нужной величины и преобразуют переменный ток в постоянный. Зарядные устройства для аккумуляторов тоже питаются от сети переменного тока и выполняют те же функции, что и блоки питания.

Переменный ток и его параметры

У переменного тока направление и величина циклически изменяются во времени. Цикл одного полного изменения (колебания) называется периодом (T) , а обратная ему величина – частотой (f) . Буквенное обозначение переменного тока – АС , сокращение от Alternating Current (знакопеременный ток), а графически он обозначается отрезком синусоиды:

̴

После этого знака указывается напряжение, иногда – частота и количество фаз.

Переменный ток характеризуется параметрами:

Характеристика
Обозначение
Единица измерения Описание
Число фаз Однофазный
Трехфазный
Напряжение U вольт Мгновенное значение
Амплитудное значение
Действующее значение
Фазное
Линейное
Период Т секунда Время одного полного колебания
Частота f герц Число колебаний за 1 секунду

Однофазный ток в чистом виде получается при помощи бензиновых и дизельных генераторов. В остальных случаях он – часть трехфазного, представляющего собой три изменяющихся по синусоидальному закону напряжения, равномерно сдвинутых друг относительно друга. Этот сдвиг по времени называется углом сдвига фаз и составляет 1/3Т.

Для передачи трехфазных напряжений используют четыре провода. Один является их общей точкой и называется нулевым (N), а три остальные называются фазами

(L1, L2, L3) .

Напряжение между фазами называется линейным , а между фазой и нулем – фазным , оно меньше линейного в √3 раз. В нашей сети фазное напряжение равно 220 В, а линейное – 380 В.

Под мгновенным значением напряжения переменного тока понимают его величину в определенный момент времени t. Она изменяется с частотой f. Мгновенное значение напряжения в точке максимума называется амплитудным значением. Но не его измеряют вольтметры и мультиметры. Они показывают величину, в √2 раз меньшую, называемую действующим или эффективным значением напряжения . Физически это означает, что напряжение постоянного тока этой величины совершит такую же работу, как и измеряемое переменное напряжение.


Достоинства и недостатки переменного напряжения

Так почему же для энергоснабжения выбрали переменный ток, а не постоянный?

При передаче электроэнергии ток проходит по проводам, длиной сотни километров, нагревая их и рассеивая в воздухе энергию. Это неизбежно как для постоянного, так и для переменного токов. Но мощность потерь зависит только от сопротивления проводов и тока в них:


Мощность, которую передается по линии, равна:


Отсюда следует, что при увеличении напряжения для передачи той же мощности нужен меньший ток, и мощность потерь при этом уменьшается. Вот поэтому протяженных ЛЭП напряжение повышают. Есть линии на 6кВ, 10кВ, 35кВ, 110кВ, 220кВ, 330кВ, 500кВ, 750кВ и даже 1150кВ.

Но в процессе передачи электроэнергии от источника к потребителю напряжение нужно неоднократно изменять. Проще это сделать на переменном токе, используя трансформаторы.

Недостатки переменного тока проявляются при передаче энергии по кабельным линиям. Кабели имеют емкостное сопротивление между фазами и относительно земли, а емкость проводит переменный ток. Появляется утечка, нагревающая изоляцию и выводящая со временем ее из строя.

Преобразование переменного тока в постоянный и наоборот

Процесс получения из переменного тока постоянного называется выпрямлением

, а устройства – выпрямителями . Основная деталь выпрямителя – полупроводниковый диод , проводящий ток только в одном направлении. В результате выпрямления получается пульсирующий ток, меняющий со временем свою величину, но не изменяющий знак.

Затем пульсации устраняют при помощи фильтров , простейшим из них является конденсатор . Полностью пульсации устранить невозможно, а их конечный уровень зависит от схемы выпрямителя и качества фильтра. Сложность и стоимость выпрямителей зависит от величины пульсаций на выходе и от максимальной мощности на выходе.


Для преобразования в переменный ток используются инверторы . Принцип их работы состоит в генерации переменного напряжения с формой, максимально приближенной к синусоидальной. Пример такого устройства – автомобильный инвертор для подключения к бортовой сети бытовых приборов или инструмента.

Чем качественнее и дороже инвертор, тем больше его мощность или точнее выдаваемое им напряжение приближается к синусоиде.

Автор : elremont от 22-08-2013

В этом руководстве я собираюсь рассказать о кремниевых диодах, диодных мостах, и как преобразовывать переменный ток в постоянный. Это условное обозначение диода и картин. Полоска на конце диода указывает вам, каким образом поставить его в вашу схему, но что такое диод?

Диод это устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Это удобно запомнить, сравнивая диоды с водопроводными кранами, которые позволяют воде течь только в одном направлении. Так что если вы пустите переменное напряжение или ток через диод, отрицательное напряжение будет блокировано, и вы останетесь с только положительной полуволной. Этот процесс называется выпрямлением тока… оно работает не только с синусоидальными волнами. Это также будет работать с квадратными, треугольными волнами, или любыми другими сигналами, которые имеют отрицательный полупериод. Минуточку…

Если увеличить и наложить сигналы друг на друга, то видно, что напряжение снизилось! Это происходит потому, что не существует такой вещи, как идеальный диод. У всех диодов есть прямое падение напряжения, обозначаемое «Vf». Это означает, что всякий раз, когда ток протекает вперед через диод, будет падение напряжения, которое обычно составляет около 0,7 вольт. Точное значение зависит от температуры, тока и типа диода, а пока давайте просто считать, что это 0.7V Так кремниевый диод даже не откроется, пока не будет 0.7V на его выводах и после его открытия на диоде всегда будет падение напряжения 0.7V. Проверьте это экспериментально, чтобы увидеть то, что я имею в виду: При отрицательном напряжении на входе, диод не может открыться, так что вы ничего не получите на выходе. 0,3 вольта на входе это все еще не достаточно, чтобы открыть диод, так что вы опять ничего не получите. 0,9 вольт на входе достаточно, чтобы открыть диод, но из-за падения напряжения у вас останется только 0.2V. И при 10 вольтах, минус 0,7 вольта, вы получаете 9,3 вольт.
Иногда падение напряжения на диоде проблема… иногда нет… Для примера я покажу вам, при 10 вольт от пика до пика на входе это почти незаметно.
Но если я попытаюсь выпрямить ток 0.5V, такой, как сигнал, поступающий из моего MP3-плеера, то падение 0.7V становится проблемой, и это не работает. Чтобы справиться с этой проблемой, надо использовать передовые технологии, такие как супер диоды. Но на данный момент вам не нужно беспокоиться об этом. Нет устройств эффективных на 100%, так что давайте поговорим о мощности. Будет ли диод нагреваться, сможете ли вы предсказать? Хорошо, потери энергии в диоде определяются Vf и током, протекающим через диод. Для обычного кремниевого диода с Vf = 0,7 В, при прохождении одного миллиампера, всего 0,7 мВт теряется на нагрев, так что это не проблема. Но уже при 3 А выделяется 2,1 Вт тепла, а это довольно много, так что вам придется использовать более крупный диод или использовать диод с низким прямым падением напряжения, например диод Шоттки. Их я рассмотрю в другом видео. Кстати, независимо от того, что кто-то говорит вам, при параллельном соединении диоды не смогут пропускать больший ток.
Что произойдет, если один диод закроется? Тепло, которое выделялось на нем, будет выделяться на других диодах. Старые диоды не идеальны, но я хочу поговорить не о коммутации скоростных диодов. Я использую диоды 1N4007, они предназначены для силовой электроники с низкой частотой переменного тока 50 — 60 Гц, как в вашем доме.
Теперь посмотрим, что происходит, когда я увеличиваю частоту. После около 15 кГц диод становится бесполезным, поскольку он начинает проводить в обратном направлении. Это потому, что диоду для переключения между открытым состоянием, позволяющим току двигаться вперед и закрытым требуется определенное количество времени. Разные диоды будут иметь разные скорости переключения. Так, если я заменю 1N4007 на 1N4148, то он будет хорошо работать, вплоть до 100 кГц и даже больше. Для работы с радиочастотами надо применять диоды, которые переключаются еще быстрее. Поэтому, когда вы проектируете что-то, вы должны думать о максимальном обратном напряжении вашего диода, прямом напряжении, номинальном токе и скорости переключения. Google всегда поможет вам в поиске справочной информации по диодам. Хорошо, что в большинстве случаев теорию работы диодов знать не обязательно. Так давайте использовать диоды, чтобы что-нибудь построить. Наиболее распространено использование диодов для преобразования переменного тока в постоянный, для питания различных устройств, которые есть у вас дома. Я собираюсь показать вам, как построить простой нерегулируемый источник питания постоянного тока очень похожий на этот. Я начну с тока малой силы, а затем я покажу вам, как улучшить конструкцию, чтобы работать с более мощной нагрузкой. Начинаем с преобразования напряжения сети в более низкое, безопасное переменное напряжение. Я покажу вам, как это сделать в моем руководстве по трансформаторам. При отсутствии нагрузки мой трансформатор дает мне хорошую чистую синусоиду около 39 вольт от пика до пика при 60 Гц. Я поставил диод 1N4007 и измерю напряжение до и после диода, можно увидеть срез отрицательного напряжения. Технически я преобразовал переменный ток в постоянный с помощью только одного диода, потому что я убрал все отрицательное напряжение. Но это не очень хороший постоянный ток, не так ли? Половину времени у вас странный горб по напряжению и половина времени у нас нет вообще ничего.
Если вам надо немного больше стабильности, для питания полезной нагрузки, мы добавим конденсатор, чтобы все наладить. Я начинаю с 1 мкФ, но чем больше емкость, тем лучше, потому что вы будете иметь больший энергетический накопитель. Это больше похоже на правду! Теперь у меня есть идеальный источник постоянного тока на 18,7 вольт. Всякий раз, когда вы делаете источник питания постоянного напряжения то лучшее, что вы можете увидеть на экране осциллографа- это постоянное стабильное напряжение. К сожалению, единственная причина, почему сейчас все выглядит идеально, то только потому, что я не успел подключить нагрузку. Конденсатор заряжается через диод, и сейчас нет ничего, что могло бы разрядить конденсатор. Итак, давайте посмотрим, что происходит, когда я добавляю резистор 4,7 кОм в качестве нагрузки. Закон Ома предсказывает, что должно быть только 4 мА нагрузки (что очень мало), но посмотрите, что происходит. Вы видите здесь, что, когда входное напряжение положительное, диод позволяет току протекать, так конденсатор заряжается. Но как только входное напряжение становится отрицательным, диод блокирует обратное протекание тока и единственный источник энергии это конденсатор на 1 мкФ. И как вы можете видеть его энергия быстро расходуется даже при низкой нагрузке. Так что же нам с этим делать? Давайте увеличим размер нашего резервуара энергии, чтобы его было достаточно, чтобы обеспечить нам питание до следующей положительной полуволны. Давайте заменим крошечный конденсатор на 1 мкФ на большой конденсатор на 470 мкФ, и посмотрим что происходит.
Это работает очень хорошо! Теперь у нас есть источник питания постоянного тока, который может выдавать ток в несколько миллиампер которого достаточно для питания некоторых датчиков и операционных усилителей. Хорошо, давайте модернизируем его на ступеньку выше. С нагрузкой в десять Ом, эта схема должна потреблять гораздо больше тока. Ну, что дело дрянь… мы вернулись к ситуации, когда напряжение проседает в каждом такте. Среднее напряжение 8 вольт, при токе около 0,8 ампер, но величина пульсаций напряжения огромна. Представьте себе, что мы попытаемся подключить что-то к этим… напряжение будет постоянно падать так низко, что никогда не будет оставаться постоянным! Так что даже 470 мкФ как накопителя энергии уже недостаточно. Мы можем попробовать решить проблему в лоб и добавить еще больше емкости.
Итак, давайте посмотрим, как схема работает с 3400 мкФ. Ну… это лучше… Теперь мы получили среднее напряжение около 12,5 вольт при токе около 1,25 А, но мы видим пульсации переменного тока 5 вольт, а это очень много. Можно продолжать добавлять емкость бесконечно, чтобы уменьшить количество провисания между циклами. Но для нагрузки в несколько ампер это становится непрактично и дорого. Но есть небольшая хитрость. Если взять четыре диода и расположить их таким образом, мы получим «диодный мост». Вот как это работает: В первой половине синусоиды, на верхний провод приходит положительная волна синусоиды, эти два диода открываются и пропускают ток. Далее диоды закрываются, блокируя любые возможные изменения направления тока. Теперь во второй половине синусоидальной волны, где верхний провод становятся отрицательным по отношению к нижнему проводу, другие два диода открываются, а два других закрыты. Таким образом, вместо того, чтобы терять нижнюю половину формы сигнала переменного тока, обрезав ее и никогда не используя, вы просто переворачиваете и перенаправляете ее. И на выходе вы получаете постоянный ток с пульсациями 120 Гц вместо 60 Гц.
И так же, как и раньше, вы можете обработать выходной сигнал конденсаторами, чтобы получить хорошее гладкое напряжение. Вы можете купить готовые мостовые выпрямители, но их легко построить самостоятельно. Вот мой мостового выпрямителя подключен к трансформатору. Я сделал его из четырех диодов 1N4007 и я потратил на них около 4 центов. Взгляните на то, как напряжение изменяется с положительного на отрицательное при 60 Гц, и теперь оно никогда не опускается ниже нуля вольт, и мы получаем эти положительные постоянные полуволны напряжения при 120 Гц. Это называется полным выпрямлением, потому что мы используем обе волны переменного тока. Теперь давайте вернемся к нашей макетной плате с нагрузкой десять Ом и посмотрим, как мостового выпрямитель работает с емкостью 470 мкФ по сравнению с одиночным диодом, который мы испытывали ранее.
Теперь у нас в среднем 11,6 вольт вместо 8 вольт, которые мы получали раньше с одного диода. И вы можете видеть, что это объясняется тем, что мостовой выпрямитель заряжает конденсатор в два раза чаще, потому что мы используем обе полуволны сети переменного тока 60 Гц. Теперь подумайте о том, насколько это большая разница, учитывая, что эти дополнительные диоды стоили мне только три цента.
Работу мостовых выпрямителей может быть немного трудно понять, но так как они работают так хорошо, все их используют. Теперь давайте сравним один диод с 3400 мкФ и мостовый выпрямитель с 3400 мкФ. Теперь мы получаем в среднем 13,5 вольт вместо 12,5 вольт и у нас есть пульсации только около одного или двух вольт. Другими словами, сочетание мостового выпрямителя с большой емкостью может преобразовать большой ток питания переменного тока в большой полезный ток питания постоянного тока. Просто имейте в виду, что ваши диоды и конденсаторы должны быть рассчитаны на то напряжение, с которым вы работаете.
То, что мы имеем сейчас, это в основном то же самое, что находится внутри этих дешевых маленьких нерегулируемых блоков питания, преобразующих переменный ток в постоянный, которые используются для питания радиостанций, часов и других домашних гаджетов. Мы могли бы сделать версию на 9 вольт, и она может питать старые Sega или Nintendo. Но я хочу подчеркнуть, что все это нерегулируемые источники питания. Это означает, что даже если мы успешно сгладим пульсации напряжения, то мы все равно столкнемся с проблемой изменения среднего напряжения под нагрузкой.
Без нагрузки это 18,7 вольт. А при 1 амперной нагрузке вы получите 13 вольт. Для некоторых схем это не будет иметь значения, если они предназначены для работы с широким диапазоном напряжений. Но многие устройства, такие как микроконтроллеры и другая цифровая электроника потребуют очень стабильный источник напряжения, и для этого вам нужно будет создать так называемый регулируемый источник напряжения. Про регуляторы напряжения я расскажу в другом видео. Теперь вы знаете, что делают диоды и как они преобразовывают переменный ток в постоянный.
_

“Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники”

Кафедра защиты информации

«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ »

Инвертор – преобразует постоянный ток в переменный.

Конвертор – преобразователь постоянного напряжения в постоянное, но другого уровня (с промежуточным преобразованием входного напряжения в переменное и трансформацией к нужному уровню).

Центральным звеном является преобразователь постоянного напряжения в переменное.

Применяют различные схемы таких устройств:

Транзисторные и на электронных лампах;

Построенные на транзисторах с насыщающимися сердечниками;

Релаксационные генераторы, триггеры, мультивибраторы;

По однотактной, двухтактной и мостовой схемах;

Тиристорные простые и мостовые схемы (в мощных устройствах).

Простая схема двухтактного тиристорного инвертора

Рисунок 1 — простая схема двухтактного тиристорного инвертора

От Т2 поступают импульсы управления в цепь тиристоров.

От постоянного источника напряжение поступает на вход схемы. Оно проходит через

на аноды VD. заряжается до двойного входного напряжения. Если теперь подать импульсы на VD2, сразу закрывается VD1, перезаряжается, все знаки в Т1 поменяются на противоположные и ток потечет через VD2.

Как видно из работы схемы, на коммутирующей емкости

в момент закрытия тиристора действует напряжение равное удвоенному напряжению питания, что является недостатком для схемы.

Его устраняет мостовая схема тиристорного инвертора.

Мостовая схема тиристорного инвертора

Рисунок 2 — Мостовая схема тиристорного инвертора

Схема управления открывает сначала VD1 и VD4, а потом, когда емкость зарядится до

, в этот момент, если открыть другие тиристоры, VD1 и VD4 мгновенно закроются.

В данной схеме на закрытых тиристорах действует лишь напряжение источника питания.

Тиристорные выпрямители являются эффективными перспективными инверторами. Применяются на значительной мощности и используются в настоящее время для замены электромашинных агрегатов, преобразующих энергию постоянного тока резервных аккумуляторных батарей в переменный ток, в устройствах гарантированного питания (УГП) аппаратуры на предприятиях связи.

Преобразователи постоянного напряжения

Часто при питании электронных устройств ИП являются низковольтными, а для питания цепей потребления требуются значительные напряжения. При этом прибегают к преобразованию напряжения. Для этого используют инверторы и конверторы. Используются электромагнитные преобразователи, вибропреобразователи и статические преобразователи на п/п приборах.

Электромагнитные преобразователи вырабатывают напряжение синусоидальной формы, в то время как полупроводниковые и вибропреобразователи – напряжение прямоугольной формы. В настоящее время имеются статические преобразователи с выходным напряжением по форме близким к синусоидальному. Недостаток электромагнитного преобразователя: большие габариты и масса. Вибропреобразователи – маломощные и малонадежные. Поэтому наибольшее применение находят полупроводниковые преобразователи с малыми габаритами и массой, высоким КПД и эксплуатационной надежностью.

Построение преобразователей на тиристорах и транзисторах следует связывать с величиной питающих напряжений, требуемой мощности, характером изменения нагрузки.

Транзисторные преобразователи напряжения

Они подразделяются по способу возбуждения на 2 типа: с самовозбуждением и преобразователи с усилением мощности.

Транзисторы могут включаться по схеме с ОЭ, ОК, ОБ, но наиболее широко используются включение с ОЭ, так как в этом случае реализуется максимальное усиление транзисторов по мощности и тем более просто достигаются условия самовозбуждения.

Преобразователи с самовозбуждением выполняются на мощных, до нескольких десятков ватт, по однотактным и двухтактным схемам. Простейшая схема однотактного преобразователя представляет собой релаксационный генератор с обратной связью.

С обратным включ. диода.С прямым включ. диода.

При подключении напряжения питания через резистор на базу транзистора подается опирающий потенциал. Транзистор открывается и через первичную обмотку Wк трансформатора протекает ток, который вызывает магнитный поток в магнитопроводах транзистора. Появляющееся при этом напряжение на обмотке Wк трансформируется в обмотке обратной связи Wб, полярность подключения которой такова, что она способствует отпиранию транзистора. Когда ток коллектора достигает своего максимального значения: Iк=Iб*h31э, нарастание магнитного потока прекратится, полярность напряжений на обмотках трансформатора изменяется на противоположное и происходит лавинообразный процесс запирания транзистора.2*tu. Конденсатор сглаживающего фильтра Cф при этом заряжается выпрямленным напряжением до Uп.

В течении паузы tп, когда транзистор закрыт, цепь тока Iн замыкается через дроссель Lф и блокирующий диод VD2, как и в импульсном стабилизаторе с последовательным регулированием.

В однотактных преобразователях трансформатор работает с подмагничиванием, для борьбы с которым можно применять сердечник с зарядом. Однако он не подходит при использовании тор. транзистора. В нашем случае используется блокирующий конденсатор, который в течении паузы tп разряжаетсячерез обмотку W1, перемагничивая сердечник током разряда.

Емкость Cбл. Выбирается из условия, чтобы при максимальном коэффициенте заполнения φmax длительность паузы tп была не менее четверти периода колебательного контура L, Cбл.

Такой преобразователь с обратным включением диода обеспечивает развязку и защиту выходного напряжения от помех по входным шинам питания.

Транзисторные преобразователи определяются по следующим формулам:

Uп=Uп(Iкм/2Iн-W1/W2)

tu = Iкм*L1/Uп

tп = Iкм*L2/Uн*W2

φ = fп*Iкм*L1/Uп = tu/(tu+tп)

Лучшие массогабаритные показатели имеют двухтактные преобразователи с понижающим трансформатором.

Трансформаторы выполняются на магнитопроводе с прямоугольной петлей гистерезиса. Здесь также используется положительная ОС. Генератор работает следующим образом. При включении напряжения питания Uп из-за неидентичности параметров один из транзисторов, например VT1, начинает открываться и его коллекторный ток увеличивается. Обмотки ОС Wб подключены так, что наведенное в них ЭДС полностью открывает транзистор VT1 и закрывает транзистор VT2.

Переключение транзисторов начинается в момент насыщения транзистора. Вследствие этого наведенные во всех обмотках трансф. Напряжения уменьшаются до нуля, а затем изменяют свою полярность.

Теперь на базу ранее открытого транзистора VT1 подается отрицательное напряжение, а на базу ранее закрытого транзистора VT2 поступает положительное напряжение и он начинает открываться. Этот регенеративный процесс формирования фронта выходного напряжения протекает очень быстро. В дальнейшем процессы в схеме повторяются.

Частота переключения зависит от значения напряжения питания, параметров трансформатора и транзисторов и рассчитываются по формуле:fп=((Uп-Uкэ нас)*10000)/4*B*s*Wк*Sc*Kc.

Такой режим более экономичен, чем при переключении за счет предельного тока коллектора и работа преобразователя более устойчива.

Такие преобразователи используются как задающие генераторы для усилителей мощности и как автономные маломощные источники электропитания. Основные достоинства: простота схемы, а также нечувствительность к короткому замыканию в цепи нагрузки.

Недостатком преобразователя с насыщающимся сердечником является наличие выбросов коллекторного тока в момент переключения транзисторов, что увеличивает потери а преобразователе.

