Как сделать выпрямитель и простейший блок питания

Выпрямитeль — этo устрoйствo исполнение) прeoбрaзoвaния пeрeмeннoгo нaпряжeния в пoстoяннoe. Этo oднa с сaмыx чaстo встрeчaющиxся дeтaлeй в элeктрoприбoрax, нaчинaя oт фeнa интересах вoлoс, зaкaнчивaя всeми типaми блoкoв питaния с выxoдным нaпряжeниeм пoстoяннoгo тoкa. Eсть рaзныe сxeмы выпрямитeлeй и кaждaя изо ниx в oпрeдeлённoй мeрe спрaвляeтся сo свoeй зaдaчeй. В этoй стaтьe пишущий эти строки рaсскaжeм o тoм, кaк сдeлaть oднoфaзный выпрямитeль, и зaчeм oн нужeн.

Oпрeдeлeниe

Выпрямитeлeм нaзывaeтся устрoйствo, прeднaзнaчeннoe для того прeoбрaзoвaния пeрeмeннoгo тoкa в пoстoянный. Слoвo «пoстoянный» нe сoвсeм кoррeктнo, дeлo в тoм, чтo нa выxoдe выпрямитeля, в цeпи синусoидaльнoгo пeрeмeннoгo нaпряжeния, в любoм случae oкaжeтся нeстaбилизирoвaннoe пульсирующиe нaпряжeниe. Прoстыми слoвaми: пoстoяннoe пo знaку, нo измeняющeeся пo вeличинe.

Рaзличaют двa подобно выпрямителей:

• Однополупериодный. Возлюбленный выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное более или менее входного напряжение.

• Двухполупериодный. Пропорционально, выпрямляется две полуволны. Пульсации далее, напряжение выше нежели на входе выпрямителя – сие две основных характеристики.

Что-что значит стабилизированное и нестабилизированное острота?

Стабилизированным называется острота, которое не изменяется ровно по величине независимо ни ото нагрузки, ни ото скачков входного напряжения. Чтобы трансформаторных источников питания сие особенно важно, потому как что выходное сила зависит от входного и отличается ото него на Ктрансформации некогда.

Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости через скачков в питающей яруча и характеристик нагрузки. С таким блоком питания изо-за просадок пожалуй что неправильное функционирование подключенных приборов или — или их полная невыносливость и выход из строя.

Выходное потуга

Основные величины переменного напряжения — амплитудное и действующее авторитет. Когда говорят «в западня 220В переменки» имеют в виду действующее труд.

Если говорят об амплитудной величине, так имеют в виду, как много вольт от нуля давно верхней точки полуволны синусоиды.

 

Потупив теорию и ряд формул разрешено сказать, что действующее принужденность в 1.41 раз не так амплитудного. Или:

Uа=Uд*√2

Амплитудное натуга в сети 220В равно:

220*1.41=310

Схемы

Однополупериодный преобразователь состоит из одного диода. Возлюбленный просто не пропускает обратную полуволну. Для выходе получается натужность с сильными пульсациями через нуля до амплитудного значения входного напряжения.

Если нет говорить совсем простым языком, ведь в этой схеме к нагрузке поступает благоверная от входного напряжения. Только это не ни (чуточки корректно.

Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны ото входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, в такой степени вот напряжение для выходе выпрямителя в таком случае же ниже после величине, чем действующее переменное возьми входе.

Но, на случай если сгладить пульсации с через конденсатора, то, нежели меньшими будут пульсации, тем ближе труд будет к амплитудному.

О сглаживания пульсаций наш брат поговорим позже. А неотложно рассмотрим схемы диодных мостов.

Их двум:

1. Выпрямитель по схеме Гретца неужели диодный мост;

2. Преобразователь со средней точкой.

Первая звено более распространена. Состоит с диодного моста – хорошо диода соединены в ряду собой «квадратом», а в его закорки подключена нагрузка. Вентиль типа «бюгель» собирается числом схеме приведенной подалее:

Её можно отвести напрямую к сети 220В, что-то около сделано в современных импульсных блоках питания, либо — либо на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты за этой схеме дозволено собирать из дискретных (отдельных) диодов иль использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

Вторая коммутация – выпрямитель со средней точкой малограмотный может быть подключена напрямую к капкан. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом через середины.

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

Её преимуществом предварительно первой схемой является меньшее мера полупроводниковых диодов. А недостатком – оборот трансформатора со средней точкой иначе говоря, как еще называют, отводом через середины. Они в меньшей степени распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой минус отводов.

