כיצד להכין מיישר וספק כוח פשוט

מיישר הוא מכשיר להמרת מתח AC ל DC. זהו אחד החלקים הנפוצים במכשירי חשמל, החל ממייבש שיער לכל סוגי ספקי החשמל עם מתח DC יציאה. יש מזימות של מיישרים שונים וכל אחת מהן מתמודדת במידה מסוימת עם המשימה שלה. במאמר זה נדבר כיצד להכין מיישר חד פאזי, ומדוע הוא נחוץ.

הגדרה

מיישר הוא מכשיר שנועד להמיר AC ל DC. המילה "קבוע" איננה נכונה לחלוטין, העובדה היא שבתוצאת המיישר, במעגל מתח מתח סינוסואידי, בכל מקרה יהיה מתח פעימתי לא יציב. במילים פשוטות: קבוע בסימן, אך משתנה בסדר גודל.

ישנם שני סוגים של מיישרים:

• חצי גל. זה מיישר רק חצי גל אחד של מתח הכניסה. מאופיין על ידי אדווה חזקה ומופחת יחסית למתח הכניסה.

• דו שנתי. בהתאם, שני ישרים מחלצים. האדווה נמוכה יותר, המתח גבוה מכניסה למיישר - אלה שני מאפיינים עיקריים.

מה הפירוש של מתח מיוצב ולא יציב?

מיוצב הוא מתח שאינו משתנה בעוצמה ללא תלות בעומס או בביצועי מתח הכניסה. עבור ספקי כוח שנאים, הדבר חשוב במיוחד מכיוון שמתח היציאה תלוי במתח הכניסה ושונה ממנו בזמני הטרנספורמציה.

מתח לא יציב - משתנה בהתאם לעליות ברשת האספקה ​​ומאפייני העומס. עם אספקת חשמל כזו, על ידי שקיעה, עלולה להתרחש פעולה שגויה של המכשירים המחוברים או חוסר יכולת הפעלה שלהם וכישלון.

מתח יציאה

הערכים העיקריים של המתח המתחלף הם המשרעת והערך היעיל. כאשר הם אומרים "ברשת 220V" פירושו המתח הנוכחי.

אם אנו מדברים על ערך המשרעת, אנו מתכוונים כמה וולט הם מאפס לנקודה העליונה של חצי הגל של גל סינוס.

 

להשמיט את התיאוריה ומספר נוסחאות, אנו יכולים לומר זאת מתח זרם פי 1.41 פחות משרעת. או:

UA = UD * √2

מתח המשרעת ברשת 220V הוא:

220*1.41=310

ערכות

מיישר חצי גל מורכב מדיודה אחת. הוא פשוט לא מפספס את חצי הגל החוזר. הפלט הוא מתח עם אדוות חזקות מאפס לערך המשרעת של מתח הכניסה.

אם מדברים בשפה מאוד פשוטה, ואז במעגל זה, מחצית מתח הכניסה נכנס לעומס. אבל זה לא לגמרי נכון.

מעגלים של שני גל-חצי מעבירים את שני הגלים-חצי מהכניסה לעומס. למעלה במאמר הוזכר ערך המשרעת של המתח, כך שהמתח ביציאת המיישר זהה בערך הנמוך מהמשתנה הפעיל בכניסה.

אבל אם נחליק את האדווה באמצעות קבלים, ככל שהאורוות קטנים יותר, כך המתח יהיה קרוב יותר למשרעת.

נדבר על החלקות אדוות בהמשך. עכשיו תשקול מעגל גשר דיודה.

יש שניים מהם:

1. מיישר בהתאם לתכנית Gretz או גשר דיודה;

2. מיישר עם נקודת אמצע.

התוכנית הראשונה שכיחה יותר. מורכב מגשר דיודה - ארבע דיודות מחוברים זה בזה באמצעות "ריבוע", ועומס מחובר לכתפיו. מיישר הגשר מורכב על פי התוכנית שלהלן:

ניתן לחבר אותו ישירות לרשת 220 וולט, כפי שנעשה ב- ספקי כוח מיתוג מודרניים, או להתפתלויות המשניות של שנאי רשת (50 הרץ).על פי סכימה זו ניתן להרכיב גשרים דיודות מדיודות נפרדות (נפרדות) או להשתמש במכלול גשר דיודה מוכן בתוך דיור יחיד.