Напряжение на закрытом транзисторе может достигать значения:

Uкэm = (2,2: 2,4)Uпmax

два напряжения это сумма Uп+ЭДС на неработающей обмотке, кроме того учитываются выбросы напряжения во время переключения. Для уменьшения последних в схему иногда включают шунтирующие диоды.

При преобразовании больших мощностей наибольшее распространение получили преобразователи с использованием усилителя мощности. В качестве задающего генератора можно использовать преобразователи с самовозбуждением. Применение таких преобразователей целесообразно если необходимо обеспечить постоянство частоты и напряжения на выходе, а также неизменность формы кривой переменного напряжения при изменении нагрузки преобразователя.

В случае высокого входного напряжения применяют мостовые усилители мощности.

Предположим, в первый полупериод одновременно работают транзисторы T1,T2. Во второй T2,T3. Напряжение питания прикладывается к первичной обмотке транзистора, его полярность меняется каждый полупериод. Напряжение на закрытом транзисторе равно напряжению источника питания. Выходной транзистор работает в ненасыщенном режиме, выполняется он из материала с непрямоугольной петли гистерезиса.

Преобразователи на тиристорах

Тиристоры в отличие от транзисторов имеют одностороннее управление. Для запирания тиристоров в схемах преобразователей используются реактивные элементы в основном в виде коммутирующих конденсаторов.

При отпирании первого тиристора емкость заряжается до напряжения 2Uп. При отпирании второго тиристора напряжение конденсатора прикладывается в обратном направлении к первому транзистору, под действием его он запирается. Конденсатор перезаряжается, и напряжение на его обмотках и на первичной обмотке тиристора меняет знак (потенциалы показаны на схеме в скобках). В следующий полупериод вновь отпирается тиристор T1 и процесс повторяется.

Для обеспечения запирания тиристоров необходимо, чтобы энергия коммутирующего конденсатора была достаточной для того, чтобы в процессе перезаряда обратное напряжение на тиристорах падало достаточно медленно и успело бы обеспечить восстановление их запирающих свойств.

Недостатком такого инвертора является сильная зависимость выходного напряжения от тока нагрузки.

Для уменьшения влияния характера и величины нагрузки на форму и величину выходного напряжения применяют схемы с обратными диодами, которые в свою очередь необходимы для возврата реактивной энергии, накопленной в индуктивной нагрузке и реактивных коммутирующих элементах в источнике питания преобразователя.

Источник питания с бестрансформаторным входом

Особенностью таких источников являются использование процесса преобразования входного напряжения с использованием высокой частоты.

Отсутствие силового транзистора на входе и использование транзисторовна повышенной частоте существенно улучшает массогабаритные характеристики.

Функциональная схема ИПБВ на базе регулируемого преобразователя имеет следующий вид:

ВЧФ — препятствует проникновению во входные цепи помех от ИПБВ и наоборот.

ВУ – выпрямительное устройство,

СФ – сглаживающий фильтр;

РП – регулируемый преобразователь;

ЗГ – синхронизирующий задающий генератор;

ГПН – генератор пилообразного напряжения.

Работу ИПБВ со стабилизацией входного напряжения с использованием ШИМ легко представлять, рассмотрев диаграммы напряжений на отдельных участках схемы.

С целью упрощения регулировки преобразователь как правило строится по однотактной схеме с обеспечением рекуперации части энергии, накопленной в реактивных элементах в источник входного напряжения. На выходе преобразователя при напряжениях 5 — 10В ставят выпрямитель со средней точкой. С целью уменьшения времени коммутации силовых транзисторов на их входах применяют цепи обеспечивающие значительное превышение запирающего напряжения по отношению к отрицательному.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем: Учебник. — Изд. 3-е, перераб. и доп.-Мн: Высшая школа, 200

2. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электрические устройства/Подред. А.Я.Шихина: Учебник. – М.: Энергоиздат, 200– 336 с.

3. Березин О.К., Костиков В.Г., Шахнов В.А. источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Три Л, 2000. – 400 с.

4. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Кн. 2. – М.: Альтекс а, 2002. –191 с.

Инструкция

Для начала нам нужно разобраться, что такое электрический ток и чем переменный ток отличается от постоянного. Упорядоченное движение заряженных частиц называют электрическим током. В постоянном электрическом токе через сечение проводника за одинаковые интервалы времени проходит одинаковое количество заряженных частиц. А вот в переменном токе количество этих частиц за одинаковые интервалы времени всегда разное.

А вот теперь можно преступать непосредственно к преобразованию переменного тока в постоянный, в этом нам поможет устройство под названием «диодный мост». Диодный мост или мостовая схема — одно из самых распространённых устройств для выпрямления переменного тока .
Изначально она была разработана с применением радиоламп, но считалась сложным и дорогим решением, вместо неё применялась более примитивная схема со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется именно мостовая схема. Но использование данной схемы не гарантирует 100% выпрямления тока , поэтому в схему можно дополнить фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения. Теперь, на выходе нашей схемы, как результат мы получаем постоянный ток

Чтобы получить постоянный ток , достаточно взять обычный элемент питания. Напряжение такого источника ток а, как правило, стандартное – 1,5 Вольта. Соединив последовательно несколько таких элементов, можно получить батарею с напряжением, пропорциональным количеству таких элементов. Для получения постоянного ток а можно также воспользоваться зарядным устройством от мобильного телефона (5 В) или автомобильным аккумулятором (12В). Однако, если необходимо получить нестандартное напряжение, например, 42 В, то придется соорудить самодельный выпрямитель с простейшим фильтром питания.

Вам понадобится

  • Понижающий трансформатор 220 в./42в.
  • Сетевой шнур с вилкой
  • Диодный мост PB-6
  • Электролитический конденсатор 2000 мкФ×60в
  • Паяльник, канифоль, припой, соединительные провода.

Инструкция

Соберите выпрямитель по изображенной на рисунке схеме:

Чтобы правильно собрать и использовать такое устройство, необходимы минимальные знания о происходящих в приборе процессах. Поэтому, внимательно ознакомьтесь со схемой и принципами работы выпрямителя.Схема действия диодного моста, объясняющая принцип его работы: Во время положительного полупериода (мелкий штрих пунктир) ток движется по правому верхнему плечу моста к положительному выводу, через нагрузку поступает на левое нижнее плечо и возвращается в сеть. Во время отрицательного полупериода (крупный штрих пунктир) ток течет по другой паре диодов выпрямительного моста. Здесь Тр. – трансформатор, понижает напряжение с 220 до 42 Вольт, гальванически разделяет высокое и низкое напряжение. Д – диодный мост, выпрямляет переменное напряжение, поступившее с трансформатора. Цифрой 1 обозначена первичная (сетевая) обмотка трансформатора, цифрой 2 – вторичная (выходная) обмотка трансформатора.

Подсоедините к первичной обмотке трансформатора сетевой шнур с вилкой. Двумя проводами соедините два вывода вторичной обмотки трансформатора с двумя входными выводами диодного моста. Вывод диодного моста с маркировкой «минус» припаяйте к отрицательному выводу конденсатора.

Отрицательный вывод конденсатора обозначен на его корпусе светлой полосой со знаком «минус». К этому же выводу припаяйте провод синего цвета. Это будет отрицательный выход выпрямителя. Вывод диодного моста со знаком «плюс» припаяйте ко второму выводу конденсатора вместе с проводом красного цвета. Это будет положительный вывод выпрямителя. Перед включением тщательно проверьте правильность монтажа – ошибки здесь не допустимы.

Видео по теме

Полезный совет

Конденсатор играет роль фильтра питания, сглаживая пульсации, оставшиеся после выпрямления диодным мостом переменного тока.

Для зарядки аккумулятора накала применяется зарядное устройство, которое можно приобрести в торговой сети или же сделать своими руками, потратив при этом минимум средств, да и времени.

Вам понадобится

  • Полулитровая стеклянная банка, алюминиевая и свинцовая пластина, резиновая трубка, крышка с отверстием посередине.

Инструкция

Возьмите стакан или полулитровую стеклянную банку , алюминиевую и свинцовую пластины размером 40х100 мм и резиновую трубку диаметром 2 см. Отрежьте от резиновой трубки кольцо длиной 2 см, натяните его на алюминиевую пластину, на уровень электролита . Это необходимо, так как при работе выпрямителя электролит сильно разъедает алюминий у самой поверхности раствора. Резина предохраняет его от коррозии и тем самым дает возможность выпрямителю работать значительно дольше.

Используйте в качестве электролита раствор двууглекислого натра (питьевая сода). Возьмите соду из расчета 5-7 гр. на 100 мл воды. В данном выпрямителе положительным полюсом будет алюминий, отрицательным — свинец . При включении прибора в обычную городскую сеть переменного тока свинцовой пластиной, через выпрямитель пойдет ток. Но пойдет он только в одном направлении. На алюминиевой пластине в это время постоянно будет положительный полюс напряжения .Если в сеть включить алюминиевую пластину, то на свинцовой пластине постоянно будет отрицательный полюс напряжения. Получится однополупериодный выпрямитель , потому что через него проходит электрический ток только одного полупериода. В первом случае, например, через прибор будет проходить ток только положительного направления.

Для полного использования напряжения применяют двухполупериодные выпрямители. Их нужно составить из двух или четырех элементов, в зависимости от требуемой для зарядки силы тока. А подключаются они в обе фазы электросети.При включении прибора в сеть переменного тока примените предохранители . Регулировку напряжения, которое подается на зарядку , можно произвести при помощи реостата, который позволит «гасить» лишнее напряжение в цепи и соответственно создаст нормальные условия для зарядки аккумулятора .

Видео по теме

Обратите внимание

Для зарядки аккумуляторов накала целесообразно использовать выпрямитель из 4 элементов, так как для снятия силы тока в один ампер требуется выпрямитель с площадью алюминиевой пластины в 100 кв. см.

Полезный совет

Сила зарядного тока аккумуляторов должна составлять 0,1% от его емкости.

Источники:

  • Выпрямитель для зарядки аккумулятора

Если вы решили самостоятельно изготовить трансформатор, то вам необходимо знать некоторые вещи об этом устройстве, в том числе и как рассчитать ток в трансформаторе , о чем и пойдет речь ниже.

Инструкция

Узнайте, если вам до этого было неизвестно, максимальный ток нагрузки и напряжение на вторичной обмотке.
Умножьте ток максимальной нагрузки (в амперах) на коэффициент 1,5 – узнаете обмотку второго трансформатора (в амперах).

Рассчитайте мощность , расходуемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора. Для этого, умножьте напряжение вторичной обмотки на максимальный ток , который проходит через нее.
Подсчитайте мощность трансформатора. Чтобы узнать мощность следует умножить максимальную мощность на вторичной обмотке на 1,25.

Высчитайте величину тона на первичной обмотке . Для этого полученную в прошлом пункте мощность следует разделить на сетевое напряжение на первичной обмотке.
Рассчитайте параметры площади сердечника магнитного

Использование в повседневной жизни различных электрических приборов и устройств, работающих благодаря электроэнергии, обязывает нас иметь минимальные познания в области электротехники. Это знания, которые сохраняют нам жизнь. Ответы на вопросы о том, как из постоянного тока сделать переменный, какое напряжение должно быть в квартире и какой современный человек должен знать, чтобы избежать поражения и гибели от него.

Способы получения электричества

Сегодня невозможно представить свою жизнь без электроэнергии. Ежедневно все население нашей планеты использует миллионы ватт электричества для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Но очередной раз, включая электрочайник, человек не задумывается о том, какой путь пришлось проделать электричеству, чтобы он смог заварить себе утреннюю чашку ароматного кофе.

Существует несколько способов получения электричества:

  • из тепловой энергии;
  • из энергии воды;
  • из атомной (ядерной) энергии;
  • из ветровой энергии;
  • из солнечной энергии и др.

Для того чтобы понять природу возникновения электрической энергии, рассмотрим несколько примеров.

Электричество из энергии ветра

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Самый простой способ его получения — энергия природных сил.

В данном примере от энергии ветра. Природный феномен дующего с различной силой ветра люди научились использовать давно. Укрощает ветер простой ветряк, оборудованный приводом и соединённый с генератором. Генератор и вырабатывает электрическую энергию.


Излишки тока при постоянном использовании ветряка можно накапливать в аккумуляторных батареях. Выработанный постоянный экологически чистый ток в быту и производстве не применяется.

Полученный и преобразованный в переменный ток, он идет для бытового использования. Накопленные излишки электричества хранятся в аккумуляторных батареях. При отсутствии ветра запасы электричества, хранящиеся в аккумуляторах, преобразуются и поступают на нужды человека.

Электроэнергия из воды

К большому сожалению, этот вид природной энергии, дающий возможность получать электричество, не везде имеется. Рассмотрим способ получения электричества там, где воды много.

Простейшая ГЭС, сделанная из дерева по принципу мельницы, размер которой порядка 1,5 метров, способна обеспечить электричеством, используемым и на отопление, частное подсобное хозяйство. Такую бесплотинную ГЭС сделал русский изобретатель, уроженец Алтая — Николай Ленев. Он создал ГЭС, перенести которую могут два взрослых мужчины. Все дальнейшие действия аналогичны получению электричества от ветряка.

Вырабатывают электричество и крупные электростанции и гидростанции. Для промышленного получения электричества применяют огромные котлы, дающие пар. Температура пара достигает 800 градусов, а давление в трубопроводе поднимается до 200 атмосфер. Этот перегретый пар с высокой температурой и огромным давлением поступает на турбину, которая начинает вращаться и вырабатывать ток.

То же самое происходит и на гидроэлектростанциях. Только здесь вращение происходит за счёт больших скорости и объема воды, падающей с огромной высоты.


Обозначение тока и применение его в быту

Постоянный ток обозначается DC. На английском языке пишется как Direct Current. Он в процессе работы со временем не меняет своих свойств и направления. Частота постоянного тока равна нулю. Обозначают его на чертежах и оборудовании прямой короткой горизонтальной черточкой или двумя параллельными черточками, одна из которых пунктирная.

Используется постоянный ток в привычных нам аккумуляторах и батарейках, используемых в огромном числе различного типа устройств, таких как:

  • счетные машинки;
  • детские игрушки;
  • слуховые аппараты;
  • прочие механизмы.

Все ежедневно пользуются мобильным телефоном. Зарядка его происходит через блок питания, компактный преобразователь DC/AC, включаемый в бытовую розетку.

Электрические приборы потребляют переменный однофазный ток. Электроприборы заработают только с подключением трансформатора и Многие производители устанавливают преобразователь DC/AC непосредственно в сам агрегат. Это намного упрощает эксплуатацию электрооборудования.

Как из постоянного тока сделать переменный?

Выше говорилось, что все аккумуляторы, батарейки для фонариков, пультов телевизоров имеют постоянный ток. Чтобы преобразовать ток, существует современное устройство под названием инвертор, он с легкостью из постоянного тока сделает переменный. Рассмотрим, как это применимо в повседневности.


Бывает, что во время нахождения в автомашине человеку необходимо срочно распечатать на ксероксе документ. Ксерокс имеется, машина работает и, включив в прикуриватель переходник на инвертор, он может подключить к нему ксерокс и распечатать документы. Схема преобразователя достаточно сложна, особенно для людей, которые имеют отдаленное понятие о работе электричества. Поэтому в целях безопасности лучше не пытаться самостоятельно соорудить инвертор.

Переменный ток и его свойства

Протекая, переменный ток в течение одной секунды меняет направление и величину 50 раз. Изменение движения тока — это его частота. Обозначается частота в герцах.

У нас частота тока 50 герц. Во многих странах, например США, частота равна 60 герц. Также бывает трёхфазный и однофазный переменный ток.

Для бытовых нужд приходит электричество, равное 220 вольтам. Это действующее значение переменного тока. Но амплитуда тока максимального значения будет больше на корень из двух. Что в итоге даст 311 вольт. То есть фактическое напряжение бытовой сети составляет 311 вольт. Для изменения постоянного тока на переменный применяются трансформаторы, в которых используются различные схемы преобразователей.


Передача тока по высоковольтным линиям

Все электрические наружные сети несут по своим проводам переменный ток различного напряжения. Оно может колебаться от 330000 вольт до 380 вольт. Передача осуществляется только переменным током. Данный способ транспортировки — самый простой и дешёвый. Как из переменного тока сделать постоянный, давно известно. Поставив трансформатор в нужном месте, получим необходимое напряжение и силу тока.

Схемы преобразователей

Самая простая схема решения вопроса о том, как из постоянного тока сделать переменный 220 В, не существует. Это может сделать диодный мост. Схема преобразователя DC/AC имеет в своём составе четыре мощных диода. Мост, собранный из них, создает движение тока в одном направлении. Мостик срезает верхние границы переменных синусоид. Диоды собираются последовательно.


Вторая схема преобразователя переменного тока — это на выход с моста, собранного из диодов, конденсатора или фильтра, который сгладит и исправит провалы между пиками синусоид.

Отлично преобразует постоянный ток в переменный инвертор. Схема его сложна. Используемые детали не из дешевого порядка. Потому и цена на инвертор немаленькая.

Какой электрический ток опаснее — постоянный или переменный?

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся на работе и в быту с электроприборами, подключенными в розетки. Ток, бегущий от электрического щита до розетки, однофазный переменный. Происходят случаи поражения электрическим током. Меры безопасности и знания о поражении током необходимы.


В чем принципиальная разница между попаданием под напряжение переменным током и постоянным? Имеется статистика, что переменный DC однофазный ток в пять раз опаснее постоянного AC тока. Поражение током, вне зависимости от его типа, само по себе отрицательный факт.

Последствия от поражения током

Небрежность в обращении с электроприборами может, мягко говоря, негативно сказаться на здоровье человека. Поэтому не стоит экспериментировать с электричеством, если на то нет специальных навыков.


Действие тока на человека зависит от нескольких факторов:

  • сопротивления тела самого потерпевшего;
  • напряжения, под которое попал человек.
  • от силы тока на момент контакта человека с электричеством.

С учетом всего перечисленного можно сказать, что действие переменного тока намного опаснее, чем постоянного. Имеются данные экспериментов, подтверждающие факт, что для получения равного результата при поражении сила постоянного тока должна быть в четыре — пять раз выше, чем переменного.

Сама природа переменного тока отрицательно сказывается на работе сердца. При поражении током происходит непроизвольное сокращение сердечных желудочков. Это может привести к его остановке. Особенно опасно соприкосновение с оголенными жилами людям, имеющим сердечный стимулятор.

У постоянного тока частота отсутствует. Но высокие напряжение и сила тока могут привести также к летальному исходу. Выйти из под контакта с постоянным электрическим током проще, чем из-под контакта с переменным.


Этот небольшой обзор природы электрического тока, его преобразования должен быть полезен людям, далеким от электричества. Минимальные познания в области происхождения и работы электроэнергии помогут понять суть работы обычных бытовых приборов, которые так необходимы для комфортной и спокойной жизни.

Мощный выпрямитель на 12 вольт

Тема: как можно спаять источник питания на 12 вольт своими руками (схема).

Если вам нужен источник постоянного питания с напряжением 12 вольт, а его нет под рукой, то его можно и купить. Если брать дешёвый блок питания, то его качество будет оставлять желать лучшего. Обычно такие недорогие БП хороши только с виду. Когда их открываешь, то оказывается, что его характеристики (указанные на корпусе) по току завышены. В реальности он не способен обеспечить в полной мере ту мощность, что заявлена производителем (как правило). Можно купить и более дорогостоящий блок питания на 12 вольт, но собрать своими руками по частям выйдет гораздо дешевле, а по качеству ничуть не хуже.

Итак, как сделать хороший и простой блок питания на 12 вольт своими руками, что для этого нам понадобится? Нужен понижающий силовой трансформатор, выпрямительный диодный мост и фильтрующий конденсатор электролит. Трансформатор будет понижать сетевое напряжение (220 В) до нужного, а именно до 10 вольт. Почему до 10, а не 12. Потому, что есть такой эффект — переменное напряжение после диодного моста (имеющего конденсатор достаточной емкости) станет процентов примерно на 18 больше, чем без конденсатора. Это стоит учитывать при сборке любого блока питания.

Трансформатор нужен той мощности, которая вам нужна. То есть, изначально вы должны знать, какой именно максимальный ток должен выдавать данный блок питания. Зная ток и выходное напряжение можно найти электрическую мощность. Нужно просто ток (к примеру 3 ампера) перемножить на напряжение выхода (в нашем случае это 12 вольт). Стоит ещё добавить небольшой запас по мощности процентов 25. В итоге получим, что нужен трансформатор мощностью около 50 Вт.

С размерами (мощностью) трансформатора определились. Исходя из этого вторичная обмотка транса должна иметь нужное сечение, чтобы обеспечить нужную силу тока. Для 3 ампер (максимальное значение) на выходе нашего самодельного блока питания сечение вторичной обмотки трансформатора должно быть около 1,3 мм. Если на магнитопроводе достаточно места, то можно намотать провод большего диаметра (это только увеличит максимальную силу тока источника питания).

Итак, наш трансформатор на выходе вторичной обмотки будет выдавать переменное напряжение величиной 10 вольт. Это напряжение имеет форму синусоиды, которая меняет свои полюса с частотой 50 герц. Нам же нужен постоянный ток, который не имел этого периодического изменения полюсов. Для этого используется выпрямительный диодный мост. Его задача сводится к тому, что он все полупериоды делает однополюсными, хотя и скачкообразными (плавно возрастающими и убывающими). Диодный мост можно купить готовым, хотя его можно спаять и самому из 4х одинаковых диодов, которые должны быть также рассчитаны на нужный выходной ток. Для нашего самодельного блока питания с 3 амперами нужно взять диоды, рассчитанные на ток в 6 А (берём с учётом запаса).

Поскольку после диодов напряжение имеет скачкообразный вид, его нужно отфильтровать. Это делается обычным электролитическим конденсатором, соответствующей емкости. Значит достаем еще и конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 вольт, с емкостью 2200 мкф (чем больше, тем лучше фильтрация, но при этом и размеры конденсатора будут увеличиваться). Вот и всё, теперь эти элементы нужно просто спаять между собой (трансформатор, выпрямительный диодный мост и конденсатор электролит).

Выпрямитель – это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.

Определение

Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.

Различают два типа выпрямителей:

Однополупериодный. Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.

Двухполупериодный. Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя – это две основных характеристики.

Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?

Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.

Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.

Выходное напряжение

Основные величины переменного напряжения – амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.

Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.

Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что действующее напряжение в 1.41 раз меньше амплитудного. Или:

Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

Схемы

Однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода. Он просто не пропускает обратную полуволну. На выходе получается напряжение с сильными пульсациями от нуля до амплитудного значения входного напряжения.