Сглаживание пульсаций

Иждивение пульсирующим напряжением неприемлемо пользу кого ряда потребителей, в частности, источники света и аудиоаппаратура. Тем паче, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

В (видах сглаживания пульсаций используют фильтры – симультанно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

Хотя самый распространенный и бездействие вариант – сие конденсатор, установленный в одно время нагрузке. Его недостатком является в таком случае, что для снижения пульсаций возьми очень мощной нагрузке придется вынимать конденсаторы очень гигантский емкости – десятки тысяч микрофарад.

Его воззрение работы заключается в томик, что конденсатор заряжается, его ожесточение достигает амплитуды, питающее взрывоопасность после точки максимальной амплитуды начинает увеличиваться, с этого момента загрузка питается от конденсатора. Триммер разряжается в зависимости через сопротивления нагрузки (либо её эквивалентного сопротивления, делать что она не резистивная). Нежели больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если только сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой но нагрузке.

Простым словами: нежели медленнее разряжается вариконд – тем поменьше пульсации.

Скорости разряда конденсатора зависит через потребляемого нагрузкой тока. Её не грех определить по формуле постоянной времени:

t=RC,

идеже R – сопротивление нагрузки, а C – вместимость сглаживающего конденсатора.

Таким образом, с в полном смысле слова заряженного состояния предварительно полностью разряженного холодильник разрядится за 3-5 t. Заряжается с пирушка же скоростью, коли заряд происходит по вине резистор, поэтому в нашем случае сие неважно.

Отсюда подобает – чтобы прикончиться приемлемого уровня пульсаций (симпатия определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна вместимость, которая разрядится ради время в разы превышающее t. Просто так как сопротивления большинства нагрузок по сравнению малы, нужна большая пароемкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций получи выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их паки (и паки) называют полярными али поляризованными.

Обратите (налегать, что путать противоположность электролитического конденсатора позарез не рекомендуется, оттого что это опасно его выходом с строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены через взрыва – у них в верхней крышке уписывать выштамповка в виде креста, точно по которой корпус упрощенно треснут. Но изо конденсатора выйдет дух дыма, будет плохо, (не то она попадет вы в глаза.

Расчет емкости подобает исходя из того кой коэффициент пульсаций нужно снабдить. Если выражаться простым языком, ведь коэффициентом пульсаций показывает, получи и распишись какой процент проседает драматичность (пульсирует).

Чтобы рассчитать емкость сглаживающего конденсатора допускается использовать приближенную формулу:

C=3200*Iн/Uн*Kп,

Идеже Iн – ток нагрузки, Uн – тетанус нагрузки, Kн – процент пульсаций.

Для большинства типов аппаратуры отношение пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнение) желательно установить черепяный конденсатор как дозволительно большей емкости, ради фильтрации от высокочастотных помех.

Ровно сделать блок питания своими руками?

Элементарный блок питания постоянного тока состоит изо трёх элементов:

1. Преобразователь;

2. Диодный мост;

3. Вариконд.

Если нужно обрести высокое напряжение, и ваша сестра пренебрегаете гальванической развязкой ведь можно исключить фокусник из списка, тут вы получите постоянное нака вплоть до 300-310В. Такая сценарий стоит на входе импульсных блоков питания, скажем, такого как у вы на компьютере. О них ты да я недавно писали большую статью — Чисто устроен компьютерный партия питания.

Это нестабилизированный прибор питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Надсада на его выходе боле чем переменное драматизм вторичной обмотке. Сие значит, что коль скоро у вас трансформатор 220/12 (первичная возьми 220В, а вторичная возьми 12В), то на выходе вас получите 15-17В постоянки. Сия величина зависит ото емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему разрешено использовать для питания какой угодно нагрузки, если для того нее неважно, так, что напряжение может «рейсировать» при изменениях напряжения питающей засада.

Важно:

У конденсатора двум основных характеристики – ди и напряжение. Как присматривать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения – пропал. Напряжение конденсатора слыхать превышать амплитудное ожесточение на выходе выпрямителя добро бы бы в половину. Коль скоро фактическое напряжение в обкладках конденсатора превысит номинальное – велика объективная возможность его выхода с строя.

Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом соответственно напряжению, но безотложно все используют дешевые электролиты с Китая, где в лучшем случае пожирать малый запас, а в худшем – и указанного номинального напряжения безграмотный выдержит. Поэтому никак не экономьте на надежности.

Корректированный блок питания отличается через предыдущего всего не более чем наличием стабилизатора напряжения (река тока). Простейший проект – использовать L78xx река другие линейные стабилизаторы, в виде отечественного КРЕН.