המעגל השני הוא מיישר נקודת אמצע שלא ניתן לחבר אותו ישירות לרשת. משמעותו היא להשתמש בשנאי עם ברז מהאמצע.

בעיקרו של דבר, מדובר בשני מיישרים חצי גל המחוברים לקצות התפתל המשני, העומס במגע אחד מחובר לנקודת צומת הדיודות, והשני לברז מאמצע הפיתולים.

היתרון שלה במעגל הראשון הוא מספר קטן יותר של דיודות מוליכים למחצה. והחיסרון הוא השימוש בשנאי עם נקודת אמצע או, כפי שהם מכנים זאת, ענף מהאמצע. הם נפוצים פחות משנאים משניים קונבנציונליים שאינם ברז.

החלקה אדווה

אספקת מתח אדווה אינה מקובלת על מספר צרכנים, למשל, מקורות אור וציוד שמע. יתר על כן, פעימות האור המותר מוסדרות במסמכי רגולציה של המדינה והתעשייה.

כדי להחליק את הפעימה, השתמש פילטרים - קבלים רכובים מקבילים, מסנן LC, מגוון מסנני P ו- G ...

אך האפשרות הנפוצה והפשוטה ביותר היא קבל המותקן במקביל לעומס. החיסרון שלה הוא שכדי להפחית את האדווה בעומס חזק מאוד, יש צורך להתקין קבלים בעלי קיבולת גדולה מאוד - עשרות אלפי מיקרו-פארדים.

עיקרון הפעולה שלו הוא שהקבל נטען, המתח שלו מגיע למשרעת, מתח האספקה ​​מתחיל לרדת אחרי נקודת המשרעת המרבית, מאותו הרגע שהעומס מופעל על ידי הקבל. הקבל פורק בהתאם להתנגדות העומס (או ההתנגדות המקבילה לו, אם הוא לא מתנגד). ככל שהקיבול גדול יותר - האדווה תהיה קטנה יותר, אם לעומת זאת קבל עם הספק נמוך יותר המחובר לאותו עומס.

במילים פשוטות: ככל שהקבל פורק לאט, כך הוא אדווה פחות.

קצב פריקת הקבל תלוי בזרם הנצרך בעומס. ניתן לקבוע על ידי הנוסחה של קבוע הזמן:

t = RC

כאשר R הוא עמידות העומס, ו- C הוא הקיבול של קבל ההחלקה.

לפיכך, ממצב טעון במלואו ועד קבל פרוק במלואו תוך 3-5 טון. זה מטען באותה מהירות אם המטען מתרחש דרך נגן, כך שבמקרה שלנו זה לא משנה.

מכאן יוצא שכדי להשיג רמת אדווה מקובלת (זה נקבע על פי הדרישות של העומס על מקור הכוח), יש צורך בקיבול שייפרק לאורך זמן גדול פי כמה מהט. מכיוון שההתנגדות של רוב העומסים קטנה יחסית, יש צורך בקיבולת גדולה, על מנת להחליק אדוות ביציאת המיישר. קבלים אלקטרוליטיים, הם נקראים גם קוטביים או מקוטבים.

שימו לב כי בלבול הקוטביות של הקבל האלקטרוליטי אינו מומלץ מאוד, מכיוון שזה טעון כישלונו ואף התפוצצותו. קבלים מודרניים מוגנים מפני פיצוץ - יש להם הטבעה על הכיסוי העליון בצורת צלב, שלאורכו המקרה פשוט סדוק. אבל זרם עשן ייצא מהקבל, זה יהיה רע אם הוא ייכנס לעינייך.

חישוב הקיבולת מבוסס על איזה מקדם אדווה אתה צריך לספק. במילים פשוטות, מקדם האדווה מראה איזה אחוז מתח נפול (פועם).