Если говорить совсем простым языком, то в этой схеме к нагрузке поступает половина от входного напряжения. Но это не совсем корректно.

Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны от входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, так вот напряжение на выходе выпрямителя то же ниже по величине, чем действующее переменное на входе.

Но, если сгладить пульсации с помощью конденсатора, то, чем меньшими будут пульсации, тем ближе напряжение будет к амплитудному.

О сглаживания пульсаций мы поговорим позже. А сейчас рассмотрим схемы диодных мостов.

1. Выпрямитель по схеме Гретца или диодный мост;

2. Выпрямитель со средней точкой.

Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста – четыре диода соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:

Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в современных импульсных блоках питания, или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

Вторая схема – выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.

По своей сути – это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым – к отводу от середины обмоток.

Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком – использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.

Сглаживание пульсаций

Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

Для сглаживания пульсаций используют фильтры – параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

Но самый распространенный и простой вариант – это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости – десятки тысяч микрофарад.

Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.

Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор – тем меньше пульсации.

Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:

где R – сопротивление нагрузки, а C – емкость сглаживающего конденсатора.

Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t. Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.

Отсюда следует – чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их еще называют полярными или поляризованными.

Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва – у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.

Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).

Чтобы посчитать емкость сглаживающего конденсатора можно использовать приближенную формулу:

Где Iн – ток нагрузки, Uн – напряжение нагрузки, Kн – коэффициент пульсаций.

Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить керамический конденсатор как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.

Как сделать блок питания своими руками?

Простейший блок питания постоянного тока состоит из трёх элементов:

Если нужно получить высокое напряжение, и вы пренебрегаете гальванической развязкой то можно исключить трансформатор из списка, тогда вы получите постоянное напряжение вплоть до 300-310В. Такая схема стоит на входе импульсных блоков питания, например, такого как у вас на компьютере. О них мы недавно писали большую статью – Как устроен компьютерный блок питания.

Это нестабилизированный блок питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Напряжение на его выходе больше чем переменное напряжение вторичной обмотке. Это значит, что если у вас трансформатор 220/12 (первичная на 220В, а вторичная на 12В), то на выходе вы получите 15-17В постоянки. Эта величина зависит от емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему можно использовать для питания любой нагрузки, если для нее неважно, то, что напряжение может «плавать» при изменениях напряжения питающей сети.

У конденсатора две основных характеристики – емкость и напряжение. Как подбирать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения – нет. Напряжение конденсатора должно превышать амплитудное напряжение на выходе выпрямителя хотя бы в половину. Если фактическое напряжение на обкладках конденсатора превысит номинальное – велика вероятность его выхода из строя.

Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом по напряжению, но сейчас все используют дешевые электролиты из Китая, где в лучшем случае есть малый запас, а в худшем – и указанного номинального напряжения не выдержит. Поэтому не экономьте на надежности.

Стабилизированный блок питания отличается от предыдущего всего лишь наличием стабилизатора напряжения (или тока). Простейший вариант – использовать L78xx или другие линейные стабилизаторы, типа отечественного КРЕН.

Так вы можете получить любое напряжение, единственное условие при использовании подобных стабилизаторов, это то, напряжение до стабилизатора должно превышать стабилизированную (выходную) величину хотя бы на 1.5В. Рассмотрим, что написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

Входное напряжение не должно превышать 35В, для стабилизаторов от 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов на 20-24В.

Входное напряжение должно превышать выходное на 2-2.5В.

Т.е. для стабилизированного БП на 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, чтобы выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, чтобы избежать просадок, будет идеальным решением применять трансформатора с вторичной обмоткой на 12В.

Но выходной ток достаточно скромный – всего 1.5А, его можно усилить с помощью проходного транзистора. Если у вас есть PNP-транзисторы, можно использовать эту схему:

На ней изображено только подключение линейного стабилизатора «левая» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

Если у вас есть NPN-транзисторы типа КТ803/КТ805/КТ808, то подойдет эта:

Стоит отметить, что во второй схеме выходное напряжение будет меньше напряжения стабилизации на 0.6В – это падение на переходе эмиттер база, подробнее об этом мы писали в статье о биполярных транзисторах. Для компенсации этого падения в цепь был введен диод D1.

Можно и в параллель установить два линейных стабилизатора, но не нужно! Из-за возможных отклонений при изготовлении нагрузка будет распределяться неравномерно и один из них может из-за этого сгореть.

Установите и транзистор, и линейный стабилизатор на радиатор, желательно на разные радиаторы. Они сильно греются.

Регулируемые блоки питания

Простейший регулируемый блок питания можно сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её ток тоже до 1.5 А, вы можете усилить схему проходным транзистором, как было описано выше.

Вот более наглядная схема для сборки регулируемого блока питания.

Чтобы получить больший ток можно и использовать более мощный регулируемый стабилизатор LM350.

В последних двух схемах есть индикация включения, которая показывает наличие напряжения на выходе диодного моста, выключатель 220В, предохранитель первичной обмотки.

Вот пример регулируемого зарядного устройства для аккумулятора с тиристорным регулятором в первичной обмотке, по сути такой же регулируемый блок питания.

Кстати похожей схемой регулируют и сварочный ток:

Заключение

Выпрямитель используется в источниках питания для получения постоянного тока из переменного. Без его участия не получится запитать нагрузку постоянного тока, например светодиодную ленту или радиоприемник.

Также используются в разнообразных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, есть ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов от первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а во вторичной обмотке установлен только диодный мост. Переключатель устанавливают со стороны высокого напряжения, так как, там в разы ниже ток и его контакты не будут пригорать от этого.

По схемам из статьи вы можете собрать простейший блок питания как для постоянной работы с каким-то устройством, так и для тестирования своих электронных самоделок.

Схемы не отличаются высоким КПД, но выдают стабилизированное напряжение без особых пульсаций, следует проверить емкости конденсаторов и рассчитать под конкретную нагрузку. Они отлично подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и не создадут дополнительного фона. Регулируемый блок питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам для проверки реле регулятора напряжения генератора.

Регулируемый блок питания используется во всех областях электроники, а если его улучшить защитой от КЗ или стабилизатором тока на двух транзисторах, то вы получите почти полноценный лабораторный блок питания.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Попал ко мне в руки блок питания с пассивным охлаждением и на привычные многим пользователям 12 Вольт, потому надеюсь, что обзор будет полезен пользователям принтеров и граверов.

Почему мне нравится ковырять блоки питания особо расписывать смысла нет, а вот почему именно 12 Вольт, напишу.

Так уж сложилось, но блоки питания с выходным напряжением в 12 Вольт являются одними из самых популярных наряду с 5 Вольт и 19 Вольт.

5 Вольт используется для питания небольших устройств, но больше популярности добавило то, что такое же напряжение дает порт USB, потому и начали ‘плодиться’ такие БП.

19 Вольт используются в ноутбуках, а также такие БП используются энтузиастами радиолюбителями для разного рода паяльных станций и усилителей, в основном из-за приемлемой мощности и компактности.

Ну а 12 Вольт просто для начала является безопасным напряжением и при этом позволяет передавать довольно большую мощность. Конечно на мой взгляд зачастую его можно (а иногда и нужно) на 24 Вольта, но это напряжение больше используется в промышленных устройствах.

В быту же от 12 Вольт можно питать получившие распространение светодиодные ленты для декоративной подсветки и освещения, от 12 Вольт питаются также системы видеонаблюдения, иногда небольшие компьютеры, а также разные граверы, 3D принтеры и т.п.

Вообще у меня в планах сделать несколько обзоров подобных БП, но с разной мощностью и сегодня ко мне на стол попал блок питания на 240 Ватт с пассивной системой охлаждения.

На данный момент распространенные безвентиляторные БП имеют мощность до 240-300 Ватт, причем вторые встречаются куда реже и я бы скорее сказал, что 240 Ватт это уже почти максимум.

На этом я закончу краткое вступление и перейду к предмету обзора. Блок питания был куплен здесь, вышел в итоге около 17 долларов.

БП в привычном металлическом корпусе, думаю многие видели подобные решения в продаже.

Упакован был в обычную белую коробку, на фото она не попала, да и не особо там есть на что смотреть.

Справа от клеммника приютился подстроечный резистор и светодиод индикации включения блока питания.

Заявленные параметры – 12 Вольт 20 Ампер, реальный производитель неизвестен, маркировка стандартна для многих недорогих БП – S-240-12

Сбоку находится переключатель входного напряжения 110/200 Вольт, лучше перед первым включением проверить что он находится в правильном положении.

Дата выпуска конец 2016 года, так что БП можно сказать, свежий.

Для начала измеряем что на выходе у БП настроено.

Выставлено 12.3 Вольта, диапазон регулировки 10-14.5 Вольта. после проверки выставил что-то близкое к 12 Вольт.

А внутри блок питания ничем не отличается от других, подобных недорогих блоков.

Мне он сходу напомнил блок питания на 48 Вольт 240 Ватт я бы даже сказал что они один в один.

Даже наверное не так, фактически это тот же БП, просто на другое напряжение, потому я в самом начале и написал, что реальный производитель неизвестен.

Классический осмотр начинки.

1. Входной фильтр, присутствует, хотя и не в полном объеме, отсутствует конденсатор после дросселя и варистор. К сожалению это черта подавляющего большинства китайских БП.

2. Помехоподавляющие конденсаторы в опасной цепи – Y1, в менее опасной, обычный высоковольтный, можно сказать что нормально.

3. Входной диодный мост установлен с запасом, 8 Ампер 1000 Вольт, но радиатор отсутствует. В предыдущем варианте диодный мост был на 20 Ампер.

Также рядом видны два термистора, включенные параллельно.

4. Входные конденсаторы Rubicong закос под Rubicon, если бы еще параметры соответствовали заявленным, но об этом позже.

5. Пара высоковольтных транзисторов прижатых к алюминиевому корпусу, который работает как радиатор.

6. Силовой трансформатор явно промаркирован как 240 Ватт 12 Вольт. На вид довольно неплох, видны следы пропитки лаком.

Китайские производители продолжают штамповать свои блоки питания на классической элементной базе. Я не скажу что это плохо, но более именитые производители уже гораздо реже делают БП на базе TL494.

По своему это имеет свои плюсы, ремонт такого БП довольно прост, комплектующие есть везде, да и документации по ним очень много.

1. Выходной дроссель при вполне нормальных габаритах намотан всего в два провода, причем сечение провода сопоставимо с тем, что использовалось в БП 48 Вольт.

2. Выходные конденсаторы имеют заявленную емкость в 2200мкФ, производитель также неизвестен, впрочем я и не ожидал здесь увидеть конденсаторы от Nichicon или хотя бы Samwha.

3,4. А вот момент с прижимом силовых элементов я проверил отдельно, так как в прошлый раз у меня были большие нарекания по поводу крепежа диодной сборки. В данном случае все в принципе нормально. Можно немного попридираться к прижиму транзисторов (слева), но практика показала, что все в порядке.

Высоковольтные транзисторы применены с запасом, можно не беспокоиться. К тому же корпус TO247, в котором они выполнены, улучшает отвод тепла на радиатор.

Выходная диодная сборка MBR30200 представляет собой два высоковольтных диода Шоттки. Я немного скептически отношусь к применению высоковольтных диодов Шоттки, так как у них уже нет преимущества перед обычными в плане падения напряжения, но остается преимущество в большей скорости переключения, т.е. динамические потери меньше.

Но один неприятный момент я все таки нашел. Один из силовых контактов не очень хорошо пропаян. Можно конечно сказать, что там по три контакта на полюс, но ведь может так попасть, что он как раз окажется нагруженным. Собственно потому я всегда советую при покупке блоков питания проверять как они собраны. Хотя нет, корректнее сказать – при покупке недорогих блоков питания всегда проверять качество сборки.

На плате присутствует не совсем понятная мне маркировка, очень похоже, что плата рассчитана под БП мощностью до 365 Ватт, но это уже скорее с активным охлаждением (на плате есть место под разъем вентилятора, но сам разъем и необходимые компоненты отсутствуют).

Попутно измерил емкость конденсаторов.

Входные имеют суммарную емкость 166мкФ (два по 330 соединенные последовательно), хотя указано 470мкФ (соответственно суммарная 235), маловато для мощности в 240 Ватт.

Выходные в сумме дают около 6600, соответственно как указано 2200х3. Здесь вопросов нет, для блоков питания с подобными характеристиками это нормально, даже для фирменных. Правда в фирменных блоках питания стоит более качественные конденсаторы.

Вот теперь можно проводить тесты.

В качестве тестового стенда использовались

1. Режим холостого хода.

2. Нагрузка 5 Ампер, пульсации около 50мВ

1. Нагрузка 10 Ампер, напряжение лишь немного просело, пульсации остались на прежнем уровне

2. Нагрузка 15 Ампер, практически без изменений

1. 20 Ампер, напряжение просело всего на 70мВ, уровень пульсация практически не отличается от предыдущих тестов и составляет 60мВ

2. В качестве дополнительного теста на нагрев я решил поднять выходное напряжение до 12.55 Вольта и погонять БП еще минут 15. Выходная мощность БП при этом была около 250 Ватт.

Как видно по фото, это практически никак не сказалось на результате.

В прошлом обзоре я был так удивлен качеством работы блока питания, что даже проводил тесты с полуторакратной перегрузкой. С БП мощностью 240 Ватт я снял 360 и только тогда начал откровенно волноваться по поводу перегрева.

Но в данном случае все немного печальнее. Для начала фото с тепловизора, снятое в самом конце теста при мощности 250 Ватт.

Самый горячий элемент – выходной дроссель, впрочем такая же картина была и при тесте БП 48 Вольт. Но как я тогда писал, на самом деле материал из которого изготовлен этот дроссель, не боится таких температур, ограничением является стойкость изоляции провода, которым он намотан.

Для компании сфотографировал нагрузочные резисторы, на которых рассеивалось всего около 50 Ватт. Электронная нагрузка при этом брала на себя около 200 Ватт, у нее температура радиаторов была 61 градус.

Как и раньше, я свел все данные в одну табличку.

Тестирование проходило при комнатной температуре, БП лежал горизонтально на столе, что несколько ухудшало тепловой режим, в вертикальном положении он охлаждался бы лучше.

Каждый этап длился 20 минут, затем шел замер температуры и повышение тока на одну ступень.

Последний этап был проведен как дополнительный и занял 15 минут, итого в сумме 20+20+20+20+15= 1ч 35мин.

Результаты заметно выше чем у БП на 48 Вольт, но я бы сказал что вполне терпимые. Самый нежный элемент – силовой трансформатор, не перегревается.

Как-то в комментариях затронули тему низкого КПД таких блоков питания и мне реально стало интересно, какой же КПД у них в реальности.

Конечно я не претендую на высокую точность , так как в процессе участвует много измерительных приборов и каждый имеет свою погрешность, но я постарался измерить максимально корректно.

И так. Я измерил потребляемую мощность БП без нагрузки, с нагрузкой 33, 66 и 100%, при этом у меня вышло:

Вход – Выход – КПД.

Говорили, что КПД подобных БП около 60-70%, честно, мне не верилось. Но до этого я судил по количеству выделяемого тепла, потому как не заметить ‘лишние’ 100 Ватт тепла тяжело, вот и решил провести этот тест, думаю что не зря.

Конечно в комментариях могут начать писать – а как же MeanWell, почему не MeanWell? Да, я очень хорошо отношусь к блокам питания этой фирмы, и очень часто их использую, потому решил ради интереса сравнить обозреваемый БП и БП фирмы MeanWell. Но стоит отметить, что сравнивал я с БП серии RS, а точнее – RS-150-12, т.е. 12 Вольт 150 Ватт. На данный момент стоимость этого БП составляет около 36 долларов – [leech=http://www.kosmodrom.com.ua/el.php?name=RS-150-12]ссылка[/leech].

Блоки питания этой серии отличные, надежность действительно на высоком уровне, БП который вы видите, отработал в составе системы видеонаблюдения около 3 лет при нагрузке близкой к 90% и был заменен планово на новый.

Производитель же заявляет что –

Долговечные 105°C электролитические конденсаторы

Комплекс защит от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения

Электромагнитная совместимость: EN50082-2/EN61000-6-2 для тяжелой промышленности

Высокая рабочая температура до 70°C

Малые размеры, высокая удельная мощность

Высокие КПД, долговечность и надежность

Все модули проходят 100% прогон[/quote]

Но это относится именно к RS серии, обычные же БП MenWell серий S-ххх-хх немного проще, правда и стоят меньше.

1. Термистор упакован в термоусадку, но что интересно, уже когда разбирал фото, то заметил, что термисторов два, причем второй ‘голый’, он стоит справа от переключателя.

2. Входные конденсаторы Rubicon, а не RubiconG. Суммарная емкость 165мкФ при выходной мощности в 150 Ватт.

3. Высоковольтный транзистор имеет дополнительную изоляцию. ШИМ контроллер применен другой, потому рядом совсем пусто.

4. Выходных диодных сборок две, причем у обоих на выводах присутствуют ферритовые бусины, что практически никогда не встречается в недорогих китайских БП. Такие же бусины есть и на некоторых конденсаторах.

5. А вот выходной дроссель изготовлен в лучших традициях Китая 🙂 Намотка кривая, закатали в какой то клей.

6. Выходные конденсаторы фирменные, емкость 1000х3 мкФ, напряжение 35 Вольт, что весьма правильно. У обозреваемого конденсаторы на 25 Вольт, но в двухтактной схеме это нормально (в компьютерных БП вообще на 16).

Сегодня не буду выделять плюсы и минусы, а просто опишу мое впечатление о блоке питания.

На мой взгляд это типичный ‘среднестатистический’ китайский блок питания. Нагрев в пределах допуска, среднее качество сборки, но при этом низкий уровень пульсаций и отсутствие ‘дрейфа’ выходного напряжения от прогрева (это довольно важно). Производитель не особо волнуется насчет комплектующих, об этом говорят непонятные конденсаторы на входе, если судить по маркировке, то емкость достаточна, если измерить, то занижена. Я в подобной ситуации просто добавил один конденсатор 100мкФх400В выпаянный из платы монитора.

Самые критичные элементы, которые в данном БП будут влиять на срок службы – выходные конденсаторы.

В остальном вполне нормальный блок питания, все тесты прошел без проблем, но получить такие результаты как с его 48 Вольт вариантом, я увы не смог. На мой взгляд средний блок питания за вполне приемлемые деньги.

Надеюсь что обзор был полезен, старался дать максимум информации.

Как я писал в самом начале, в планах сделать обзоры блоков питания 12 Вольт на другую мощность, но пока не знаю, какой мощности БП наиболее интересны.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Устройство и работа выпрямительного диода. Диодный мост

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с полупроводниковыми диодами. В предыдущей части статьи мы с Вами разобрались с принципом работы диода, рассмотрели его вольт-амперную характеристику и выяснили, что такое пробой p-n перехода.
В этой части мы рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов.

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

Общие характеристики выпрямительных диодов.

В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой, средней и большой мощности:

малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;
средней мощности – от 300mA до 10А;
большой мощности — более 10А.

По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые, но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.

Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 — 150)º С, а германиевых – лишь от -60 до +(70 – 85)º С. Это связано с тем, что при температурах выше 85º С образование электронно-дырочных пар становится столь значительным, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными.

Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:
на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n-типа расплавляют алюминий, индий или бор, а на поверхность кристалла с электропроводностью p-типа расплавляют фосфор.

Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью. Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.
Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т.е. со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3) с p-n переходом (4) припаиваются к кристаллодержателю (2), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7) со стеклянным изолятором (6), через который проходит вывод одного из электродов (5).

Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1) с помощью которых они монтируются в схемах.
У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1) значительно мощнее. Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

Электрические параметры выпрямительных диодов.

У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:

Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
Рабочая частота, кГц;
Рабочая температура, С.

Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD).

При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается, и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В итоге получается, что через нагрузку (), подключенную к сети через диод (VD), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.
Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор () во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (). Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке () будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель потому, что они будут «фонить», так как уровень пульсаций (Uпульс) пока еще очень ощутим.
В выпрямителе, с работой которого мы познакомились, полезно используется энергия только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется больше половины входного напряжения и потому такое выпрямление переменного тока называют однополупериодным, а выпрямители – однополупериодными выпрямителями. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста.

Диодный мост.

Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный. В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода. Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

Из корпуса сборки выходят четыре вывода напротив которых расположены знаки «+», «» или «~», указывающие, где у моста вход, а где выход. Но не обязательно диодные мосты можно встретить в виде такой сборки, их также собирают включением четырех диодов прямо на печатной плате, что очень удобно.

Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.
Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике. Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста. Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3, нагрузку , диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4, нагрузку , диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными.

И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором, то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром.

Удачи!

Источник:

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Горюнов Н.Н., Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.
3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К — Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» — 4-е изд. перераб. и доп. 1987г.

Мощный выпрямитель на 12 вольт своими руками. Блок питания


Привет всем самоделкиным. Многие радиолюбители знают, что блок питания это дорогостоящая часть всей электроники и зачастую приобрести хороший блок питания нет возможности, но у каждого начинающего разбираться в радиоделе есть старый компьютерный блок, который уже давно завалялся и не используется. В этой статье я расскажу как сделать лабораторный блок питания для различных приспособлений, таких,например, как усилитель.

Для начала необходимо определиться, что понадобиться для сборки, это:
* Сам компьютерный блок, мощность моего была 350 ватт, чего хватит на все с запасом.
* Фанера, у меня таковой нашлось 4 отрезка.
* Электролобзик.
* Отвертки.
* Паяльник и паяльные принадлежности.
* Дрель.
* Наждачная бумага, зернистости покрупнее.
* Гвозди, я предпочел гвозди с мелкой шляпкой.
* Резиновые пробки, добытые из химических пробирок.


Когда все необходимое есть, можно приступать к разборке компьютерного блока питания.

Сначала открутим верхние болты, которые держат крышку.


Открутив их, переходим к четырем болтам на кулере.


После этого освободим плату от корпуса, там тоже есть болты, в моем же случае еще затаился один черный болтик по середине, который я поначалу и не заметил.



Но, как оказалось плату так не вытащить, нужно отпаять провода с подключения к входа питания 220В. Будьте осторожнее, рядом стоящие конденсаторы могут еще не разрядиться и выдать чуточку такого тока высокого напряжения.


Также отпаиваем провода с включателя.


Теперь плата блока легко вынимается, а
родной корпус нам уже не пригодиться.


Следующим, что мы уберем из блока будет куча проводов, поскольку нам нужны будут всего 3 из них, это желтый(12 В+) и синий(-) и зеленый для включения.



Для того чтобы блок включился зеленый проводок запаиваем к месту скопления черных проводов.