Просто так вы можете намыть капусты любое напряжение, единственное контракт при использовании подобных стабилизаторов, сие то, напряжение до самого стабилизатора должно перекрывать стабилизированную (выходную) величину чтобы бы на 1.5В. Рассмотрим, словно написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

Входное нервотрепка не должно побеждать 35В, для стабилизаторов ото 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов нате 20-24В.

Входное усилие должно превышать выходное получи 2-2.5В.

Полная трансформация даташита https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/889305.pdf

Т.е. исполнение) стабилизированного БП получи и распишись 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, для того чтоб выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, так чтобы избежать просадок, склифосовский идеальным решением утилизировать трансформатора с вторичной обмоткой для 12В.

Но выходной перемещение достаточно скромный – сумме 1.5А, его разрешено усилить с помощью проходного транзистора. (не то у вас есть PNP-транзисторы, хоть использовать эту схему:

Получи и распишись ней изображено чуть подключение линейного стабилизатора «изнаночная» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

На случай если у вас есть NPN-транзисторы подобно КТ803/КТ805/КТ808, ведь подойдет эта:

Стоит только отметить, что закачаешься второй схеме выходное принужденность будет меньше напряжения стабилизации в 0.6В – сие падение на переходе термоэмиттер база, подробнее об этом да мы с тобой писали в статье о биполярных транзисторах. С целью компенсации этого падения в вереница был введен диод D1.

Впору и в параллель установить двуха линейных стабилизатора, а не нужно! Изо-за возможных отклонений близ изготовлении нагрузка довольно распределяться неравномерно и Вотан из них может изо-за этого восхититься.

Установите и транзистор, и прямолинейный стабилизатор на теплообменник, желательно на различные радиаторы. Они весьма греются.

Регулируемые блоки питания

Наименьший регулируемый блок питания не грех сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её электричество тоже до 1.5 А, ваша милость можете усилить схему проходным транзистором, (языко было описано сверх.

Вот более наглядная схемка для сборки регулируемого блока питания.

Так чтобы получить больший электричество можно и использовать больше мощный регулируемый регулятор LM350.

 

В последних двух схемах пожирать индикация включения, которая показывает факт. Ant. отсутствие напряжения на выходе диодного моста, отключатель 220В, предохранитель первичной обмотки.

Чисто пример регулируемого зарядного устройства в целях аккумулятора с тиристорным регулятором в первичной обмотке, вдоль сути такой но регулируемый блок питания.

Впору похожей схемой регулируют и сварный ток:

Об этом выкладывалась параграф ранее: Как произвести простой регулятор тока на сварочного трансформатора

Постановление

Выпрямитель используется в источниках питания пользу кого получения постоянного тока с переменного. Без его участия малограмотный получится запитать нагрузку постоянного тока, на выдержку светодиодную ленту сиречь радиоприемник.

Также используются в разнообразных зарядных устройствах про автомобильных аккумуляторов, уплетать ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов ото первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а вот вторичной обмотке установлен всего диодный мост. Селектор устанавливают со стороны высокого напряжения, в такой мере как, там в разы вверху ток и его контакты мало-: неграмотный будут пригорать с этого.

По схемам изо статьи вы можете сосредоточить простейший блок питания наравне для постоянной работы с каким-в таком случае устройством, так и для того тестирования своих электронных самоделок.

Схемы маловыгодный отличаются высоким Эффективность, но выдают стабилизированное стресс без особых пульсаций, надлежит проверить емкости конденсаторов и предполагать под конкретную нагрузку. Они согласен подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и отнюдь не создадут дополнительного фона. Регулируемый содружество питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам чтобы проверки реле регулятора напряжения генератора.

Регулируемый множество чего-либо питания используется кайфовый всех областях электроники, а в противном случае его улучшить защитой через КЗ или стабилизатором тока в двух транзисторах, так вы получите приблизительно полноценный лабораторный устройство питания.

Алексей Бартош

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте линия умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-учреждение от GeekBrains:

Ведомство Интернет вещей

Вас сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Нажить опыт работы с реальными проектами, в команде и собственными силами;

• Получить удостоверение и отвес, подтверждающие полученные ученость.

Starter box для первых экспериментов в пешкеш!

После прохождения курса в вашем портфолио кончай: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная уз устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-сигнализатор), устройство контроля влажности воздуха, общественный порядок умного полива растений, прибор контроля протечки воды…

Вас получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный договор, которые можно пририсовать в портфолио и показать работодателю.

Подробнее в этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Начало