כדי לחשב את הקיבולת של קבל החלקה, אתה יכול להשתמש בנוסחה המשוערת:

C = 3200 * בתוך / לא * Kp,

איפה זרם עומס, מתח לא עומס, גורם R-Ripple.

ברוב סוגי הציוד מקדם האדווה נלקח 0.01-0.001. בנוסף, רצוי להתקין קבלים קרמיים קיבולת גדולה ככל האפשר, לסינון מהפרעות בתדר גבוה.

איך להכין ספק כוח עשה זאת בעצמך?

ספק הכוח DC הפשוט ביותר מורכב משלושה אלמנטים:

1. שנאי;

2. גשר דיודה;

3. קבל.

אם אתה צריך לקבל מתח גבוה, ואתה מזניח את הבידוד הגלווני, אתה יכול להחריג את השנאי מהרשימה, אז תקבל מתח קבוע עד 300-310 וולט. מעגל כזה נמצא בכניסה של ספקי כוח מיתוגיים, למשל כמו במחשב שלך. לאחרונה כתבנו עליהם מאמר נהדר - איך אספקת חשמל ממוחשבת.

זהו ספק כוח DC לא יציב עם קבל להחלקה. המתח ביציאה גדול מהמתח לסירוגין של הפיתול המשני. המשמעות היא שאם יש לך שנאי 220/12 (ראשוני על 220 וולט, ומשני על 12 וולט), אז בפלט תקבל קבוע 15-17 וולט. ערך זה תלוי בקיבולת קבל ההחלקה. ניתן להשתמש במעגל זה להפעלת עומס כלשהו, ​​אם הוא אינו חשוב לו, אז המתח יכול "לצוף" כאשר מתח החשמל משתנה.

חשוב:

לקבל שני מאפיינים עיקריים - קיבול ומתח. גילינו כיצד לבחור את הקיבולת, אך לא עם בחירת המתח. מתח הקבלים חייב לעלות על לפחות מחצית מתח המשרעת ביציאת המיישר. אם המתח בפועל על לוחות הקבלים עולה על המתח המדורג, סביר להניח שהוא ייכשל.

קבלים סובייטיים ישנים יוצרו עם מרווח מתח טוב, אך כעת כולם משתמשים באלקטרוליטים זולים מסין, שם במקרה הטוב יש מרווח קטן, ובמקרה הגרוע ביותר, הם לא יכולים לעמוד במתח הנומינלי שצוין. לכן, אל תחסכו באמינות.

יחידת אספקת חשמל מיוצבת שונה מקודמתה רק בנוכחות מייצב מתח (או זרם). האפשרות הפשוטה ביותר היא להשתמש ב- L78xx או באחרים. מייצבים לינארייםכמו בנק מקומי.

כך שתוכלו לקבל כל מתח, התנאי היחיד בעת השימוש במייצבים כאלה הוא שהמתח למייצב חייב לעלות על ערך המוצב (פלט) לפחות 1.5 וולט. שקול את מה שכתוב בגיליון הנתונים 12V מייצב L7812:

מתח הכניסה לא צריך לעלות על 35 וולט, עבור מייצבים בין 5 ל 12 וולט, ו 40 וולט למייצבים ב 20-24 וולט.

מתח הכניסה חייב לחרוג ממתח היציאה ב- 2-2.5V.

כלומר עבור ספק כוח 12V מיוצב עם מייצב מסדרת L7812, יש צורך בכך שהמתח המתוקן יהיה בתוך 14.5-35V, על מנת למנוע שקיעה, זה יהיה פיתרון אידיאלי לשימוש שנאי עם סלילה משנית ל 12V.

אבל זרם הפלט צנוע למדי - 1.5A בלבד, ניתן להגביר אותו באמצעות טרנזיסטור מעבר. אם יש לך טרנזיסטורים PNP, אתה יכול להשתמש בתכנית זו:

זה מציג רק את החיבור של המייצב הליניארי "השמאלי" של המעגל עם שנאי ומיישר מושמט.