А теперь почистим все от пыли, кулер почистить так не удалось, его я разобрал и как следует промазал солидолом.


Все теперь чистенькое и можно уже переходить к изготовлению корпуса.
Вооружившись электролобзиком выпиливаем нижнюю сторону, я ее сделал на 8 мм больше в четыре стороны чем саму плату.


Посередине сделал отверстие для болта и немного наживил его, чтобы сделать резьбу, с помощью него и четырех болтов по краям будет крепиться плата.
Прикручиваем плату к фанере на центральный болт.
После этого примеряем другой кусок фанеры и отмеряем нужную нам длину и высоту. Высоту я сделал чуть больше самого кулера, чтобы блок питания был не таким громоздким.


Перед тем как отпилить переднюю часть отметим на ней место под наш кулер, будет он прямо по центру.


Обводим карандашом и просверливаем две дырки, расстояние между ними делаем около 2 мм, после этого расшатываем отверстие убирая тем самым перегородку, чтобы запустить пилку электролобзика.



Зашлифовываем посадочное место кулера.


Примеряем, сидит он там хорошо).


Мелким сверлом проделываем четыре отверстия под болты для закрепления кулера.
Вот теперь можно и отпилить заготовку передней части.


Передняя, так сказать самая главная часть блока готова, по аналогии вырезаем заднюю стенку.


Примеряем стенки, выглядит неплохо, дело за боковыми крышками.



Примерив под ровным углом боковую стенку, намечаем место распила уголком.
Боковая стенка готова, понадобиться еще одна такая же. Просто обведем предыдущую.



Под шнур 220 В делаем штекер, тот же, что и был в родном корпусе, его нам нужно разместить в передней части блока.


Выпиливаем тем же лобзиком, готово.


Затягиваем штекер-вилку двумя штатными болтами.


Проделав глубокие отверстия в передней панели под болты крепим кулер.



Посмотрим, как все это будет выглядеть, вроде неплохо выглядит, конечно я не дизайнер).



Прибиваем нижнюю и переднюю стороны нашего блока на два гвоздя с мелкой шляпкой.


Так как наш блок будет включаться и выключаться, то ему так же необходим включатель, его я разместил рядом с штекером под вилку.


Проделываем под включатель место, тут главное не переборщить, тогда он просто будет болтаться, что не очень хорошо.


Включатель сел плотно и не люфтит.


С установленным кулером передняя панель выглядит так.


Так как задняя панель должна иметь вентиляционных выход, то с помощью лобзика делаем овальный продув.


Для подключения различных устройств, которые будут использоваться с эти блоком нужны клеммники, их я нашел из школьного резистора.


С обратной стороны затягивается все с помощью гайки и прижимается с ее помощью пластинка с залуженным контактом.


Понадобилось два таких клеммника, один идет на плюс питания, другой на минус.


А так выглядит передняя панель с наружной стороны.


Приложив заднюю панель, прибиваем ее к задней части с уже закрепленной передней панелькой.


Так как изначально я не продумал то, что провода подключения 220 В в родном корпусе были короткие, поэтому пришлось по ходу дела заменить их на более длинные.


Один провод я припаял к штекеру, а другой через включатель.

Простой и надежный блок питания своими руками при нынешнем уровне развития элементной базы радиоэлектронных компонентов можно сделать очень быстро и легко. При этом не потребуются знания электроники и электротехники на высоком уровне. Вскоре вы в этом убедитесь.

Изготовление своего первого источника питания довольно интересное и запоминающееся событие. Поэтому важным критерием здесь является простота схемы, чтобы после сборки она сразу заработала без каких-либо дополнительных настроек и подстроек.

Следует заметить, что практически каждое электронное, электрическое устройство или прибор нуждаются в питании. Отличие состоит лишь в основных параметрах – величина напряжения и тока, произведение которых дают мощность.

Изготовить блок питания своими руками – это очень хороший первый опыт для начинающих электронщиков, поскольку позволяет прочувствовать (не на себе) различные величины токов, протекающих в устройствах.

Современный рынок источников питания разделен на две категории: трансформаторные и безтрансформаторные. Первые достаточно просты в изготовлении для начинающих радиолюбителей. Второе неоспоримое преимущество – это сравнительно низкий уровень электромагнитных излучений, а соответственно и помех. Существенным недостатком по современным меркам является значительная масса и габариты, вызванные наличием трансформатором – самого тяжелого и громоздкого элемента в схеме.

Безтрансформаторные блоки питания лишены последнего недостатка ввиду отсутствия трансформатора. Вернее он там есть, но не в классическом представлении, а работает с напряжением высокой частоты, что позволяет снизить число витков и размеры магнитопровода. В результате снижаются вцелом габариты трансформатора. Высокая частота формируется полупроводниковыми ключами, в процессе из включения и выключения по заданному алгоритму. Вследствие этого возникают сильные электромагнитные помехи, поэтому такие источник подлежат обязательному экранированию.

Мы будем собирать трансформаторный блок питания, который никогда не утратит своей актуальности, поскольку и поныне используется в аудиотехнике высокого класса, благодаря минимальному уровню создаваемых помех, что очень важно для получения качественного звука.

Устройство и принцип работы блока питания

Стремление получить как можно компактнее готовое устройство примело к появлению различных микросхем, внутри которых находятся сотни, тысячи и миллионы отдельных электронных элементов. Поэтому практически любой электронный прибор содержит микросхему, стандартная величина питания которой 3,3 В или 5 В. Вспомогательные элементы могут питаться от 9 В до 12 В постоянного тока. Однако мы хорошо знаем, что розетке переменное напряжение 220 В частотою 50 Гц. Если его подать непосредственно на микросхему или какой-либо другой низковольтный элемент, то они мгновенно выйдут из строя.

Отсюда становится понятным, что главная задача сетевого блока питания (БП) состоит в снижении величины напряжения до приемлемого уровня, а также преобразование (выпрямление) его из переменного в постоянное. Кроме того, его уровень должен оставаться постоянным независимо от колебаний входного (в розетке). Иначе устройство будет работать нестабильно. Следовательно, еще одна важнейшая функция БП – это стабилизация уровня напряжения.

В целом структура блока питания состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.

Помимо основных узлов еще используется ряд вспомогательных, например, индикаторные светодиоды, которые сигнализируют о наличие подведенного напряжения. А если в БП предусмотрена его регулировка, то естественно там будет вольтметр, а возможно еще и амперметр.

Трансформатор

В данной схеме трансформатор применяется для снижения напряжения в розетке 220 В до необходимого уровня, чаще всего 5 В, 9 В, 12 В или 15 В. При этом еще осуществляется гальваническая развязка высоковольтных с низковольтными цепями. Поэтому при любых внештатных ситуациях напряжение на электронном устройстве не превысит значение величины вторичной обмотки. Также гальваническая развязка повышает безопасность обслуживающего персонала. В случае прикосновения к прибору, человек не попадет под высокий потенциал 220 В.

Конструкция трансформатора довольно проста. Он состоит из сердечника, выполняющего функцию магнитопровода, который изготовляется из тонких, хорошо проводящих магнитный поток, пластин, разделенных диэлектриком, в качестве которого служит нетокопроводящий лак.

На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.

Принцип работы трансформатора заключается в следующем. Если к сетевой обмотке приложить напряжение, то, поскольку она замкнута, в ней начнет протекать переменный ток. Вокруг этого тока возникает переменное магнитное поле, которое собирается в сердечнике и протекает по нему в виде магнитного потока. Поскольку на сердечнике расположена еще одна обмотка – вторичная, то поде действием переменного магнитного потока в ней навидится электродвижущая сила (ЭДС). При замыкании этой обмотки на нагрузку, через нее будет протекать переменный ток.

Радиолюбители в своей практике чаще всего применяют два вида трансформаторов, которые главным образом отличатся типом сердечника – броневой и тороидальный. Последний удобнее в применении тем, что на него достаточно просто можно домотать нужное количество витков, тем самым получить необходимое вторичное напряжение, которое прямопропорционально зависит от количества витков.

Основными для нас являются два параметра трансформатора – напряжение и ток вторичной обмотки. Величину тока примем равной 1 А, поскольку на такое же значение мы возьмем стабилитроны. О чем немного далее.

Продолжаем собирать блок питания своими руками. И следующим порядковым элементом в схеме установлен диодный мост, он же полупроводниковый или диодный выпрямитель. Предназначен он для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора в постоянное, а точнее говоря, в выпрямленное пульсирующее. Отсюда и происходит название «выпрямитель».

Существуют различные схемы выпрямления, однако наибольшее применение получила мостовая схема. Принцип работы ее заключается в следующем. В первый полупериод переменного напряжения ток протекает по пути через диод VD1, резистор R1 и светодиод VD5. Далее ток возвращается к обмотке через открытый VD2.

К диодам VD3 и VD4 в этот момент приложено обратное напряжение, поэтому они заперты и ток через них не протекает (на самом деле протекает только в момент коммутации, но этим можно пренебречь).

В следующий полупериод, когда ток во вторичной обмотке изменит свое направление, произойдет все наоборот: VD1 и VD2 закроются, а VD3 и VD4 откроются. При этом направление протекания тока через резистор R1 и светодиод VD5 останется прежним.

Диодный мост можно спаять из четырех диодов, соединенных согласно схемы, приведенной выше. А можно купить готовый. Они бывают горизонтального и вертикального исполнения в разных корпусах. Но в любом случае имеют четыре вывода. На два вывода подается переменное напряжение, они обозначаются знаком «~», оба одинаковой длины и самые короткие.

С двух других выводов снимается выпрямленное напряжение. Обозначаются они «+» и «-». Вывод «+» имеет наибольшую длину среди остальных. А на некоторых корпусах возле него делается скос.

Конденсаторный фильтр

После диодного моста напряжение имеет пульсирующий характер и еще непригодно для питания микросхем и тем более микроконтроллеров, которые очень чувствительны к различного рода перепадам напряжения. Поэтому его необходимо сгладить. Для этого можно применяется дроссель либо конденсатор. В рассматриваемой схеме достаточно использовать конденсатор. Однако он должен иметь большую емкость, поэтому следует применять электролитический конденсатор. Такие конденсаторы зачастую имеют полярность, поэтому ее необходимо соблюдать при подключении в схему.

Отрицательный вывод короче положительного и на корпусе возле первого наносится знак «-».

Стабилизатор напряжения LM 7805, LM 7809, LM 7812

Вы наверное замечали, что величина напряжения в розетке не равна 220 В, а изменяется в некоторых пределах. Особенно это ощутимо при подключении мощной нагрузки. Если не применять специальных мер, то оно и на выходе блока питания будет изменяться в пропорциональном диапазоне. Однако такие колебания крайне не желательны, а иногда и недопустимы для многих электронных элементов. Поэтому напряжение после конденсаторного фильтра подлежит обязательной стабилизации. В зависимости от параметров питаемого устройства применяются два варианта стабилизации. В первом случае используются стабилитрон, а во втором – интегральный стабилизатор напряжения. Рассмотрим применение последнего.

В радиолюбительской практике широкое применение получили стабилизаторы напряжения серии LM78xx и LM79xx. Две буквы указывают на производителя. Поэтому вместо LM могут быть и другие буквы, например CM. Маркировка состоит из четырех цифр. Первые две – 78 или 79 означают соответственно положительно или отрицательное напряжение. Две последние цифры, в данном случае вместо них два икса: хх, обозначают величину выходного U. Например, если на позиции двух иксов будет 12, то данный стабилизатор выдает 12 В; 08 – 8 В и т.д.

Для примера расшифруем следующие маркировки:

LM7805 → 5 В, положительное напряжение

LM7912 → 12 В, отрицательное U

Интегральные стабилизаторы имеют три вывода: вход, общий и выход; рассчитаны на ток 1А.

Если выходное U значительно превышает входное и при этом потребляется предельный ток 1 А, то стабилизатор сильно нагревается, поэтому его следует устанавливать на радиатор. Конструкция корпуса предусматривает такую возможность.

Если ток нагрузки гораздо ниже предельного, то можно и не устанавливать радиатор.

Схема блока питания в классическом исполнении включает: сетевой трансформатор, диодный мост, конденсаторный фильтр, стабилизатор и светодиод. Последний выполняет роль индикатора и подключается через токоограничивающий резистор.

Поскольку в данной схеме лимитирующим по тока элементов является стабилизатор LM7805 (допустимое значение 1 А), то все остальные компоненты должны быть рассчитаны на ток не менее 1 А. Поэтому и вторичная обмотка трансформатора выбирается на ток от одного ампера. Напряжение ее должно быть не ниже стабилизированного значения. А по хорошему его следует выбирать из таких соображений, что после выпрямления и сглаживания U должно быть на 2 – 3 В выше, чем стабилизированное, т.е. на вход стабилизатора следует подавать на пару вольт больше его выходного значения. Иначе он будет работать некорректно. Например, для LM7805 входное U = 7 – 8 В; для LM7805 → 15 В. Однако следует учитывать, что при слишком завышенном значении U, микросхема будет сильно нагреваться, поскольку «лишнее» напряжение гасится на ее внутреннем сопротивлении.

Диодный мост можно сделать из диодов типа 1N4007, или взять готовый на ток не менее 1 А.

Сглаживающий конденсатор C1 должен иметь большую емкость 100 – 1000 мкФ и U = 16 В.

Конденсаторы C2 и C3 предназначены для сглаживания высокочастотных пульсаций, которые возникают при работе LM7805. Они устанавливаются для большей надежности и носят рекомендательный характер от производителей стабилизаторов подобных типов. Без таких конденсаторов схема также нормально работает, но поскольку они практически ничего не стоят, то лучше их поставить.

Блок питания своими руками на 78 L 05, 78 L 12, 79 L 05, 79 L 08

Часто необходимо питать только одну или пару микросхем или маломощных транзисторов. В таком случае применять мощный блок питания не рационально. Поэтому лучшим вариантом будет применение стабилизаторов серии 78L05, 78L12, 79L05, 79L08 и т.п. Они рассчитаны на максимальный ток 100 мА = 0,1 А, но при этом очень компактные и по размерам не больше обычного транзистора, а также не требует установки на радиатор.

Маркировка и схема подключения аналогичны, рассмотренной выше серии LM, только отличается расположением выводов.

Для примера изображена схема подключения стабилизатора 78L05. Она же подходит и для LM7805.

Схема включения стабилизаторов отрицательно напряжения приведена ниже. На вход подается -8 В, а на выходе получается -5 В.

Как видно, сделать блок питания своими руками очень просто. Любое напряжение можно получить путем установки соответствующего стабилизатора. Следует также помнить о параметрах трансформатора. Далее мы рассмотри, как сделать блок питания с регулировкой напряжения.


Эта схема мощного блока питания на 12 вольт вырабатывает ток нагрузки до 5 ампер. В схеме блока питания применен трех выводной .

Краткая характеристика Lm338:

  • Uвход: от 3 до 35 В.
  • Uвыход: от 1,2 до 32 В.
  • Iвых.: 5 А (max)
  • Рабочая температура: от 0 до 125 гр. C

Блок питания 12В 5А на интегральной микросхеме LM338

Напряжение от сети поступает к понижающему трансформатору через плавкий предохранитель FU1 на 7А. V1 на 240 вольт, используется для защиты схемы блока питания от выбросов напряжения в электросети. Трансформатор Tр1 понижающий с напряжение на вторичной обмотке не ниже 15 вольт с током нагрузки не менее 5 ампер.

Пониженное напряжение с вторичной обмотки поступает на диодный мост, состоящий из четырех выпрямительных диодов VD1-VD4. На выходе диодного моста установлен электролитический конденсатор С1 предназначенный для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Диоды VD5 и VD6 используются в качестве устройств защиты для предотвращения разряда конденсаторов C2 и C3 от незначительного тока утечки в регуляторе LM338. Конденсатор С4 используется для фильтрации высокочастотной составляющей блока питания.

Для нормальной работы блока питания на 12В, стабилизатор напряжения LM338 необходимо установить на радиатор. Вместо выпрямительных диодов VD1-VD4 можно использовать выпрямительную сборку на ток не менее 5 ампер, например, KBU810.

Блок питания на 12 вольт на стабилизаторе 7812

Следующая схема мощного блока питания на 12 вольт и 5 ампер нагрузки построена на интегральном 7812. Поскольку допустимый максимальный ток нагрузки данного стабилизатора ограничивается 1,5 ампер, в схему блока питания добавлен силовой транзистор VT1. Этот транзистор известен как обходной внешний транзистор.

Если ток нагрузки будет менее 600 мА, то он будет протекать через стабилизатор 7812. Если ток превысит 600 мА, то на резисторе R1 будет напряжение более 0,6 вольта, в результате чего силовой транзистор VT1 начинает проводить через себя дополнительный ток к нагрузке. Резистор R2 ограничивает чрезмерный базовый ток.

Силовой транзистор в данной схеме необходимо разместить на хорошем радиаторе. Минимальное входное напряжение должно быть на несколько вольт выше, чем напряжение на выходе регулятора. Резистор R1 должен быть рассчитан на 7 Вт. Резистор R2 может иметь мощность 0,5 Вт.

Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц….

Выпрямитель — это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.

Определение

Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.

Различают два типа выпрямителей:

    Однополупериодный . Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.

    Двухполупериодный . Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя — это две основных характеристики.

Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?

Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.

Нестабилизированное напряжение — изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.

Выходное напряжение

Основные величины переменного напряжения — амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.

Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.

Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что в 1.41 раз меньше амплитудного. Или:

Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста — соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:

Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в , или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

Вторая схема — выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.

По своей сути — это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым — к отводу от середины обмоток.

Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком — использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.

Сглаживание пульсаций

Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

Для сглаживания пульсаций используют — параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

Но самый распространенный и простой вариант — это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости — десятки тысяч микрофарад.

Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора — тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.

Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор — тем меньше пульсации.

Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:

где R — сопротивление нагрузки, а C — емкость сглаживающего конденсатора.

Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t. Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.

Отсюда следует — чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют , их еще называют полярными или поляризованными.

Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва — у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.

Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).

C=3200*Iн/Uн*Kп,

Где Iн — ток нагрузки, Uн — напряжение нагрузки, Kн — коэффициент пульсаций.

Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.

Как сделать блок питания своими руками?

Простейший блок питания постоянного тока состоит из трёх элементов:

1. Трансформатор;

3. Конденсатор.

Это нестабилизированный блок питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Напряжение на его выходе больше чем переменное напряжение вторичной обмотке. Это значит, что если у вас трансформатор 220/12 (первичная на 220В, а вторичная на 12В), то на выходе вы получите 15-17В постоянки. Эта величина зависит от емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему можно использовать для питания любой нагрузки, если для нее неважно, то, что напряжение может «плавать» при изменениях напряжения питающей сети.

У конденсатора две основных характеристики — емкость и напряжение. Как подбирать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения — нет. Напряжение конденсатора должно превышать амплитудное напряжение на выходе выпрямителя хотя бы в половину. Если фактическое напряжение на обкладках конденсатора превысит номинальное — велика вероятность его выхода из строя.

Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом по напряжению, но сейчас все используют дешевые электролиты из Китая, где в лучшем случае есть малый запас, а в худшем — и указанного номинального напряжения не выдержит. Поэтому не экономьте на надежности.

Стабилизированный блок питания отличается от предыдущего всего лишь наличием стабилизатора напряжения (или тока). Простейший вариант — использовать L78xx или другие , типа отечественного КРЕН.

Так вы можете получить любое напряжение, единственное условие при использовании подобных стабилизаторов, это то, напряжение до стабилизатора должно превышать стабилизированную (выходную) величину хотя бы на 1.5В. Рассмотрим, что написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

Входное напряжение не должно превышать 35В, для стабилизаторов от 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов на 20-24В.

Входное напряжение должно превышать выходное на 2-2.5В.

Т.е. для стабилизированного БП на 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, чтобы выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, чтобы избежать просадок, будет идеальным решением применять трансформатора с вторичной обмоткой на 12В.

Но выходной ток достаточно скромный — всего 1.5А, его можно усилить с помощью проходного транзистора. Если у вас есть , можно использовать эту схему:

На ней изображено только подключение линейного стабилизатора «левая» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

Если у вас есть NPN-транзисторы типа КТ803/КТ805/КТ808, то подойдет эта:

Стоит отметить, что во второй схеме выходное напряжение будет меньше напряжения стабилизации на 0.6В — это падение на переходе эмиттер база, подробнее об этом мы писали . Для компенсации этого падения в цепь был введен диод D1.

Можно и в параллель установить два линейных стабилизатора, но не нужно! Из-за возможных отклонений при изготовлении нагрузка будет распределяться неравномерно и один из них может из-за этого сгореть.

Установите и транзистор, и линейный стабилизатор на радиатор, желательно на разные радиаторы. Они сильно греются.

Регулируемые блоки питания

Простейший регулируемый блок питания можно сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её ток тоже до 1.5 А, вы можете усилить схему проходным транзистором, как было описано выше.

Вот более наглядная схема для сборки регулируемого блока питания.

С тиристорным регулятором в первичной обмотке, по сути такой же регулируемый блок питания.

Кстати похожей схемой регулируют и сварочный ток:

Заключение

Выпрямитель используется в источниках питания для получения постоянного тока из переменного. Без его участия не получится запитать нагрузку постоянного тока, например светодиодную ленту или радиоприемник.

Также используются в разнообразных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, есть ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов от первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а во вторичной обмотке установлен только диодный мост. Переключатель устанавливают со стороны высокого напряжения, так как, там в разы ниже ток и его контакты не будут пригорать от этого.

По схемам из статьи вы можете собрать простейший блок питания как для постоянной работы с каким-то устройством, так и для тестирования своих электронных самоделок.

Схемы не отличаются высоким КПД, но выдают стабилизированное напряжение без особых пульсаций, следует проверить емкости конденсаторов и рассчитать под конкретную нагрузку. Они отлично подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и не создадут дополнительного фона. Регулируемый блок питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам для проверки реле регулятора напряжения генератора.

Регулируемый блок питания используется во всех областях электроники, а если его улучшить защитой от КЗ или стабилизатором тока на двух транзисторах, то вы получите почти полноценный лабораторный блок питания.

Если вам нужен источник постоянного питания с напряжением 12 вольт, а его нет под рукой, то его можно и купить. Если брать дешёвый блок питания, то его качество будет оставлять желать лучшего. Обычно такие недорогие БП хороши только с виду. Когда их открываешь, то оказывается, что его характеристики (указанные на корпусе) по току завышены. В реальности он не способен обеспечить в полной мере ту мощность, что заявлена производителем (как правило). Можно купить и более дорогостоящий блок питания на 12 вольт, но собрать своими руками по частям выйдет гораздо дешевле, а по качеству ничуть не хуже.

Итак, как сделать хороший и простой блок питания на 12 вольт своими руками, что для этого нам понадобится? Нужен понижающий силовой трансформатор, выпрямительный диодный мост и фильтрующий конденсатор электролит. Трансформатор будет понижать сетевое напряжение (220 В) до нужного, а именно до 10 вольт. Почему до 10, а не 12. Потому, что есть такой эффект — переменное напряжение после диодного моста (имеющего конденсатор достаточной емкости) станет процентов примерно на 18 больше, чем без конденсатора. Это стоит учитывать при сборке любого блока питания.

Трансформатор нужен той мощности, которая вам нужна. То есть, изначально вы должны знать, какой именно максимальный ток должен выдавать данный блок питания. Зная ток и выходное напряжение можно найти электрическую мощность. Нужно просто ток (к примеру 3 ампера) перемножить на напряжение выхода (в нашем случае это 12 вольт). Стоит ещё добавить небольшой запас по мощности процентов 25. В итоге получим, что нужен трансформатор мощностью около 50 Вт.

С размерами (мощностью) трансформатора определились. Исходя из этого вторичная обмотка транса должна иметь нужное сечение, чтобы обеспечить нужную силу тока. Для 3 ампер (максимальное значение) на выходе нашего самодельного блока питания сечение вторичной обмотки трансформатора должно быть около 1,3 мм. Если на магнитопроводе достаточно места, то можно намотать провод большего диаметра (это только увеличит максимальную силу тока источника питания).

Итак, наш трансформатор на выходе вторичной обмотки будет выдавать переменное напряжение величиной 10 вольт. Это напряжение имеет форму синусоиды, которая меняет свои полюса с частотой 50 герц. Нам же нужен постоянный ток, который не имел этого периодического изменения полюсов. Для этого используется выпрямительный диодный мост. Его задача сводится к тому, что он все полупериоды делает однополюсными, хотя и скачкообразными (плавно возрастающими и убывающими). Диодный мост можно купить готовым, хотя его можно спаять и самому из 4х одинаковых диодов, которые должны быть также рассчитаны на нужный выходной ток. Для нашего самодельного блока питания с 3 амперами нужно взять диоды, рассчитанные на ток в 6 А (берём с учётом запаса).

Поскольку после диодов напряжение имеет скачкообразный вид, его нужно отфильтровать. Это делается обычным электролитическим конденсатором, соответствующей емкости. Значит достаем еще и конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 вольт, с емкостью 2200 мкф (чем больше, тем лучше фильтрация, но при этом и размеры конденсатора будут увеличиваться). Вот и всё, теперь эти элементы нужно просто спаять между собой (трансформатор, выпрямительный диодный мост и конденсатор электролит).

P.S. Учтите, что ёмкость конденсатора электролита имеет полярность (плюс и минус), которую нужно соблюдать при подключении его к схеме нашего самодельного блока питания. В противном случае может произойти так, что конденсатор просто у вас взорвется, либо просто выйти из строя. Ну, а в целом, данная схема БП является наиболее простой. Она не имеет стабилизации, рассчитана на питания электроприборов, не нуждающихся в большой точности и стабильности напряжения.

Как работает преобразователь напряжения? Виды, мощность, схемы

В этой статье рассматриваются электросхемы преобразователей напряжения, назначение и принцип работы оборудования. Также здесь объясняется, какие бывают устройства, даются рекомендации по их выбору, указываются ключевые характеристики.

Принцип работы преобразователей напряжения

Преобразователи представляют собой устройства, предназначенные для преобразования входного напряжения. Они могут повышать или понижать его, преобразовывать постоянный электроток в переменный и наоборот. Соответственно, принцип функционирования оборудования зависит от его типа. Существуют следующие основные разновидности устройств.

Преобразователи постоянного напряжения в постоянное

Они также называются DC/DC‑конвертеры. Применяются в вычислительной аппаратуре, средствах связи, схемах управления и автоматики. Обеспечивают снижение или повышение напряжения от источника электропитания (например, аккумуляторов или гальванических элементов) до нужного для питания нагрузки значения. Некоторые модели также могут инвертировать сигнал для получения напряжения с обратной полярностью. Электросхема конвертеров обычно включает такие элементы, как входной фильтр, конденсатор, катушки индуктивности, ключевого транзистора или тиристора, диода. Управление ключом осуществляется с помощью ШИМ. Ниже представлена функциональная схема повышающего преобразователя.

В категорию DC/DC‑конвертеров входят высоковольтные преобразователи. Они используются для нагрузок с малыми потребляемыми токами, которые не требуют значительной мощности источника электропитания. К ним относятся, например, счетчики радиационных излучений, ионизаторы воздуха, аноды электроннолучевых трубок в осциллографах.

Большинство современных ДС/ДС‑преобразователей имеет гальваническую развязку. В таких устройствах входные и выходные электроцепи разделены изоляционным барьером. Это решение позволяет защитить людей и подключаемую нагрузку от аварийного повышения напряжения на входе, а также улучшает помехозащищенность конвертера.

Преобразователи переменного напряжения в постоянное (выпрямители)

AC/DC‑преобразователи применяются для преобразования переменного напряжения (например, стандартного напряжения бытовых или промышленных электросетей 220/380 В) в стабилизированное постоянное напряжение. Устройства широко применяются в промышленной автоматизации, изготовлении источников питания, телекоммуникациях, на транспорте, в гальванике, энергосиловых установках, сварочных аппаратах. В зависимости от используемых силовых ключей, выпрямители бывают:

1. Тиристорными. Они состоят, как правило, из таких основных компонентов:

  • трансформатор. Необходим для понижения/повышения напряжения, а также гальванической развязки выпрямителя от электросети;
  • тиристорный мост (вентильная группа). Предназначен для преобразования переменного электротока в постоянный и регулирования (стабилизации) параметров выпрямленного тока, вне зависимости от колебаний напряжения на входе;
  • блок управления вентильной группой;
  • емкостной, индуктивный или комбинированный фильтр (LC-фильтр). Предназначен для сглаживания пульсаций выходных параметров.

2. Транзисторными. В состав таких выпрямителей входят следующие элементы:

  • входной LC-фильтр. Необходим для защиты питающей сети от помех, создаваемых выпрямителем;
  • диодный мост;
  • ВЧ-преобразователь. Предназначен для преобразования постоянного тока в высокочастотный импульсный и регулирования (стабилизации) параметров выпрямленного тока, вне зависимости от колебаний входного напряжения;
  • ВЧ-трансформатор. Предназначен для понижения/повышения напряжения импульсного тока;
  • диодный или транзисторный выпрямительный мост. Предназначен для преобразования высокочастотного импульсного тока в постоянный;
  • блок управления;
  • выходной LC-фильтр.

Преобразователи постоянного напряжения в переменное

Эти устройства называют DC/AC‑инверторами. Они могут применяться как отдельная аппаратура или входить в состав источников бесперебойного питания и систем преобразования электроэнергии. Формирование переменного напряжения осуществляется с помощью транзисторов и ШИМ. Периодическое высокочастотное открывание/закрывание транзисторов в электросхеме обеспечивает изменение направление движения тока и получение синусоиды.

Важно не только то, как работает инвертор напряжения, но и какую топологию формирования синусоидального сигнала он использует. Есть два основных варианта:

Топология «полумост» со сквозной нейтралью. Она отличается минимальным количеством силовых транзисторов и достаточно простой схемой. К недостаткам относится необходимость применения двухполярного источника электропитания, удвоенное число высоковольтных конденсаторов. Этот вариант используют обычно для не очень мощных нагрузок (0,5-1 кВт).

Мостовая топология. Наиболее распространенная схема в силовых преобразователях. Характеризуется повышенной надежностью, не требует большой входной емкости, обеспечивает минимальные пульсации на транзисторах. К недостаткам относится повышенная сложность драйверов и увеличенное число транзисторов.

Критерии выбора и расчет инвертора напряжения

Важнейшие характеристики инвертора:

  • частота преобразователя напряжения и форма напряжения. Желательно приобрести аппарат, который выдает чистый синусоидальный сигнал. К такому преобразователю можно подключать даже высокочувствительное оборудование;
  • номинальная мощность. Она должна быть выше, чем суммарная нагрузка всех подключенных потребителей;
  • максимальная пиковая мощность. Это значение определяет, какую наибольшую нагрузку выдержит устройство при подключении техники с малым значением коэффициента cos ф. К такому оборудованию относятся электродвигатели, насосы, компрессоры;
  • значение входного/выходного напряжения и силы электротока.

Чтобы выполнить расчет необходимой мощности DC/AC преобразователя, необходимо:

  1. Сложить мощность, потребляемую подключаемым оборудованием. Ее берут из паспортных данных на технику. Например, холодильник — 200 Вт, стиральная машина — 1500 Вт, пылесос — 1000 Вт. Итого в сумме: 200 + 1500 + 1000 = 2700 Вт.
  2. Учесть пиковую нагрузку. Для этого полученную сумму умножаем на коэффициент 1,3 (для рассматриваемого примера: 2700*1,3 = 3510 Вт).
  3. Учесть коэффициент cos ф для получения результата в вольт-амперах. Его значение для разного оборудования варьируется в пределах 0,60…0,99. Для расчета лучше принять минимальную величину. 3510/0,6 = 5850 ВА ≈ 6 кВА. Именно на это значение следует ориентироваться при выборе инвертора.

Заключение

В статье были рассмотрены основные разновидности преобразователей напряжения, особенности их работы и сферы применения. Также были приведены типовые электросхемы преобразователей напряжения и описаны критерии выбора DC/AC инверторов.

Сделай сам простейший инверт без транзисторов своими руками

Вам нужно всего два компонента, чтобы собрать простейший инвертор, преобразующий постоянный ток 12 В в 220 В переменного тока.

Абсолютно никаких дорогих или дефицитных элементов или деталей. Все можно собрать за 5 минут! Даже паять не надо! Скрутил проволокой и все.

Что понадобиться для инвертора?


  • Трансформатор от приемника, магнитофона, центра и т.п. Одна обмотка сетевая на 220 В, другая на 12 В.
  • Реле на 12 В. Такие много где используются.
  • Провода для подключения.
  • Нагрузка в виде лампочки.



Сборка инвертора


Все сводиться к тому, чтобы подключить реле и трансформатор следующим образом. Первым делом на сетевую обмотку трансформатора накидываем нагрузку в виде светодиодной лампочки — это будет выход инвертора.
Затем низковольтную обмотку подключаем параллельно реле. Теперь один контакт идет на питание к аккумулятору, а второй подключаем к другому контакту аккумулятора, но только через замкнутый контакт реле. Плюс или минус значения не имеет.



Все! Ваш инвертер готов! Супер просто!
Подключаем к аккумулятору — он у нас в роли источника на 12 В и лампа на 220 В начинает светиться. При этом вы слышите писк реле.


Как же работает этот инвертер?


Все очень просто: когда вы подключаете питание все напряжение идет через замкнутые контакты на реле. Реле срабатывает и контакты размыкаются. В результате питание реле отключается и оно приводит контакты обратно на замкнутые. В результате чего цикл повторяется. А так как параллельно реле подключен повышающий трансформатор, мощные импульсы постоянного включения-выключения подаются ему и преобразуются в переменный высоковольтный ток. Частота такого преобразователя колеблется в пределах 60-70 Гц.
Конечно, такой инвертор не долговечен — рано или поздно реле выйдет из строя, но не жалко — оно стоит копейки или вообще бесплатно, если взять старое. А выходное напряжение по роду тока и разбросу просто ужасно. Но этот простейший преобразователь может вас выручить в какой-нибудь серьезной ситуации.

Смотрите видео изготовления инвертора


Источник постоянного питания 12 В для светодиодных цепей (Часть 4/13)

В предыдущих проектах были разработаны регулируемые цепи питания. Иногда напряжение для управления конкретной схемой уже известно, и необходимо спроектировать схему источника питания для вывода постоянного напряжения. В этом проекте разработана схема постоянного питания 12 В для питания цепей светодиодов. Схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы в ней не было никаких колебаний или ряби. Схема будет получать питание от основных источников переменного тока и преобразует его в источник постоянного тока 12 В без пульсаций.Схема сможет потреблять максимальный ток 1А.

В схемах светодиодов избыточный ток через светодиоды, превышающий их номинальный прямой ток, может привести к чрезмерному повышению их температуры, навсегда или временно повредив их. Следовательно, в таких случаях очень важно постоянное напряжение. К выходу схемы, разработанной в этом проекте, можно подключить один светодиод или комбинацию светодиодов, для которых требуется сетевой вход 12 В.

В силовой цепи, разработанной в этом проекте, используется стабилизатор напряжения 7812 IC и стандартные шаги проектирования силовой схемы, такие как понижение напряжения переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока и сглаживание напряжения постоянного тока для получения прямого ввода от сети переменного тока.

Необходимые компоненты —

Рис.1: Список компонентов, необходимых для постоянного источника питания 12 В для светодиодных цепей

Блок-схема —

Рис. 2: Блок-схема постоянного источника питания 12 В для светодиодных цепей

Подключение цепей —

Схема собирается поэтапно, каждая ступень служит определенной цели. Для понижения 230 В переменного тока используется трансформатор 18 — 0 — 18 В.Вторичная обмотка трансформатора соединена с мостовым выпрямителем. Полный мостовой выпрямитель создается путем соединения друг с другом четырех диодов 1N4007, обозначенных на схемах как D1, D2, D3 и D4. Катод D1 и анод D2 соединены с одной из вторичной катушки, а катод D4, а анод D3 соединен с центральной лентой вторичной катушки. Катоды D2 и D3 подключены, из которых одна клемма снята с выхода выпрямителя, а аноды D1 и D4 подключены, из которых другая клемма снята с выхода двухполупериодного выпрямителя.Провод протягивается от центральной ленты трансформатора, который служит землей для положительного и отрицательного выходов постоянного тока.

Предохранитель на 1 А последовательно подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя для защиты от источников переменного тока. Конденсатор емкостью 470 мкФ (обозначенный на схеме как C1) подключен между выходными клеммами двухполупериодного выпрямителя для сглаживания. Для регулирования напряжения микросхема LM-7812 подключена параллельно сглаживающему конденсатору. Выходной сигнал поступает с клеммы выхода напряжения на микросхеме 7812 IC.

Как работает схема —

Силовая цепь работает по четко определенным стадиям, каждая из которых служит определенной цели. Схема работает в следующих этапах —

1. Преобразование переменного тока в переменный

2. Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

3. Сглаживание

4. Регулирование напряжения

Преобразование переменного тока в переменный

Напряжение основных источников питания (электричество, подаваемое через промежуточный трансформатор после понижения линейного напряжения от генерирующей станции) составляет приблизительно 220–230 В переменного тока, которое в дальнейшем необходимо понизить до уровня 12 В.Для понижения напряжения 220 В переменного тока до 12 В переменного тока используется понижающий трансформатор с центральной обмоткой. Использование трансформатора с центральным ответвлением позволяет генерировать как положительное, так и отрицательное напряжение на входе, однако с трансформатора будет поступать только положительное напряжение. В схеме наблюдается некоторое падение выходного напряжения из-за резистивных потерь. Поэтому необходимо использовать трансформатор с высоким номинальным напряжением, превышающим требуемые 12 В. Трансформатор должен обеспечивать на выходе ток 1А. Наиболее подходящий понижающий трансформатор, отвечающий указанным требованиям по напряжению и току, — 18–0–18 В / 2 А.Эта ступень трансформатора снижает сетевое напряжение до +/- 18 В переменного тока, как показано на рисунке ниже.

Рис. 3: Схема трансформатора 18-0-18 В

Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока путем выпрямления. Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — это полуволновое выпрямление, а другое — полноволновое выпрямление.В этой схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель используется для преобразования 36 В переменного тока в 36 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое выпрямление, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока. В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода соединены таким образом, что ток течет через них только в одном направлении, что приводит к появлению сигнала постоянного тока на выходе. Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.

Рис. 4: Принципиальная схема полноволнового выпрямителя

Во время положительного полупериода питания диоды D2 и D4 проходят последовательно, в то время как диоды D1 и D3 имеют обратное смещение, и ток протекает через выходной контакт, проходя через D2, выходной контакт и D4. Во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 проходят последовательно, но диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и ток течет через D3, выходную клемму и D1. Направление тока в обоих направлениях через выходную клемму в обоих условиях остается неизменным.

Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая положительный цикл полнополупериодного выпрямителя

Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая отрицательный цикл полнополупериодного выпрямителя

Диоды 1N4007 выбраны для построения двухполупериодного выпрямителя, поскольку они имеют максимальный (средний) номинальный прямой ток 1 А и в состоянии обратного смещения они могут выдерживать пиковое обратное напряжение до 1000 В. Поэтому в этом проекте для двухполупериодного выпрямления используются диоды 1N4007.

Сглаживание

Сглаживание — это процесс сглаживания или фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора. Выход двухполупериодного выпрямителя не является постоянным напряжением постоянного тока. Выходной сигнал выпрямителя в два раза превышает частоту основного источника питания, но имеет пульсации. Следовательно, его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе стабильное постоянное напряжение.Итак, конденсатор (обозначенный на схеме как C1) большой емкости подключен к выходу схемы выпрямителя. Поскольку постоянный ток, который должен быть выпрямлен схемой выпрямителя, имеет много всплесков переменного тока и нежелательных пульсаций, для уменьшения этих выбросов используется конденсатор. Этот конденсатор действует как фильтрующий конденсатор, который пропускает через него весь переменный ток на землю. На выходе среднее оставшееся постоянное напряжение более плавное и без пульсаций.

Рис.7: Принципиальная схема сглаживающего конденсатора

Регулирование напряжения

Для обеспечения на выходе стабилизированного 12В используется микросхема LM7812.Эта ИС способна обеспечивать ток до 1А. Он будет обеспечивать регулируемое и стабилизированное напряжение на выходе независимо от изменений входного напряжения и тока нагрузки. Микросхема LM7812 может иметь входное напряжение от 14,8 В до 27 В и обеспечивает постоянное выходное напряжение от 11,5 до 12,5 В. Микросхема способна обеспечивать на выходе максимальный ток 1А.

LM7812 имеет следующую допустимую внутреннюю рассеиваемую мощность:

Pout = (максимальная рабочая температура IC) / (тепловое сопротивление, переход от окружающей среды + тепловое сопротивление, переход от корпуса к корпусу)

Pout = (125) / (65 + 5) (значения согласно даташиту)

Pout = 1.78 Вт

Таким образом, внутренняя часть LM7812 может выдерживать рассеиваемую мощность до 1,78 Вт. При мощности выше 1,78 Вт микросхема не переносит выделяемое количество тепла и начинает гореть. Это также может вызвать серьезную опасность возгорания. Поэтому радиатор необходим для отвода чрезмерного тепла от ИС.

Рис. 8: Принципиальная схема регулятора напряжения для постоянного источника питания 12 В

Тестирование и меры предосторожности —

При сборке схемы следует соблюдать следующие меры предосторожности —

• Номинальный ток понижающего трансформатора, мостовых диодов и ИС регулятора напряжения должен быть больше или равен требуемому току на выходе.В противном случае он не сможет подавать требуемый ток на выходе.

• Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше максимального требуемого выходного напряжения. Это связано с тем, что микросхема 7812 принимает падение напряжения от 2 до 3 В. Таким образом, входное напряжение должно быть на 2–3 В выше максимального выходного напряжения и должно находиться в пределах входного напряжения (14,5–27 В. ) Из LM7812.

• Конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение.В противном случае конденсаторы начнут пропускать ток из-за превышения напряжения на их пластинах и вырвутся наружу.

• На выходе выпрямителя следует использовать конденсатор, чтобы он мог справляться с нежелательными сетевыми шумами. Аналогичным образом рекомендуется использовать конденсатор на выходе регулятора для обработки быстрых переходных процессов и шума на выходе. Величина выходного конденсатора зависит от отклонения напряжения, колебаний тока и переходного времени отклика конденсатора.

• Для работы с высокой нагрузкой на выходе необходимо установить радиатор в отверстия регулятора. Это предотвратит сдувание микросхемы из-за рассеивания тепла.

• Поскольку ИС регулятора может потреблять ток только до 1А, необходимо подключить предохранитель на 1А. Этот предохранитель ограничит ток в регуляторе до 1А. При токе выше 1 А предохранитель сгорит, и это отключит входное питание от цепи. Это защитит микросхему схемы и регулятора от тока более 1 А.

После сборки схемы ее можно проверить с помощью мультиметра. Измерьте выходное напряжение на выводах 7812 IC и начните тестирование с последовательными цепями светодиодов.

Давайте сначала протестируем схему со светодиодами 1,8 В. Максимум 6 светодиодов этого номинала могут быть подключены последовательно к выходу с ограничивающим резистором 68 Ом. Каждому светодиоду требуется примерно 1,8 В для смещения вперед и начала свечения. Входное напряжение в схему — 12В,

Vin = 12 В (из 7812)

Суммарное падение напряжения на 6 светодиодах будет 10.8 В,

В = 1,8 * 6 = 10,8 В

Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —

I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1

I = (12 — 10,8) / 68

I = 17,6 мА

Для светодиода с напряжением 1,8 В требуется приблизительно 20 мА прямого тока для правильного освещения без нарушения его предельного значения прямого тока. Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 68 Ом) для ограничения тока.

Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:

Рассеиваемая мощность

P выход = (Vin — Vout) * Iout

Pвых = (12-10,8) * (0,0176)

Pout = 21,12 мВт

Рис.9: Принципиальная схема светодиодов серии

Тестирование схемы с помощью светодиодов 2.2V привело к следующим результатам. На выходе можно последовательно подключить не более 5 светодиодов этого номинала с ограничивающим резистором 47 Ом. Каждому светодиоду нужно примерно 2.2 В, чтобы сместиться вперед и начать светиться. Входное напряжение в схему — 12В,

Vin = 12 В (из 7812)

Суммарное падение напряжения на 5 светодиодах будет 11 В,

В = 2,2 * 5 = 11 В

Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —

I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1

I = (12–11) / 47

I = 21,2 мА

Для светодиода с напряжением 2,2 В требуется приблизительно 25 мА прямого тока для правильного освещения без нарушения его предельного значения прямого тока.Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 47 Ом) для ограничения тока.

Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:

Рассеиваемая мощность

P выход = (Vin — Vout) * Iout

P вых = (12-11) * (0,0212)

P вых = 21,2 мВт

Рис.10: Принципиальная схема светодиодов серии

Тестирование схемы с помощью светодиодов 3,3 В привело к следующим результатам. Максимум 3 светодиода этого номинала могут быть подключены последовательно к выходу с ограничивающим резистором 6 или 7 Ом.Каждому светодиоду требуется примерно 3,3 В для прямого смещения и начала свечения. Входное напряжение в схему — 12В,

Vin = 12 В (из 7812)

Суммарное падение напряжения на 3 светодиодах составит 10 В,

В = 3,3 * 3 = 9,9 В

Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —

I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1

I = (12 — 9,9) / 6

I = 350 мА

Для светодиода 3.3 В, для правильного освещения без нарушения ограничения прямого тока требуется примерно 300–350 мА прямого тока. Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 6 или 7 Ом) для ограничения тока.

Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:

Рассеиваемая мощность

P выход = (Vin — Vout) * Iout

P вых = (12-9,9) * (0,350)

P вых = 735 мВт

Рис.11: Принципиальная электрическая схема светодиодов серии

Другие комбинации светодиодов также могут быть проверены при условии использования правильного токоограничивающего резистора и с учетом того, что входной ток, необходимый для схемы (комбинация светодиодов), не должен превышать 1 А.Из приведенных выше тестов видно, что рассеиваемая мощность всегда меньше 1,78 Вт (внутренний допустимый предел 7812). Тем не менее, рекомендуется использовать радиатор для охлаждения ИС и увеличения срока ее службы.

Схема источника питания, разработанная в этом проекте, может использоваться для питания светодиодных лент и тросов. Его также можно использовать для питания светодиодных плат. Как правило, с помощью этого блока питания можно запитать любую схему, которая требует постоянного напряжения 12 В с ограничением тока 1 А.

Схемы соединений



Подано в: Учебники


Как и зачем подключать 12-вольтовую систему с двумя батареями для получения 12 или 24 Вольт

В зависимости от того, как они подключены, две 12-вольтовые батареи Получите 12-вольтовую систему с удвоенным током или более эффективную 24-вольтовую систему с удвоенной частотой вращения коленчатого вала

Легковые автомобили, грузовики, дома на колесах и автодома работают от двух 12-вольтных батарей по разным причинам. В зависимости от того, как вы подключаете 12-вольтовую систему с двумя батареями, результатом может быть 12-вольтовая система или 24-вольтовая система — или даже одновременно 12 и 24 вольта.

  • Будет 12 вольт (около 14,2 вольт с генератором переменного тока), если батареи не соединены вместе, а изолированы друг от друга. Вы можете использовать два отдельных жгута или использовать разъединитель аккумулятора или селекторный переключатель.
  • Будет 12 вольт, если батареи соединены вместе по параллельно : положительный вывод к положительному выводу, а отрицательный к отрицательному. Выход усилителя будет суммой нескольких батарей, подключенных таким образом.
  • Будет 24 В (около 28 В с генератором), если две 12-вольтовые батареи соединены вместе в серии : Подключите положительный полюс одной батареи к отрицательной клемме другой батареи.Напряжение удваивается, но ампер остается прежним.

Примеры использования двух батарей:

Балласт гоночного автомобиля: Две установленные в багажнике батареи могут обеспечить критический балласт, особенно в классах, где правила запрещают специальный балласт.

Автомобиль без генератора переменного тока: Если вы не используете генератор переменного тока, но используете современную систему зажигания высокой мощности и другие энергоемкие устройства (например, электрический водяной насос, электрический топливный насос, транс- тормоза, азотные соленоиды и коробки задержки) в тягаче одна батарея может быть выделена только для системы зажигания, а другая питает оставшихся потребителей тока.

Посмотреть все 3 фотографии Изолятор батареи отделяет вспомогательную батарею от основной, чтобы дополнительные нагрузки не разряжали батарею. Powermaster PN 194, показанный здесь, имеет номинальную мощность 200 ампер и (по состоянию на июнь 2020 года) стоит 143,99 доллара на Summit Racing.

Фото предоставлено: Summit Racing

Высококачественные «шоу-машины» с аудиосистемой high-zoot: Отдельная батарея, предназначенная только для звуковой системы и изолированная от остальной электрической системы, может потребоваться, если автомобиль сидит на парковке с динамиками, излучающими большую вибрацию в течение длительного периода времени.Подобная установка будет включать две батареи, механический морской переключатель с двумя батареями и изолятор батареи. Это позволяет генератору перезаряжать как основную, так и вспомогательную батареи, когда автомобиль работает, но при выключении вспомогательная батарея, используемая для питания звуковой системы, разряжается.

Жесткий запуск с высокой степенью сжатия и большим опережением: Параллельная работа нескольких аккумуляторов генерирует больше тока холодного запуска во время запуска, хотя напряжение все еще составляет 12 вольт.Современные аккумуляторные батареи и стартеры настолько эффективны, что обычно это не проблема; Прежде чем что-либо делать, сначала проверьте, нет ли чрезмерного падения напряжения или плохого заземления на проводах стартера, а не на разряженной батарее или стартере.

Посмотреть все 3 фотографии В основном это разница между последовательным и параллельным подключением двух 12-вольтовых батарей. Параллельная цепь по-прежнему генерирует 12 вольт, но удваивает выходную силу тока. Последовательная цепь дает 24-вольтовую систему, но сила тока не меняется.24 вольта на стартер и соленоид заставляют его проворачивать в два раза быстрее, чем 12 вольт.

Фото предоставлено: MARLAN DAVIS

Максимальная мощность запуска: Когда даже две 12-вольтовые батареи, подключенные параллельно, не могут выполнить свою работу, или если вы — автомобиль аварийной службы AAA, который должен Crook, начни что-нибудь, пора сжечь 24 вольта, подключив батареи последовательно. Подключите положительную клемму одной батареи к отрицательной клемме другой батареи (см. Рисунок).Это обеспечивает большую пусковую мощность, чем даже две 12-вольтовые батареи, подключенные параллельно. Пускатели с прерывистым режимом работы могут работать с напряжением 24 В, ну, с перебоями.

Постоянное напряжение 24 В: Если этого достаточно для реактивного истребителя, то для моей машины вполне достаточно. Кроме того, я просто пускаю слюни на все эти уловки в магазине излишков. Проблема в том, что полное преобразование на 24 В в автомобиле может оказаться непрактичным в реальном мире. Автомобильные аксессуары для постоянного режима работы не выдерживают 24 вольт в течение длительного времени (если вообще), а 24-вольтовые эквиваленты для повседневных автомобильных запчастей могут оказаться непрактичными или недоступными.(Но если две 12-вольтовые батареи подключены к 24-вольтовой системе, вы все равно можете использовать 12-вольтовый генератор переменного тока для их зарядки.)

Двойная 12/24-вольтовая система: Еще один «поворот» проводки заключается в использовании соленоида длительного режима Littelfuse (ранее Cole Hersee) для создания распределительной цепи « последовательно / параллельно », которая генерирует 24 В при проворачивании коленчатого вала, а затем по умолчанию возвращается к 12 В для питания всего остального при нормальных условиях работы.

Littelfuse Inc., Чикаго, Иллинойс, 773.628.1000, Littelfuse.com
Powermaster Motorsports, W. Chicago, IL, 630.957.4019 (продажи) или 630.849.7754 (технические), PowermasteMotorsports.com
Summit Racing Equipment, Akron, OH, 800.230.3030 (США) или 330.630. 3030 (за пределами США), SummitRacing.com

Дает ли соединение двух 12-вольтных батарей вместе 24 вольта?

  • Две или более 12-вольтовых батареи, подключенные параллельно — положительный к положительному, отрицательный к отрицательному — по-прежнему представляют собой 12-вольтовую систему.
  • Две или более 12-вольтовых батареи, соединенные последовательно — положительный полюс одной батареи, соединенный с отрицательной клеммой второй батареи — вырабатывают 24 вольта, но сила тока не меняется.
Посмотреть все 3 фотографииRon Rollings

Преобразователь 12В в 5В — 4 простые схемы для проектов

Прежде чем переходить к схеме преобразователя 12В в 5В с помощью различных методов, позвольте взглянуть на потребность в источнике питания 5В.

Для работы широкого спектра микросхем и контроллеров автоматизации требуется источник постоянного тока напряжением 5 В, при отсутствии источника питания 5 В нам может потребоваться получить его из существующего источника питания, и тогда вам на помощь приходит этот линейный преобразователь. Вот список всех возможных схем, но их применение отличается от схемы к схеме.Мы уже обсуждали схему преобразователя 9В в 5В ранее.

Эти схемы представляют собой базовые регуляторы напряжения, первая из которых представляет собой простой делитель напряжения на резисторах.
Все схемы имеют разную производительность. Схема делителя напряжения не рекомендуется для использования в сильноточных приложениях, поскольку она имеет низкий выходной ток и меньшую эффективность.

Преобразователь 12 В в 5 В с использованием делителя напряжения:

Вот схема преобразователя постоянного тока 12 В в 5 В для слаботочных приложений (<70 мА) , в основном для измерения эталонной ЭДС / напряжения и в цепи отвода небольшого тока, например Светодиодный индикатор.

Вы можете подключить два светодиода последовательно через резистор R2, получая вход от свинцово-кислотной батареи 12 В или адаптера 12 В в качестве входа.

Необходимые компоненты:

Одна батарея 12 В, резистор 1,8 кОм, резистор 1,3 кОм, соединительные провода.

Эта схема представляет собой схему делителя напряжения. Вы можете рассчитать его для требуемого «выходного напряжения» по следующей формуле:

Здесь Vout — это выходное напряжение, снимаемое на резисторе R2.Vin — это входное напряжение, которое необходимо понизить. Выберите стандартное сопротивление резистора (более 1 кОм) любого сопротивления и решите другое. Затем выберите стандартное значение, ближайшее к полученному значению резистора.

Проверить лучшие схемы преобразователя 12В в 6В

Преобразователь 12В в 5В с использованием стабилитрона:

Схема, показанная ниже, предназначена для цепей среднего тока, она полезна для (1-70 мА) дренажной цепи среднего тока, например .светоизлучающие диодные индикаторы, схемы драйверов, операции с низковольтными транзисторами и многое другое.

Вы можете использовать эту схему понижающего преобразователя 12 В в 5 В постоянного тока в сочетании с другой схемой на выходе стабилитрона (с батареей на 12 В в качестве входа). На стабилитроне получается примерно 5 В.

Важно:
Нагрузочный резистор или выходная цепь являются обязательными на выходе при внедрении или тестировании в цепи, чтобы предотвратить возгорание стабилитрона.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 12 В, резистор 100 Ом (рекомендуется более высокое значение), стабилитрон 5,1 В (более 1 Вт), несколько соединительных проводов и паяльник для неразъемных соединений.

Рабочий:
Это очень распространенная схема стабилитрона в качестве схемы регулятора напряжения. Вы можете регулировать напряжение o / p в соответствии с приложением, меняя диод и резистор (Rs).

Пошаговый метод стабилизации напряжения на стабилитроне:

Разработайте стабилизированный источник питания «Vout» для получения от нерегулируемого источника питания постоянного тока «Vs».Максимальная номинальная мощность стабилитрона P Z указывается в ваттах. Используя стабилитрон и рассчитайте по следующим формулам:

Максимальный ток, протекающий через стабилитрон.
Id = (Вт / напряжение)

Минимальное значение резистора серии R S .
Rs = (Vs — Vz) / Iz

Ток нагрузки I L , если резистор нагрузки 1 кОм подключен к стабилитрону.
I L = V Z / R L

Ток стабилитрона I Z при полной нагрузке.
Iz = Is — I L

Где
I L = ток через нагрузку
Is = ток через резистор серии Rs
Iz = ток через стабилитрон (проверьте таблицы или предположите 10-20 мА, если не указано)
Vo = V R = Vz = напряжение стабилитрона = выходное напряжение
R L = Нагрузочный резистор

LM7805 Преобразователь 12В в 5В:

Стабилизатор напряжения 12В — 5В постоянного тока также может быть реализован с LM7805 линейный преобразователь напряжения.Он используется от среднего тока (от 10 мА до 1 А) до сильноточных прикладных цепей.
Он поддерживает тот же выходной ток, что и на входе.

Важно:
Входной конденсатор и выходной конденсатор должны быть внешне подключены к IC 7805, эти конденсаторы действуют как редуктор пульсаций, если они присутствуют в источнике питания в соответствии с таблицей данных. Радиатор необходим, потому что падение напряжения в 7 вольт преобразуется в тепло через радиатор.

Если вы не установите радиатор, он может вывести из строя ИС, применяя его в сильноточных цепях, и остаться с поврежденной ИС. Напряжение источника должно быть на> 2,5 В больше требуемого регулируемого выходного постоянного напряжения.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 12 В / адаптер питания 12 В, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 1 мкФ, микросхема LM7805, радиатор, несколько соединительных проводов и паяльник (для пайки).

Рабочий:

Для получения постоянного и нулевого выходного напряжения пульсации используются ИС линейных регуляторов напряжения.Это интегральные схемы, предназначенные для линейного преобразования и регулирования напряжения, часто называемые ИС понижающего трансформатора. Давайте обсудим преобразователь постоянного тока 12В в 5В с использованием IC 7805.

Трансформатор IC 7805 является частью серии ИС преобразователей постоянного тока LM78xx. Это ИС линейного понижающего трансформатора. Цифры «xx » представляют значение регулируемого o / p в вольтах. IC7805 выдает 5 В постоянного тока в виде цифры xx , показывающей (05), что составляет 5 вольт.Выходной сигнал будет постоянным на уровне 5 вольт для всех значений на входе от 6,5 до 35 вольт. (см. техническое описание)

Номер контакта 1 — это клемма источника питания . Контакт № 2 — это клемма заземления . Контакт номер 3 — это клемма выходного напряжения .

Посмотрите это видео для справки: (входной конденсатор не используется, но рекомендуется), также значения конденсатора могут отличаться в зависимости от наличия и в зависимости от области применения)

LM317 Преобразователь 12 В в 5 В:

Преобразователь 12 В в 5 В постоянного тока также может быть реализован с помощью ИС регулятора напряжения LM317.Это очень полезно в приложениях со средним и высоким током (1 А и более). Он также используется в настольных компьютерах в качестве схем защиты от перенапряжения.
Эта схема также может выдавать такой же выходной ток, как и от нерегулируемого источника.

Как правило, LM317 представляет собой ИС переменного источника питания, который может обеспечивать переменное, но регулируемое выходное напряжение от 1,25 В до 37 В в зависимости от «Vref» (опорное напряжение), напряжения на контакте 1 (Adjust), которое является опорным напряжением. снято с потенциометра.Прил. напряжение для регулировки. Ниже приведена схема делителя напряжения с использованием LM317, которая дает фиксированное напряжение 5 В на выводе 2.

Важно:
Для работы рекомендуется подключить входной конденсатор Cin (а ​​также рекомендуется на выходе. ‘). Радиатор, как показано на рисунке ниже, должен быть там для рассеивания тепла (своего рода дополнительный i / p-потенциал).

Правильно подключенный радиатор является обязательным, иначе он может вывести из строя IC317. Входное напряжение должно быть 1.На 5 В или больше требуемого выходного напряжения.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 12 В / источник питания 12 В, резистор 1,6 кОм, резистор 4,7 кОм, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 1 мкФ, IC LM317, радиатор, некоторые соединительные провода, макетная плата, если выполняется экспериментально, и пайка железо.

Рабочий:
LM317 — это ИС регулируемого регулятора напряжения, способная подавать ток более 1,0 А с широким диапазоном выходного напряжения от 1,25 В до 37 Вольт.Его регулировка немного лучше, чем у других микросхем фиксированного стабилизатора напряжения, таких как LM7805, 7806, 7808, 7810…

Формула для выходного напряжения преобразователя 12 В в 5 В, использующего LM317, написана выше. Это дает приблизительное значение «Vo», когда R2 и R1 выбраны так, чтобы удовлетворять формуле.

Ставьте любой std. значение любого из резисторов (рекомендуется более высокое значение резистора для уменьшения потерь мощности), затем подставьте значение требуемого выходного напряжения в данную формулу, чтобы найти значение другого резистора.

На изображении ниже показана ИС регулятора напряжения без радиатора и с радиатором. Иногда радиаторы продаются отдельно. Убедитесь, что радиатор правильно подсоединен с помощью токопроводящей пасты, применяемой для сильноточных приложений.

* Перед окончательным применением схемы преобразователя 12В в 5В в ваших проектах убедитесь, что выходное напряжение соответствует тому, для чего вы разработали. Значение тока, указанное в статье, приведено только для справки, поскольку значение тока изменяется в зависимости от импеданса цепи на выходе.

8 Схема понижающего преобразователя 12 В в 6 В

Ваша нагрузка слишком горячая. Он будет поврежден. Почему? Подключаешь к аккумулятору на 12В. Он может получать только 6 В. Если вы этого не хотите. Вы должны прочитать 10 способов сделать понижающую схему с 12В на 6В.

Я пытаюсь показать вам много способов сделать. Вы можете выбрать лучшее для себя. Например, у вас есть эти запчасти, или они легкие, или дешевые. Вы можете строить их по своему усмотрению.

1. Ограничивающий резистор тока

Если вы используете нагрузку, которая использует постоянный ток.Например, светодиод, лампочки, катушка реле и прочее.

Вы можете использовать резистор последовательно с этими нагрузками. Это самый дешевый и простой способ.

Предположим, у вас есть лампочки 6В 3Вт. Можно использовать резистор.

Как найти уровень резистора

Сначала найдите ток лампочки или R1.
I = P / V
P = 3W, V = 6V
Итак, IR1 = 3W / 6V = 0,5A

Тогда найдите напряжение на R1 (VR1).
Посмотрите на схему, VR1 = VB- VL
VB = 12V, VL = 6V
Итак, VR1 = 12V — 6V =

VR1 = 6V

Из теории: R1 = VR1 / IR1
Итак, R1 = 6V / 0.5А = 12 Ом.

Далее нам нужно найти мощность резистора-R1.

PR1 = VR1 x IR1 = 6 x 0,5 = 3 Вт

Итак, размер резистора должен быть 3 Вт.

Также вы можете использовать реле от 6В до 12В с помощью резистора.

Слишком горячий и большой

Мы увидим это, если использовать слишком большой ток нагрузки. Нам нужно использовать резистор высокой мощности. Он такой большой и слишком горячий.

2. Нагрузка с использованием нестабильных и малых токов

Следует выбирать схему, подходящую для нагрузки.При нагрузке используйте нестабильные токи. И использование низкого тока.

Например, у вас есть портативное FM-радио. Конечно, вы не можете использовать его напрямую в машине.

Требуется от 5 до 8 В. Причем в разном уровне звука. Он также использует другой ток.

Даже он потребляет ток всего 0,1 А. Но мы можем использовать резистор ограничения тока, как указано выше.

Потому что он использует нестабильный ток.

2.1 Использование стабилитрона и транзистора

Базовый шаг Я часто использую стабилитрон и транзистор в качестве регуляторов напряжения.Потому что это просто и дешево. Посмотрите на схему ниже.
Это дает стабильное выходное напряжение 6,2 В при 200 мА.

Как это работает
Во-первых, 12В входят в ZD1 и R1. Они представляют собой опорное напряжение этой цепи, 6,8 В. Тогда Q1 увеличится, ток на выходе будет выше. Выходное напряжение составляет 6,2 В, потому что некоторое напряжение находится на BE Q1.

Больше тока
Если вы используете транзистор BD139 NPN. Он может управлять током не более 0,5 А. Вы можете изменить это TIP41 для выхода 1A.И 2N3055 на выход 2А.

Фиксированный выход 6 В
Нормально, если нам нужен выход 6 В. Нам нужно использовать стабилитрон на 6,6 В. Но нет этого в даташите. Есть только 6В, 6,2В и 6,8В. Мы можем сделать это с последовательным диодом. Посмотрите на схему ниже.

Понижающая схема с 12 В на 6 В с использованием 7806

Обычно для этой работы мы всегда используем 3-контактный регулятор напряжения постоянного тока (серия IC78XX). Возможно, будет применен номер 7806, обеспечивающий напряжение 6 вольт.

Эта схема может выдавать максимальный ток 1 А.

Понизьте напряжение до 6 В с помощью 7805

Но это не популярное число. В моих магазинах есть популярная микросхема IC-7805, которая применяется во многих цифровых схемах (блок питания на 5 вольт).

Понижающий преобразователь постоянного тока с 12 до 6 вольт с использованием 7805 и диодов

. Однако мы легко модифицируем 7805 на выход 6 вольт . Когда мы добавляем цепочку диодов, таких как 1N4148 , последовательно между общим выводом IC1 и землей.Это увеличивает выходную мощность на +0,7 В для каждого используемого диода.

В схеме ниже. Добавляем 2 диода (0,7В + 0,7В). Следовательно, выходное напряжение 1,4В + 5В = 6,4В.

Это несложно, если в вашем магазине есть диоды.

И оба конденсатора используются для поглощения или сглаживания флуктуирующего сигнала, как показано на Рис. 1 .

Сборка преобразователя 12В в 6В

Поскольку они используют несколько деталей, собирайте их на перфорированной плате или универсальной печатной плате.как показано на рисунке 2. Мы увидим, что выходное напряжение — это падение напряжения на обоих диодах (0,6 В + 0,6 В), пульсирующее с напряжением IC приблизительно равным примерно 6,2 В. (на цифровом мультиметре показано 6,4 вольт.)

Выходной ток микросхемы примерно 1 ампер макс. Это должен быть радиатор микросхемы текущего размера. Затем мы можем увеличить выходное напряжение для других размеров, например, 8 вольт, чтобы вместо этого можно было использовать IC номер LM7808, чтобы добавить диоды в 4 шт., Подключенных к IC-7805. опять таки.

Если это не работает.
Если IC1 очень горячий, проверьте контакты и проводку еще раз.
Возможно короткое замыкание на выходе.

Затем снимите нагрузку.
Далее, измерьте выходное напряжение при отсутствии нагрузки, должно быть около 6,4 В.
Если выше, проверьте контакты заземления IC1 и все последовательно включенные диоды, напряжение на них должно быть около 1,2 В

Используйте 7805 для установки фиксированного выхода 6 В с понтентиомером.

Некоторым требуется постоянное напряжение 6 В. Легко регулируется потенциометром. Посмотрите на схему ниже.Вы можете регулировать напряжение от 5 В до 12 В с помощью VR1.

Преобразователь постоянного тока с 12 В на 6 В с использованием LM317

Если вам нужен выходной ток 1,3 А. Вы не можете использовать 7806. Но вы можете использовать LM317. Он может давать ток до 1,5 А. Посмотрите на схему ниже.

Также, схема понижающего преобразователя USB 5В на 1,5В

Схема преобразователя постоянного тока 6В на 3А с использованием LM350

В случае нагрузки от 2А до 3А. У нас есть много способов сделать это. Но сначала, если вы хотите легко построить. LM350 лучше всех. Он аналогичен LM317, но имеет больший ток до 3А макс.Посмотрите на схему ниже.

Как найти R2

Это просто, если R2 — потенциометр. Но как найти сопротивление R2.
Мы можем найти.