אם יש לך טרנזיסטורים NPN כמו KT803 / KT805 / KT808, זה יעשה:

ראוי לציין שבמעגל השני מתח היציאה יהיה פחות ממתח הייצוב ב -0.6 וולט - זו ירידה בצומת בסיס הפולט, כתבנו יותר על זה במאמר על טרנזיסטורים דו קוטביים. כדי לפצות על ירידה זו הוכנס למעגל דיודה D1.

אפשר להתקין שני מייצבים לינאריים במקביל, אך לא נחוצים! עקב סטיות אפשריות במהלך הייצור, העומס יופץ בצורה לא אחידה ואחת מהן עלולה לשרוף כתוצאה מכך.

התקן את הטרנזיסטור וגם את המייצב הליניארי על הרדיאטור, רצוי על רדיאטורים שונים. הם מאוד חמים.

ספקי כוח מתכווננים

ספק הכוח המתכוונן הפשוט ביותר יכול להתבצע עם מייצב ליניארי מתכוונן LM317, הזרם שלו הוא גם עד 1.5 A, אתה יכול להגביר את המעגל באמצעות טרנזיסטור מעבר, כמתואר לעיל.

להלן תרשים אינטואיטיבי יותר להרכבת ספק כוח מתכוונן.

כדי לקבל עדכניות יותר, אתה יכול להשתמש במייצב מתכוונן חזק יותר LM350.

 

בשני המעגלים האחרונים, קיימת אינדיקציה על המצגת נוכחות מתח ביציאה של גשר הדיודה, מפסק במתח 220 וולט, נתיך מפותל ראשוני.

להלן דוגמא למטען סוללה מתכוונן עם ווסת תיריסטור בהתפתלות הראשית, למעשה אותו ספק כוח מתכוונן.

אגב, זרם הריתוך מוסדר גם על ידי מעגל דומה:

מאמר זה הועלה קודם לכן: כיצד להכין רגולטור זרם פשוט לשנאי ריתוך

מסקנה

מיישר משמש באספקת חשמל לייצור זרם ישר מזרם חילופי. ללא השתתפותו, לא ניתן יהיה להפעיל עומס DC, למשל, רצועת LED או מקלט רדיו.

משמש גם במגוון מטענים לסוללות ברכב, ישנם מספר מעגלים המשתמשים בשנאי עם קבוצת ברזים מהסלילה הראשונית, המועברים על ידי מתג ברגים, ורק גשר דיודה מותקן במפתל המשני. המתג מותקן בצד המתח הגבוה, מכיוון ששם הזרם נמוך פעמים רבות והמגעים שלו לא יישרפו מכך.

על פי התרשימים מהמאמר, אתה יכול להרכיב את יחידת אספקת החשמל הפשוטה ביותר הן לעבודה קבועה עם מכשיר כלשהו והן לבדיקת מוצרי הבית האלקטרוניים שלך.

המעגלים אינם שונים ביעילות גבוהה, אך הם מייצרים מתח מיוצב ללא אדוות מיוחדות, כדאי לבדוק את הקיבול של הקבלים ולחשב לעומס ספציפי. הם מושלמים למגברי שמע בעלי הספק נמוך, ולא יווצרו רקע נוסף. אספקת חשמל מתכווננת תועיל לחובבי מכוניות וחשמלאים לבדיקת ממסר ווסת הגנרטור.

אספקת חשמל מתכווננת משמשת בכל תחומי האלקטרוניקה, ואם היא משופרת על ידי הגנה מפני קצר חשמלי או מייצב זרם עם שני טרנזיסטורים, תקבל ספק כוח כמעט מלא במעבדה.

Comments

[#1 ויקטור]

המאמר מועיל באופן עקרוני, אך לעולם אל תשים רגולטורים על תיריסטורים או טריאקים בהתפתלות הראשונית של שנאי. זהו מסלול ישיר לזמזום חזק ולחימום של השנאי שכן רגולטורים כאלה מעלימים סינוסואיד.