Vout = 1,25 x {1+ (R2 / R1)}

Vout = 6V, R1 = 270 Ом,

6V = 1,25 [1+ (R2 / 270)]
6 / 1,25 = 1 + (R2 / 270)
4,8 — 1 = R2 / 270
R2 = 3,8 x 270 = 1026 Ом

Итак, мы используем R2 = 1K.

Подробнее: Регулируемый стабилизатор напряжения LM350

Преобразователь выходного сигнала 6V 2A в 5A с использованием транзистора 7806 —

Но иногда у вас может не быть LM350.У вас 7806 и TIP42 (транзистор PNP). Точно так же вы можете построить понижающий преобразователь на 6 В на 2 А. Это тоже легко.

Также понижающая цепь с 12 В на 6 В

У нас есть много способов снизить напряжение до 6 В. Все схемы ниже представляют собой регуляторы на 6 В.
Можно применить. Только с шагом 6В.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Цепи зарядного устройства 12 В [с использованием LM317, LM338, L200, транзисторов]

В этой статье мы обсудим список простых схем зарядного устройства 12 В, которые очень просты и дешевы по своей конструкции, но чрезвычайно точны с выходным напряжением и текущие спецификации.

Все представленные здесь конструкции управляются по току, что означает, что их выходы никогда не выходят за пределы заранее определенного фиксированного уровня тока.


ОБНОВЛЕНИЕ: Ищете сильноточное зарядное устройство? Эти мощные зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов могут помочь вам удовлетворить ваши требования.


Простейшее зарядное устройство на 12 В

Как я неоднократно повторял во многих статьях, основным критерием безопасной зарядки аккумулятора является поддержание максимального входного напряжения немного ниже спецификации полного заряда аккумулятора и поддержание тока на уровне уровень, не вызывающий нагревания аккумулятора.

Если эти два условия соблюдаются, вы можете заряжать любую батарею, используя минимальную схему, такую ​​же простую, как следующая:

В приведенной выше простейшей схеме 12 В — это выходное среднеквадратичное значение трансформатора. Это означает, что пиковое напряжение после выпрямления будет 12 x 1,41 = 16,92 В. Хотя это выглядит выше, чем уровень полного заряда 12 В батареи, равный 14 В, на самом деле батарея не пострадала из-за низкого тока трансформатора. .

Тем не менее, рекомендуется извлекать батарею, как только амперметр покажет около нуля вольт.

Автоматическое выключение : Если вы хотите, чтобы указанная выше конструкция автоматически отключалась при достижении полного уровня заряда, вы можете легко добиться этого, добавив ступень BJT с выходом, как показано ниже:

В этом В конструкции мы использовали каскад BJT с общим эмиттером, основание которого зафиксировано на уровне 15 В, что означает, что напряжение на эмиттере никогда не может превышать 14 В. получает обратное смещение и просто переходит в режим автоматического выключения.Вы можете настроить стабилитрон 15 В до тех пор, пока на выходе для батареи не будет около 14,3 В.

Это превращает первую конструкцию в полностью автоматическую систему зарядного устройства на 12 В, простую в сборке, но при этом полностью безопасную.

Кроме того, поскольку нет конденсатора фильтра, 16 В не применяется как постоянный постоянный ток, а как переключение ВКЛ / ВЫКЛ 100 Гц. Это снижает нагрузку на аккумулятор, а также предотвращает сульфатирование пластин аккумулятора.

Почему важен контроль тока (настройка постоянного тока)

Зарядка любой формы заряжаемой батареи может быть критичной и требует определенного внимания.Когда входной ток, при котором заряжается батарея, значительно высок, добавление контроля тока становится важным фактором.

Все мы знаем, насколько умна микросхема LM317, и неудивительно, почему это устройство находит так много приложений, требующих точного управления мощностью.

Схема зарядного устройства 12-вольтовой батареи с регулируемым током с использованием микросхемы LM317, представленная здесь, показывает, как можно сконфигурировать микросхему LM317, используя всего пару резисторов и обычный трансформаторный мостовой источник питания для зарядки 12-вольтовой батареи с максимальной точностью.

Как это работает

Микросхема в основном подключается в обычном режиме, в котором R1 и R2 включены для необходимой регулировки напряжения.

Питание на ИС подается от обычной сети трансформатор / диодный мост; напряжение составляет около 14 вольт после фильтрации через C1.

Отфильтрованные 14 В постоянного тока подаются на входной контакт ИС.

Вывод ADJ микросхемы закреплен на стыке резистора R1 и переменного резистора R2. R2 можно точно настроить для согласования конечного выходного напряжения с аккумулятором.

Без включения Rc схема будет вести себя как простой источник питания LM 317, где ток не будет считываться и контролироваться.

Однако с Rc вместе с транзистором BC547, помещенным в схему в показанном положении, он способен определять ток, который подается в батарею.

Пока этот ток находится в желаемом безопасном диапазоне, напряжение остается на заданном уровне, однако, если ток имеет тенденцию возрастать, напряжение снимается микросхемой и падает, ограничивая дальнейшее повышение тока и обеспечивая соответствующую безопасность. для аккумулятора.

Формула для расчета Rc:

R = 0,6 / I, где I — максимальный желаемый предел выходного тока.

Для оптимальной работы ИС потребуется радиатор.

Подключенный амперметр используется для контроля состояния заряда аккумулятора. Как только амперметр покажет нулевое напряжение, аккумулятор можно отсоединить от зарядного устройства для использования по назначению.

Принципиальная схема № 1

Список деталей

Следующие детали потребуются для создания описанной выше схемы

  • R1 = 240 Ом,
  • R2 = предустановка 10k.
  • C1 = 1000 мкФ / 25 В,
  • Диоды = 1N4007,
  • TR1 = 0-14 В, 1 ампер
Как подключить горшок к цепи LM317 или LM338

На следующем изображении показано, как 3 контакта горшка должен быть правильно настроен или соединен с любой схемой регулятора напряжения LM317 или схемой регулятора напряжения LM338:

Как видно, центральный штифт и любой из внешних контактов выбраны для соединения потенциометра или потенциометра со схемой, третий неподключенный контакт остается неиспользованным.


Принципиальная схема № 2
Регулируемая сильноточная схема зарядного устройства LM317 № 3

Для модернизации вышеупомянутой схемы до регулируемой сильноточной схемы зарядного устройства LM317 могут быть реализованы следующие модификации:

Регулируемая электрическая цепь зарядного устройства № 4

5) Компактная схема зарядного устройства 12-вольтной батареи с использованием микросхемы IC LM 338

IC LM338 — выдающееся устройство, которое можно использовать для неограниченного числа потенциальных приложений электронных схем.Здесь мы используем его для создания схемы автоматического зарядного устройства 12 В.

Почему LM338 IC

По сути, основная функция этой ИС — это управление напряжением, и ее также можно подключить для управления токами с помощью некоторых простых модификаций.

Схемы зарядного устройства идеально подходят для этой ИС, и мы собираемся изучить один пример схемы для создания схемы автоматического зарядного устройства 12 В с использованием ИС LM338.

Обращаясь к принципиальной схеме, мы видим, что вся схема подключена к микросхеме LM301, которая формирует схему управления для выполнения действий отключения.

IC LM338 сконфигурирован как регулятор тока и как модуль автоматического выключателя.

Использование LM338 в качестве регулятора и операционного усилителя в качестве компаратора

Вся операция может быть проанализирована по следующим точкам: IC LM 301 подключен как компаратор, его неинвертирующий вход закреплен на фиксированной контрольной точке, полученной от делителя потенциала. сеть сделана из R2 и R3.

Потенциал, полученный от соединения R3 и R4, используется для установки выходного напряжения IC LM338 на уровень, который на оттенок выше, чем требуемое напряжение зарядки, примерно до 14 вольт.

Это напряжение подается на аккумулятор под зарядным устройством через резистор R6, который здесь включен в виде датчика тока.

Резистор на 500 Ом, подключенный между входными и выходными контактами IC LM338, гарантирует, что даже после автоматического выключения цепи аккумулятор будет непрерывно заряжаться, пока он остается подключенным к выходу схемы.

Кнопка запуска используется для инициирования процесса зарядки после того, как частично разряженный аккумулятор подключен к выходу схемы.

R6 может быть выбран соответствующим образом для получения различных скоростей зарядки в зависимости от батареи AH.

Подробные сведения о работе схемы (как пояснил + ElectronLover)

«Как только подключенная батарея полностью заряжена, потенциал на инвертирующем входе операционного усилителя становится выше, чем установленное напряжение на неинвертирующем входе ИС. Это мгновенно переключает выход операционного усилителя на низкий логический уровень «.

Согласно моему предположению:

  • V + = VCC — 74 мВ
  • V- = VCC — Icharging x R6
  • VCC = напряжение на выводе 7 операционного усилителя.

Когда Аккумулятор полностью заряжается Уровень заряда снижается. V- становится больше, чем V +, выход операционного усилителя становится низким, включаются PNP и светодиод.

Кроме того,

R4 получает заземление через диод. R4 становится параллельным R1, уменьшая эффективное сопротивление, видимое от контакта ADJ LM338 к GND.

Vout (LM338) = 1,2 + 1,2 x Reff / (R2 + R3), Reff — сопротивление контакта ADJ к GND.

Когда Reff уменьшает выходную мощность LM338, уменьшает и запрещает зарядку.

Принципиальная схема

6) Зарядное устройство 12 В с использованием микросхемы L200

Вы ищете схему зарядного устройства постоянного тока для обеспечения безопасной зарядки аккумулятора? Представленная здесь пятая простая схема с использованием IC L200 просто покажет вам, как построить зарядное устройство постоянного тока.

Важность постоянного тока

Зарядное устройство постоянного тока настоятельно рекомендуется для обеспечения безопасности и длительного срока службы батареи. Используя IC L200, можно создать простое, но очень полезное и мощное автомобильное зарядное устройство, обеспечивающее постоянный выходной ток.

Я уже обсуждал многие полезные схемы зарядного устройства в своих предыдущих статьях, некоторые из которых были слишком точными, а некоторые намного проще по конструкции.

Хотя основные критерии, связанные с зарядкой аккумуляторов, во многом зависят от типа аккумулятора, но в основном это напряжение и ток, которые особенно нуждаются в соответствующих параметрах, чтобы обеспечить эффективную и безопасную зарядку любой аккумуляторной батареи.

В этой статье мы обсудим схему зарядного устройства, подходящую для зарядки автомобильных аккумуляторов, оборудованную визуальным индикатором обратной полярности и индикаторами полной зарядки.

Схема включает в себя универсальный, но не столь популярный стабилизатор напряжения IC L200 вместе с несколькими внешними дополняющими пассивными компонентами, чтобы сформировать полноценную схему зарядного устройства.

Давайте узнаем больше об этой схеме зарядного устройства постоянного тока.

Принципиальная схема с использованием L200 IC

Работа схемы

IC L200 обеспечивает хорошее регулирование напряжения и, следовательно, обеспечивает безопасную зарядку с постоянным током, что является обязательным для любого типа заряжаемых аккумуляторов.

Обращаясь к рисунку, входное питание обеспечивается стандартной конфигурацией трансформатор / мост, C1 формирует основной конденсатор фильтра, а C2 отвечает за заземление любого левого остаточного переменного тока.

Зарядное напряжение устанавливается регулировкой переменного резистора VR1 при отсутствии нагрузки на выходе.

В схеме есть индикатор обратной полярности с использованием светодиода LD1.

Когда подключенная батарея полностью заряжена, т.е. когда ее напряжение становится равным установленному, ИС ограничивает ток зарядки и предотвращает чрезмерную зарядку батареи.

Вышеупомянутая ситуация также снижает положительное смещение T1 и создает разность потенциалов выше -0,6 вольт, так что он начинает проводить и включает LD2, указывая на то, что аккумулятор полностью заряжен и может быть извлечен из зарядного устройства.

Резисторы Rx и Ry представляют собой токоограничивающие резисторы, необходимые для фиксации или определения максимального зарядного тока или скорости, с которой необходимо заряжать аккумулятор. Он рассчитывается по формуле:

I = 0.45 (Rx + Ry) / Rx.Ry.

IC L200 может быть установлен на подходящем радиаторе для облегчения постоянной зарядки аккумулятора; однако встроенная схема защиты ИС практически никогда не позволяет ИС повредиться. Обычно он включает в себя встроенную защиту от перегрева, короткого замыкания на выходе и защиту от перегрузки.

Диод D5 гарантирует, что ИС не будет повреждена в случае случайного неправильного подключения батареи с обратной полярностью на выходе.

Диод D7 включен для предотвращения разряда подключенной батареи через микросхему в случае, если система выключена без отсоединения батареи.

Вы можете легко модифицировать эту схему зарядного устройства постоянного тока, чтобы сделать ее совместимой с зарядкой 6-вольтовой батареи, просто изменив номинал нескольких резисторов. Пожалуйста, обратитесь к списку деталей, чтобы получить необходимую информацию.

Список деталей
  • R1 = 1K
  • R2 = 100E,
  • R3 = 47E,
  • R4 = 1K
  • R5 = 2K2,
  • VR1 = 1K,
  • D1 — D540 AND D7,
  • D5, D6 = 1N4148,
  • Светодиоды = КРАСНЫЕ 5 мм,
  • C1 = 2200 мкФ / 25 В,
  • C2 = 1 мкФ / 25 В,
  • T1 = 8550,
  • IC1 = L200 (пакет TO-3)
  • = Амперметр, 0-5 ампер,
  • FSDV = Вольтметр, 0-12 Вольт FSD
  • TR1 = 0 — 24 В, ток = 1/10 батареи AH

Как настроить цепь зарядного устройства CC

настроить следующим образом:

Подключить регулируемый источник питания к цепи.

Установите напряжение, близкое к верхнему пороговому уровню.

Отрегулируйте предустановку так, чтобы реле оставалось активированным при этом напряжении.

Теперь немного увеличьте напряжение до верхнего порогового уровня и снова отрегулируйте предустановку так, чтобы реле просто срабатывало.

Схема настроена и может использоваться в обычном режиме с фиксированным входом 48 В для зарядки нужной батареи.

Запрос от одного из моих последователей:

Привет, Свагатам,

Я получил ваше письмо с веб-сайта www.brighthub.com, где вы поделились своим опытом в создании зарядного устройства.

Пожалуйста, у меня небольшая проблема, и я надеюсь, что вы могли бы мне помочь:

Я просто непрофессионал без особых знаний в электронике.

Я использовал инвертор мощностью 3000 Вт и недавно обнаружил, что он не заряжает батарею (а инвертирует). У нас здесь не так много экспертов, и, опасаясь дальнейшего повреждения, я решил приобрести отдельное зарядное устройство для зарядки аккумулятора.

Мой вопрос: зарядное устройство, которое я получил, имеет выходную мощность 12 вольт и 6 ампер, будет ли оно заряжать мою сухую батарею с емкостью 200 Ач? Если да, сколько времени потребуется для полной зарядки, и если нет, то какую емкость зарядного устройства я могу получить для этой цели? В прошлом у меня был опыт, когда зарядное устройство повредило мою батарею, и на этот раз я не хочу рисковать.

Большое спасибо.

Хабу Макс

Мой ответ г-ну Хабу

Hi Habu,

Зарядный ток зарядного устройства в идеале должен составлять 1/10 Ач батареи. Это означает, что для вашей батареи на 200 Ач зарядное устройство должно быть рассчитано примерно на 20 ампер.
При такой скорости для полной зарядки аккумулятора потребуется от 10 до 12 часов.
При использовании зарядного устройства на 6 ампер для зарядки аккумулятора может потребоваться много времени, или же процесс зарядки может просто не начаться.

Спасибо и привет.

7) Простая схема зарядного устройства 12 В с 4 светодиодными индикаторами

Схема автоматического зарядного устройства на 12 В с 4 светодиодными индикаторами может быть изучена в следующем посте. Конструкция также включает 4-х уровневый индикатор состояния зарядки с помощью светодиодов. Схема была запрошена мистером Денди.

Зарядное устройство с 4 светодиодными индикаторами состояния

Я хотел бы спросить и с нетерпением жду, когда вы сделаете автоматическое зарядное устройство для сотового телефона на 5 В и зарядное устройство на 12 В (в принципиальной схеме и в первом трансформаторе CT) автоматическое / отключается с помощью индикатора батареи и

светодиод горит красным, так как индикатор зарядки (индикатор включения зарядки) с использованием IC LM 324 и

LM 317 и полной батареи с использованием зеленого светодиода и отключения электрического тока при аккумулятор полностью заряжен.

Для схемы зарядного устройства сотового телефона 5 Вольт Я хочу иметь уровни следующих индикаторов:

0-25% батарея находится в зарядном устройстве с помощью красного светодиода. 25-50% с помощью синего светодиода (красный светодиод горит выход) 55-75% с использованием желтого светодиода (красный светодиод, сбои синего) 75-100% с использованием зеленого светодиода (красный, синий, желтый светодиоды) рядом со схемой зарядного устройства 12 VI хочет использовать 5 светодиодов следующим образом : 0-25% при использовании красного светодиода 25-50% при использовании оранжевого светодиода (красный светодиод гаснет) 50-75% при использовании желтого светодиода (красный светодиод, отключение оранжевого) 75-100% при использовании синего светодиода (красный, оранжевый, желтый сбой) более 100% с помощью зеленого светодиода (красный, оранжевый, желтый, синий светодиоды перебои).

Я надеюсь, что вы, компоненты общие и доступные, и как можно скорее сделали схему выше, потому что мне действительно нужны детали схемы.

Надеюсь, вы поможете мне найти лучшее решение.

Конструкция

В запрошенной конструкции используется 4-х уровневый индикатор состояния, что можно увидеть ниже. TIP122 контролирует чрезмерную разрядку батареи, а TIP127 обеспечивает мгновенное отключение питания батареи при превышении предела перезарядки. достигается за аккумулятор.

Переключатель SPDT может использоваться для выбора зарядки аккумулятора либо от сетевого адаптера, либо от возобновляемого источника энергии, такого как солнечная панель.

Принципиальная схема

ОБНОВЛЕНИЕ:

Следующая проверенная схема зарядного устройства 12 В была отправлена ​​компанией «Ali Solar» с просьбой поделиться ею в этом посте:

Схемы интеллектуального зарядного устройства 12 В

Следующая автоматическая Схема интеллектуального зарядного устройства 12 В была специально разработана мной в ответ на просьбу двух увлеченных читателей этого блога г-на.Винод и мистер Сэнди.

Давайте послушаем, что мистер Винод обсуждал со мной по электронной почте относительно создания схемы интеллектуального зарядного устройства:

8) Обсуждение персонального зарядного устройства 12 В Дизайн

«Привет, Свагатам, меня зовут Винод Чандран. Профессионально Я художник дубляжа в киноиндустрии малаялам, но я тоже энтузиаст электроники. Я постоянный посетитель вашего блога. Теперь мне нужна ваша помощь.

Я только что построил автоматическое зарядное устройство SLA, но с этим возникли некоторые проблемы.К этому письму прилагаю схему.

Красный светодиод в цепи должен светиться, когда батарея полностью заряжена, но он светится все время (моя батарея показывает только 12,6 В).

Еще одна проблема — банк в 10к. нет никакой разницы, когда я поворачиваю горшок вправо и влево. . Поэтому я прошу вас либо исправить эти проблемы, либо помочь мне найти схему автоматического зарядного устройства, которая подает мне визуальное или звуковое предупреждение, когда батарея полностью заряжена или разряжена.

Как любитель, я делал вещи из старых электронных приборов.Для зарядного устройства у меня есть некоторые компоненты. 1. Трансформатор от старого видеоплеера. выход 22в, 12в, 3,3в.

А как мерить ампер я не умею. Мой цифровой мультиметр может проверять только 200 мА. У него есть порт на 10 А, но я не могу измерить с ним ток (метр показывает «1»). Поэтому я предположил, что трансформатор выше 1 А и ниже 2 А с размером и требованиями проигрывателя vcd. 2. Другой трансформатор -12-0-12 5А 3.

Другой трансформатор — 12в 1А 4. Трансформатор от моих старых ИБП (Numeric 600exv).Вход этого трансформатора регулируется переменным током? 5. Пара LM 317’s 6. Батарея SLA от старых упс- 12в 7Ач. (Сейчас у него заряд 12,8в) 7. Батарея SLA от старого инвертора 40w — 12v 7Ah. (заряд 3.1v) Одна вещь, которую я забыл вам сказать. После первой схемы зарядного устройства сделал еще одну (тоже прикреплю). Это не автоматический, но он работает. И мне нужно измерить ампер этого зарядного устройства.

Для этой цели я поискал в Google программу для моделирования анимированных схем, но пока ее не нашел.Но я не могу нарисовать свою схему в этом инструменте. нет таких деталей, как LM317 и LM431 (регулируемый шунтирующий регулятор). даже не потенциометр или светодиод.

Итак, я прошу вас помочь мне найти инструмент для моделирования визуальных схем. Надеюсь, ты мне поможешь. касаемо

Hi Vinod, красный светодиод не должен постоянно светиться, а поворот потенциометра должен изменить> выходное напряжение без подключенной батареи.

Вы можете сделать следующее:>> Снимите резистор 1 кОм последовательно с потенциометром 10 кОм и подключите соответствующий вывод потенциометра непосредственно к земле.

Подключите потенциометр 1K через базу транзистора и землю (используйте центр и любой другой вывод потенциометра).

Удалите все, что изображено на правой стороне батареи на схеме, я имею в виду реле и все такое ….. Надеюсь, с указанными выше изменениями вы сможете регулировать напряжение, а также регулировать потенциометр базового транзистора для светодиод светится только после того, как аккумулятор полностью заряжен, примерно при 14 В.

Я не доверяю симуляторам и использую их, я верю в практические тесты, которые являются лучшим методом проверки.Для батареи 12 В, 7,5 Ач используйте трансформатор 0-24 В, 2 ампера, отрегулируйте выходное напряжение вышеуказанной схемы до 14,2 вольт.

Отрегулируйте потенциометр базового транзистора так, чтобы светодиод только начинал светиться при 14 В. Выполняйте эти настройки без подключенной к выходу батареи. Вторая цепь тоже хороша, но не автоматическая … правда, она регулируется по току. Дайте мне знать, что вы думаете. Спасибо, Swagatam

Hi Swagatam,
Прежде всего позвольте мне сказать спасибо за ваш быстрый ответ. Я попробую ваши предложения.перед этим мне нужно подтвердить упомянутые вами изменения. Прикреплю изображение с вашими предложениями. Пожалуйста, подтвердите изменения в схеме. -vinod chandran

Hi Vinod,

Отлично.

Отрегулируйте предустановку базы транзистора до тех пор, пока светодиод не начнет тускло светиться при напряжении около 14 вольт без подключенной батареи.

С уважением.

Привет, Свагатам. Ваша идея прекрасна. Зарядное устройство работает, и теперь один светодиод светится, указывая на то, что идет зарядка.но как я могу настроить светодиодный индикатор полной зарядки. Когда я переворачиваю горшок на землю (означает меньшее сопротивление), начинает светиться светодиод.

при высоком сопротивлении светодиод не горит. После 4 часов зарядки аккумулятор показывает 13.00в. Но теперь индикатор полного заряда не горит. Пожалуйста, помогите мне.

Прошу прощения снова побеспокоить вас. Последнее письмо было ошибкой. я неправильно понял ваше предложение. Поэтому, пожалуйста, не обращайте внимания на это письмо.

Теперь я настраиваю потенциометр 10 кОм на 14,3 В (довольно сложно отрегулировать потенциометр, потому что небольшое изменение приведет к большему выходному напряжению.). И я настраиваю горшок 1k, чтобы он немного светился. Это зарядное устройство должно указывать на батарею 14v ?. Ведь дайте мне знать степень опасности полного заряда аккумулятора.

Как вы и предположили, когда я тестировал схему с макета, все было в порядке. Но после пайки в печатную плату все происходит странно.

Красный светодиод не работает. напряжение зарядки в норме. В любом случае я прилагаю изображение, которое показывает текущее состояние цепи. пожалуйста, помогите мне. В конце концов, позвольте мне спросить вас об одном.Подскажите, пожалуйста, схему автоматического зарядного устройства с индикатором полного заряда аккумулятора. ?

Привет, свагатам, на самом деле я нахожусь в середине вашего автоматического зарядного устройства с функцией гистерезиса. Я просто добавил несколько модификаций. Я приложу схему к этому письму. пожалуйста, проверьте это. Если эта схема не в порядке, я могу подождать тебя до завтра.

Простая схема # 8

Я забыл спросить одну вещь. У меня трансформатор примерно 1-2 А. Я не знаю, какой правильный.как я могу проверить с помощью мультиметра ?.
Кроме того, если это трансформатор на 1 А или 2 А, как я могу уменьшить ток с
до 700 мА.
с уважением

Hi Vinod, Схема в порядке, но не будет точной, доставит вам много проблем при настройке.

Трансформатор на 1 ампер будет обеспечивать 1 ампер при коротком замыкании (проверьте, подключив измерительные щупы к проводам питания в диапазоне 10 ампер и установив либо постоянный, либо переменный ток в зависимости от выхода).

Означает, что максимальная мощность составляет 1 ампер при нулевом напряжении.Вы можете свободно использовать его с батареей 7,5 Ач, это не повредит, так как напряжение упадет до уровня напряжения батареи при токе 700 мА, и батарея будет безопасно заряжена. Но не забудьте отключить аккумулятор, когда напряжение достигнет 14 вольт.

В любом случае, в схему, которую я вам предоставлю, будет добавлено средство контроля тока, так что беспокоиться не о чем.

С уважением.

Я предоставлю вам идеальную и простую автоматическую схему, пожалуйста, подождите до завтра.

Hi swagatam,
Надеюсь, вы поможете мне найти лучшее решение. Спасибо.
относится к
vinod chandran

Тем временем, другой активный последователь этого блога, г-н Сэнди, также запросил аналогичную схему интеллектуального зарядного устройства 12 В через комментарии.

Итак, наконец, я разработал схему, которая, надеюсь, удовлетворит потребности мистера Винода и мистера Сэнди по назначению.

На следующем 9-м рисунке показана автоматическая схема двухступенчатого зарядного устройства батареи от 3 до 18 вольт, с регулированием напряжения и током с функцией зарядки в режиме ожидания.

Принципиальная схема # 9

Как преобразовать классический велосипед с 6 до 12 вольт • Matchless Clueless

Введение в преобразователи на 12 В

Многие старые британские мотоциклы, в том числе мои Matchless G3L 1951 года, изначально были оснащены 6-вольтовой электронной системой. Я не совсем понимаю, почему было выбрано 6 вольт, но я предполагаю, что это как-то связано с напряжением «ячейки» свинцово-кислотной батареи, составляющим около 2,1 вольт, и трех элементов, что дает батарейный блок удобного размера.

Отправная точка для меня — моя проблемная батарея 6v

Спустя несколько десятилетий производители вместо этого перешли на 12-вольтовые системы (возможно, по мере развития аккумуляторной технологии), и это было гораздо более подходящим для автомобильных приложений, так что оно остается стандартным напряжением для автомобилей и мотоциклов сегодня.

Системы

12 В менее восприимчивы к воздействию сопротивления в жгуте проводов. Для любой заданной мощности 12-вольтовая система должна обеспечивать только половину тока (ампер) 6-вольтной системы и, следовательно, резистивные потери в старом проводе, из-за ржавых или потерянных соединений или тонких проводов в переключателях низкого качества и т. Д., И многое другое. проблема.

Однако основным преимуществом перехода на 12 вольт для владельцев классических велосипедов является более высокая доступность современных ламп и других электрических аксессуаров (включая батареи, звуковые сигналы, преобразователи светодиодных ламп и т. Д.) При более высоком стандартном напряжении.

В случае с моим Matchless я изначально хотел остаться с оригинальной 6-вольтовой системой. Однако, живя в Индии, я обнаружил, что компоненты велосипеда на 6 вольт хорошего качества найти невероятно сложно. Когда мне понадобилась новая 6-вольтовая батарея, мне пришлось купить ее, специально изготовленную в местном магазине, поскольку заводских устройств больше не было, вероятно, потому, что на нее практически не было спроса.Найти лампочки также было большой проблемой, особенно найти приличную галогенную лампу для фары в те странные времена, когда мне нужно было выходить на улицу после наступления темноты.

Однако последняя капля произошла, когда 6-вольтовая батарея, которую я специально сделал, начала выходить из строя всего через 3 месяца или около того. Он не заряжался должным образом ни на велосипеде, ни с помощью сетевого зарядного устройства. Я действительно не хотел беспокоиться о том, чтобы сделать еще один, если он продлится еще несколько месяцев. Вдобавок ко всему, я искал в ближайшем будущем установить на байк некоторые индикаторы (чтобы сделать езду немного безопаснее) и желательно использовать светодиодные лампы, чтобы минимизировать дополнительную нагрузку на мою маленькую динамо-машину Lucas.Но их трудно найти в 6-вольтовой положительной земле!

Эта статья содержит следующие разделы:

Преобразование на 12 В

Раньше я уже установил современный твердотельный регулятор напряжения «DVR2» от Dynamo Regulators Ltd на свой Matchless после того, как старый механический AVR Lucas начал разыгрываться. Вы можете найти подробности установки в моем руководстве здесь.

Старый Lucas и новые регуляторы напряжения DVR2

Одной из особенностей этого регулятора является то, что он может выдавать выбираемый выход 6 В или 12 В от стандартной динамо-машины Lucas 6 В, так что это дало мне возможность преобразовать электроэнергию на 12 В, просто перемонтировав проводку и заменив несколько лампочек.

Конечно, вы ничего не получаете даром, и чтобы получить 12 В из динамо-машины с 6 В, означает, что динамо-машина должна вращаться быстрее. Существуют различные варианты перемотки динамо-машины для подачи 12 вольт, чтобы она давала более высокую мощность при стандартных оборотах двигателя, но стоимость и доступность деталей в Индии означали, что такой вариант не подходил. По крайней мере, на данный момент.

Следующее руководство подробно расскажет, как я сделал переключение с 6 вольт на 12 вольт с помощью регулятора «DVR2», а также как я нашел его по сравнению с исходным 6-вольтовым режимом.

Шаг 1 — Выбор деталей на 12 В

Мне просто нужно одолжить несколько бит …

Первым делом необходимо приобрести новые детали для вашего велосипеда на 12 В, в основном лампы и аккумулятор. Я решил оставить свой существующий 6-вольтный рог на месте, так как он должен нормально работать при 12-вольтовом (по крайней мере, какое-то время!), И, поскольку это дешевая деталь шаблона, я не слишком беспокоюсь, если он в конечном итоге поджарится. Если у вас есть оригинальный блок Lucas, вы можете поменять его, чтобы избежать повреждений.

Я не был уверен, как именно моя маленькая динамо-машина Lucas справится с выдачей 12 вольт на выходе, поэтому сначала я просто хотел сделать временную замену с 6 вольт. Поэтому мой другой велосипед (Royal Enfield Bullet 1970 года) оказался полезным временным донором для лампочек и аккумулятора.

Шаг 2 — Долой старое, давай новое

Начните с отключения старой 6-вольтовой батареи, чтобы избежать коротких замыканий, пока вы возитесь с другой электрикой. Затем выньте лампы фары, контрольной лампы и задних фонарей и замените их новыми 12-вольтовыми лампами.

Дважды проверьте байк, чтобы убедиться, что у вас нет других 6-вольтовых электрических предметов, которые могли бы поджариться при более высоком напряжении (особенно, если у вас есть электронное зажигание).

Шаг 3 — Ремонт регулятора

Изоляция провода регулятора 6В

Переустановка регулятора напряжения «DVR2» для работы от 12 вольт представляет собой простой случай отсоединения одного провода от соединения амперметра. При стандартном режиме работы 6 В к амперметру подключаются как коричневый, так и белый выводы блока регулятора.

Для работы от 12 вольт вам просто нужно удалить белый провод, чтобы к амперметру был подключен только коричневый. Я предполагаю, что коричневый провод — это выход +12 В, а белый — -6 В, поэтому, когда вы подключаете их оба к амперметру, чтобы получить выход только 6 вольт, но когда подключен только коричневый провод, вы получаете полный выход 12 вольт.

Электросхему и технический паспорт можно скачать с сайта производителя здесь.

После отсоединения белого провода от разъема амперметра необходимо убедиться, что он изолирован и не закорачивает корпус и т. Д.Я использовал термоусадочную трубку, чтобы закрыть коннектор пули на конце провода. Я предполагаю, что вы могли бы просто отключить это, но это затруднило бы возврат к работе 6 вольт в будущем, если это необходимо.

Шаг 4 — Установите аккумулятор и предохранитель

После быстрой двойной проверки проводки, чтобы убедиться, что все в порядке, можно установить новую 12-вольтовую батарею.

Рекомендуется установить в систему предохранитель для защиты от короткого замыкания.В режиме 12 В ток, необходимый для питания различных электрических компонентов, будет уменьшен вдвое (при условии, что вы установили одинаковую мощность) как мощность (Вт) = напряжение (вольт) x ток (А). Поэтому разумно уменьшить номинал установленного предохранителя, чтобы обеспечить полную защиту.

Наконец, замена главного предохранителя

При использовании 6 вольт я установил предохранитель на 15 ампер в линию с батареей. Номинальная мощность моей динамо-машины составляет около 45 Вт (это более короткие модели типа Lucas, более длинные — около 60 Вт), что при 6 вольтах соответствует току 7.5 ампер (45 Вт / 6 В = 7,5 А). Предохранитель на 15 ампер, вероятно, немного завышен (можно было бы и на 10 ампер), но я не хотел, чтобы он постоянно перегорал, поэтому решил попробовать 15 ампер в качестве отправной точки.

При 12 вольт ток будет уменьшен вдвое, поэтому выходная мощность 45 Вт моей динамо-машины соответствует току чуть менее 4 А (45 Вт / 12 В = 3,75 А). Для начала я установил предохранитель на 10 ампер, так как он у меня был легко под рукой, но мне, вероятно, стоит попробовать уменьшить его до 7 или, может быть, даже до 5 ампер. Чем ниже номинал предохранителя, тем лучше обеспечивается защита, если, конечно, он постоянно перегорает при нормальной работе.

Шаг 5 — Посмотрите, все ли работает!

С подключенной батареей и новым предохранителем пора проверить, все ли работает. Попробуйте для начала включить габаритные огни (сигнальные огни), поскольку они имеют меньшую мощность, чем фары, на случай, если что-то не так с проводкой. Если это кажется хорошим, попробуйте включить фары и стоп-сигналы. Следите за амперметром; без работающего двигателя он должен показывать устойчивый разряд (стрелка движется влево) примерно 2-3 А (в зависимости от мощности лампы) при включенной фаре.

Если все в порядке, запустите двигатель, а затем еще раз проверьте, все ли индикаторы работают. Сейчас, вероятно, хорошее время для тестовой поездки, хотя пробежать при дневном свете со всеми включенными фарами целесообразно на случай, если возникнут проблемы, а не идти прямо в темноте!

Проверяйте показания амперметра во время долгой езды на крейсерской скорости. Когда все индикаторы выключены, он должен показывать положительный заряд (стрелка движется вправо), идущий в батарею. Это должен быть только усилитель или около того, если батарея полностью заряжена, но может быть намного больше, если батарея разряжена.

На низкой скорости при включенной фаре амперметр должен показывать устойчивый разряд, но по мере увеличения оборотов двигателя разряд должен уменьшаться, и на крейсерской скорости он должен почти сбалансироваться (стрелка в центре). Если амперметр по-прежнему показывает значительный разряд даже при езде на разумной скорости, то маловероятно, что система зарядки сможет справиться с нагрузкой, которую вы от нее просите, в течение длительного времени. В этом случае вам, возможно, следует подумать об уменьшении мощности лампы фары или, возможно, о замене других ламп на светодиоды, которые требуют гораздо меньшего тока (см. Мое руководство здесь).

Выводы

Вот и все! Теперь у вас есть 12-вольтный Matchless и мир более дешевых и доступных лампочек, батарей и светодиодов на кончиках ваших пальцев. Самое замечательное в регуляторе DVR2 заключается в том, что вы можете легко вернуться к напряжению 6 вольт в любое время, просто подключив этот дополнительный провод. Просто помните, что вам также нужно будет заменить все лампочки обратно, а также увеличить номинал предохранителя, чтобы справиться с дополнительным током при работе с более низким напряжением.

Я просто хотел бы отметить, что я не имею никакого отношения к какой-либо из компаний или продуктов, которые я упомянул, за исключением случая, когда регулятор DVR2 установил его на мой Matchless и был очень доволен результатами. Пожалуйста, примите собственное решение относительно того, какие (или иначе) какие-либо продукты или услуги соответствуют вашим требованиям, поскольку они могут отличаться от моих.

[sc: отказ от ответственности]

76 Ответы на

Преобразование на 12 В

Этот сайт использует Akismet для уменьшения количества спама.Узнайте, как обрабатываются данные вашего комментария.

Базовое электричество для жилого дома — Информация о жилом доме (техническое обслуживание жилого дома)

Марк Полк

Один из наиболее частых вопросов и опасений, которые я получаю, касается электросистемы автофургона. Большинство людей спрашивают, могу ли я объяснить электрическую систему автофургона простыми для понимания терминами. Электрическая система в вашем доме на колесах может показаться сложной и запутанной, пока вы не получите базовое представление о том, как она работает.Ваш жилой дом на самом деле имеет три отдельные электрические системы. Он имеет автомобильную систему постоянного тока на 12 В, автобусную систему постоянного тока на 12 В и систему автобусов переменного тока на 120 вольт. В первую очередь нас интересуют автобусные системы с напряжением 12 В постоянного тока и 120 В переменного тока.

Большинство кемпингов, которые вы посещаете, предоставят вам внешний источник электричества на 120 вольт для подключения. В вашем доме на колесах есть прочный шнур питания, длина которого обычно составляет около 25 футов. В зависимости от типа вашего дома на колесах или приобретенного, это будет система на 30 или 50 ампер.Когда вы подключаетесь к соответствующему источнику электричества для кемпинга, он будет обеспечивать электроэнергией весь ваш дом на колесах. У вас должен быть источник питания переменного тока на 120 вольт, если вы собираетесь использовать микроволновую печь, кондиционер на крыше, холодильник в электрическом режиме и электрические розетки на 120 вольт. По большей части все остальное в кемпере работает от 12-вольтного постоянного тока. Когда вы подключены к сети в кемпинге, часть 120-вольтового переменного тока преобразуется в 12-вольтный постоянный ток для предметов в доме на колесах, которые работают от 12 вольт.Некоторые из этих элементов — верхнее освещение, вентилятор печи и вентилятор над плитой, вытяжной вентилятор в ванной, водяной насос, детектор утечки сжиженного газа, стереосистема и холодильник, когда он находится в режиме сжиженного газа. Если вы посмотрите на распределительную панель дома на колесах, вы увидите автоматические выключатели, которые есть у вас дома, для стороны переменного тока 120 В и предохранители автомобильного типа для стороны 12 В постоянного тока.

Если вы не подключены к внешнему источнику питания, вы все равно можете использовать 12-вольтовую систему постоянного тока, если у вас есть 12-вольтная морская аккумуляторная батарея глубокого разряда в вашем устройстве.Пока аккумулятор или аккумуляторы заряжены, вы можете использовать все, что находится в доме на колесах, за исключением микроволновой печи, кондиционера на крыше, холодильника в электрическом режиме и электрических розеток. Если у вас есть дом на колесах или вы собираетесь купить дом на колесах, в нем будет аккумулятор для автомобильной системы и вспомогательный аккумулятор для системы автобусов. Аккумуляторная батарея заряжается всякий раз, когда автодом работает; генератор работает или когда он подключен к внешнему источнику электроэнергии.

Прежде чем мы продолжим, я хотел бы предложить несколько основных советов по уходу за батареями, чтобы поддерживать батареи вашего дома на колесах в идеальном рабочем состоянии.

Прежде всего, никогда не работайте с батареями с открытым пламенем. Пары аккумуляторов могут воспламениться, что приведет к серьезным повреждениям. Чтобы предотвратить возможность возникновения дуги, отключите все источники питания 12 В и отсоедините отрицательный кабель аккумулятора перед работой с аккумуляторами или рядом с ними. Если у вас есть необслуживаемая батарея, вы не сможете выполнить некоторые из этих проверок. Цвет глазка на батарее будет указывать на состояние необслуживаемой батареи. Обратитесь к руководству пользователя для получения дополнительной информации о необслуживаемых батареях.

Постоянная зарядка снижает уровень электролита в аккумуляторах. Проверьте уровень электролита и при необходимости долейте дистиллированную воду. Добавьте воду, пока она не достигнет отметки разделения уровня в каждой ячейке. Не перелей.

Осмотрите все кабели аккумуляторной батареи и клеммы. Следите за чистотой и плотностью всех соединений. Не затягивайте слишком сильно. Когда клеммы аккумулятора чистые и плотно прилегают к полюсу аккумулятора, опрыскайте клеммы средством для защиты клемм аккумулятора, чтобы предотвратить коррозию.

Для очистки самой батареи используйте водный раствор и пищевую соду.После очистки аккумулятор тщательно промойте водой.

Проверьте уровень заряда и держите батареи полностью заряженными. Удельный вес заряженной батареи должен находиться в пределах от 1,215 до 1,250. Если вы извлекаете батареи для хранения, полностью зарядите их и периодически проверяйте их во время хранения. При необходимости подзарядите. Следуйте инструкциям по зарядке для данного типа аккумулятора. Батареи глубокого разряда требуют более низкого заряда в течение более длительного периода времени.

В вашем доме на колесах имеется множество электронных устройств и оборудования, которые могут разряжать аккумуляторную батарею, когда вы не используете его.Вот несколько примеров; усилитель телевизионной антенны, детектор утечки газа LP, часы в радиоприемнике или просто случайно оставив включенным 12-вольтовый свет. Если ваш RV не оборудован выключателем батареи, вы можете приобрести у дилера RV выключатель батареи, который можно установить непосредственно на полюс батареи. Если вы не используете дом на колесах или вам не нужна аккумуляторная батарея, вы просто поднимаете рычаг и отсоединяете аккумулятор. Выключатель аккумулятора также может быть установлен на аккумулятор шасси.

Наконец, если вам неудобно проводить техническое обслуживание аккумуляторов вашего дома на колесах, обратитесь в квалифицированный сервисный центр.

Автодома также обеспечивает дополнительный источник переменного тока 120 В с бортовым генератором. Эта уникальная функция предлагает вам удобство подключения к сети переменного тока напряжением 120 В в любой момент, что делает устройство полностью автономным. Подача топлива для генератора идет непосредственно из топливного бака дома на колесах. Система спроектирована таким образом, что, когда топливный бак заполняется на 1/4, генератор останавливается, поэтому он не использует все топливо из дома на колесах. В некоторых домах на колесах есть автоматическое переключение с внешнего источника питания на генератор.Другие дома на колесах требуют, чтобы вы подключили шнур питания дома на колесах к розетке генератора на доме на колесах, чтобы использовать генератор.

Я также хотел бы дать вам несколько советов по поводу электричества в доме на колесах. Начнем с системы на 30 ампер, которая является наиболее распространенной для жилых автофургонов. Вилка вашего дома на колесах представляет собой большую трехконтактную вилку для тяжелых условий эксплуатации на 30 А и 120 В.

Большинство кемпингов, куда вы пойдете, предоставят вам розетку на 30 А, к которой шнур питания вашего дома на колесах будет подключаться напрямую. Если вы идете в кемпинг, где есть обычная розетка домашнего типа, есть переходники, которые вы можете использовать для перехода от вилки жилого автофургона к розетке домашнего типа.Когда вы это делаете, вы подключаетесь к источнику питания на 15 или 20 ампер. Это означает, что вы будете ограничены в том, какие устройства вы можете использовать в своем доме на колесах. Некоторые приборы даже можно повредить, если они не получают необходимой силы тока для правильной работы. Допустим, вы подключаетесь к розетке на 15 ампер и используете небольшой прибор, потребляющий 5 ампер, а у вас остается 10 ампер. Теперь вы включаете кондиционер на крыше, и когда включается компрессор кондиционера, ему требуется около 13 А, но он недоступен, и это повреждает компрессор кондиционера.

Даже с 30-амперным сервисом вам нужно быть избирательным в том, что вы используете. Если вы попытаетесь использовать слишком много, RV сообщит вам об этом, отключив прерыватель в распределительной коробке, и, надеюсь, никакого вреда не будет. Есть короткая формула, которая может вам в этом помочь. 30 ампер х 120 вольт = 3600 ватт. Это общее количество энергии, которое вы можете использовать до перегрузки системы. Подумайте об этом так: с 3600 Вт вы можете использовать 36 лампочек по 100 Вт. Когда вы включите 37-й свет, вы, вероятно, отключите прерыватель.

Также неплохо взять с собой вольтметр, который можно подключить прямо к одной из розеток. Электроэнергия в кемпинге варьируется в зависимости от требований, предъявляемых к ней. Если каждый использует свой кондиционер, напряжение может упасть ниже допустимого уровня, и было бы разумно подождать, пока оно не вернется в норму.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *