Paano gumawa ng isang rectifier at isang simpleng power supply

Ang isang rectifier ay isang aparato para sa pag-convert ng boltahe ng AC sa DC. Ito ay isa sa mga pinaka-karaniwang bahagi sa mga de-koryenteng kasangkapan, mula sa isang hair dryer hanggang sa lahat ng mga uri ng mga power supply na may output DC boltahe. Mayroong iba't ibang mga scheme ng mga rectifier at bawat isa sa isang tiyak na lawak na nakakaharap sa gawain nito. Sa artikulong ito, pag-uusapan natin kung paano gumawa ng isang solong-phase na rectifier, at kung bakit kinakailangan ito.

Kahulugan

Ang isang rectifier ay isang aparato na idinisenyo upang i-convert ang AC sa DC. Ang salitang "pare-pareho" ay hindi ganap na tama, ang katotohanan ay sa output ng rectifier, sa circuit ng isang sinusoidal na alternating boltahe, sa anumang kaso ay magkakaroon ng hindi matatag na pulsating boltahe. Sa mga simpleng salita: palagiang nasa pag-sign, ngunit nag-iiba sa kalakhan.

Mayroong dalawang uri ng mga rectifier:

• Half-wave. Itinutuwid lamang nito ang isang kalahating alon ng boltahe ng input. Nailalarawan ng malakas na ripple at nabawasan na kamag-anak sa boltahe ng input.

• Biannual. Alinsunod dito, ang dalawang kalahating alon ay naituwid. Ang ripple ay mas mababa, ang boltahe ay mas mataas kaysa sa input ng rectifier - ito ang dalawang pangunahing katangian.

Ano ang ibig sabihin ng nagpapatatag at hindi matatag na boltahe?

Ang naitatag ay isang boltahe na hindi nagbabago sa magnitude nang nakapag-iisa ng alinman sa pag-load o mga surge ng boltahe ng input. Para sa mga supply ng kapangyarihan ng transpormer, mahalaga ito lalo na dahil ang boltahe ng output ay nakasalalay sa boltahe ng input at naiiba mula dito sa mga oras ng Transpormasyon.

Hindi matatag na boltahe - nag-iiba depende sa mga surge sa supply network at mga katangian ng pag-load. Sa tulad ng isang suplay ng kuryente, dahil sa paghupa, hindi tamang operasyon ng mga konektadong aparato o ang kanilang kumpletong pagkilos at pagkabigo ay maaaring mangyari.

Boltahe ng output

Ang mga pangunahing halaga ng alternating boltahe ay ang malawak at epektibong halaga. Kapag sinabi nila "sa network ng 220V" ay nangangahulugang kasalukuyang boltahe.

Kung pinag-uusapan natin ang halaga ng amplitude, ibig sabihin namin kung gaano karaming mga volts ang mula sa zero hanggang sa itaas na punto ng kalahating alon ng isang sine wave.

 

Tinatanggal ang teorya at isang bilang ng mga pormula, masasabi natin iyon kasalukuyang boltahe 1.41 beses na mas mababa kaysa sa amplitude. O:

UU = Uд * √2

Ang boltahe ng amplitude sa network ng 220V ay:

220*1.41=310

Mga scheme

Half wave rectifier ay binubuo ng isang diode. Hindi lang niya pinalagpas ang pagbalik ng kalahating alon. Ang output ay isang boltahe na may malakas na ripples mula sa zero hanggang sa halaga ng amplitude ng input boltahe.

Ang pagsasalita sa isang napaka-simpleng wika, pagkatapos sa circuit na ito, ang kalahati ng boltahe ng input ay pumapasok sa pagkarga. Ngunit hindi ito ganap na tama.

Ang mga two-half-wave circuit ay nagpapadala ng parehong mga half-alon mula sa pag-input sa pagkarga. Sa itaas sa artikulo, ang halaga ng amplitude ng boltahe ay nabanggit, kaya ang boltahe sa output ng rectifier ay pareho na mas mababa sa halaga kaysa sa kumikilos na variable sa input.

Ngunit kung pakinisin natin ang ripple gamit ang capacitor, mas maliit ang mga ripples, mas malapit ang boltahe ay sa malawak.

Pag-uusapan natin ang tungkol sa makinis na mga ripples sa paglaon. Ngayon isaalang-alang diode tulay circuit.

Mayroong dalawa sa kanila:

1. Rectifier ayon sa iskema ng Gretz o tulay ng diode;

2. Rectifier na may midpoint.

Ang unang pamamaraan ay mas karaniwan. Mayroong isang tulay ng diode - apat na diode magkakaugnay ng isang "parisukat", at ang isang pag-load ay konektado sa mga balikat nito. Ang tulay na rectifier ay tipunin ayon sa scheme sa ibaba:

Maaari itong konektado nang direkta sa isang 220V network, tulad ng ginagawa sa modernong suplay ng kuryente, o sa pangalawang windings ng isang network (50 Hz) transpormer.Ayon sa pamamaraan na ito, ang mga tulay ng diode ay maaaring tipunin mula sa discrete (hiwalay) na diode o gumamit ng isang nakahanda na diode bridge na pagpupulong sa isang solong pabahay.

Ang pangalawang circuit ay isang mid-point rectifier na hindi maaaring direktang konektado sa network. Ang kahulugan nito ay ang paggamit ng isang transpormer na may isang gripo mula sa gitna.

Sa core nito, ang mga ito ay dalawang half-wave na mga rectifier na nakakonekta sa mga dulo ng pangalawang paikot-ikot, ang pag-load na may isang contact na konektado sa junction point ng diode, at ang pangalawa sa gripo mula sa gitna ng mga paikot-ikot.

Ang bentahe nito sa unang circuit ay isang mas maliit na bilang ng mga diic ng semiconductor. At ang kawalan ay ang paggamit ng isang transpormer na may isang midpoint o, habang tinawag nila ito, isang sangay mula sa gitna. Ang mga ito ay hindi gaanong karaniwan kaysa sa maginoo na hindi-tap-type na pangalawang mga transformer.

Ripple Makinis

Ang supply ng boltahe ng Ripple ay hindi katanggap-tanggap para sa isang bilang ng mga mamimili, halimbawa, mga ilaw na mapagkukunan at kagamitan sa audio. Bukod dito, ang pinapayagan na mga pulso ng ilaw ay kinokontrol sa mga dokumento ng regulasyon ng estado at industriya.

Upang pakinisin ang mga pulso, gamitin mga filter - isang kahanay na naka-mount na capacitor, isang filter ng LC, iba't ibang mga P at G filter ...

Ngunit ang pinakakaraniwan at pinakasimpleng pagpipilian ay isang kapasitor na naka-install kahanay sa pag-load. Ang kawalan nito ay upang mabawasan ang ripple sa isang napakalakas na pagkarga, kakailanganin itong mag-install ng mga capacitor na napakalaking kapasidad - libu-libong mga microfarads.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay ang singil ng singil, umaabot ang boltahe, ang boltahe ng supply ay nagsisimula na bumaba pagkatapos ng punto ng maximum na amplitude, mula sa sandaling iyon ang pag-load ay pinalakas ng kapasitor. Ang mga capacitor ay naglalabas depende sa paglaban ng pag-load (o ang katumbas nitong paglaban, kung hindi ito resistive). Mas malaki ang kapasidad - mas maliit ang ripple, kung ihahambing sa isang kapasitor na may mas mababang kapasidad na konektado sa parehong pag-load.

Sa mga simpleng salita: mas mabagal ang naglalabas ng kapasitor, mas mababa ang ripple.

Ang rate ng paglabas ng kapasitor ay depende sa kasalukuyang natupok ng pagkarga. Maaari itong matukoy ng formula ng pare-pareho ang oras:

t = RC

kung saan ang R ay ang paglaban ng pag-load, at ang C ay ang kapasidad ng makinis na capacitor.

Kaya, mula sa isang ganap na sisingilin ng estado hanggang sa isang ganap na pinalabas na kapasitor ay pinalabas sa 3-5 t. Ito ay singil sa parehong bilis kung ang singil ay nangyayari sa pamamagitan ng isang risistor, kaya sa aming kaso hindi mahalaga.

Sinusunod na upang makamit ang isang katanggap-tanggap na antas ng ripple (natutukoy ito ng mga kinakailangan ng pag-load sa pinagmulan ng kuryente), kinakailangan ang isang kapasidad na mapapalabas sa isang oras nang maraming beses na mas malaki kaysa sa t. Dahil ang mga resistances ng karamihan sa mga naglo-load ay medyo maliit, isang malaking kapasidad ang kinakailangan, samakatuwid, upang pakinisin ang mga ripples sa output ng rectifier, mga electrolytic capacitor, tinatawag din silang polar o polarized.

Mangyaring tandaan na ang pagkalito sa polaridad ng electrolytic capacitor ay lubos na nasiraan ng loob, sapagkat ito ay puspos ng pagkabigo nito at kahit na pagsabog. Ang mga modernong capacitor ay protektado mula sa pagsabog - mayroon silang isang panlililak sa tuktok na takip sa anyo ng isang krus, kasama ang kaso ay simpleng basag. Ngunit ang isang stream ng usok ay lalabas sa condenser, magiging masama ito kung mapasok ito sa iyong mga mata.

Ang pagkalkula ng kapasidad ay batay sa kung anong uri ng koepisyent ng ripple na kailangan mong ibigay. Sa simpleng mga termino, ang koepisyent ng ripple ay nagpapakita kung magkano ang boltahe ay nakapatong (nakakulpi).

Upang makalkula ang kapasidad ng isang smoothing capacitor, maaari mong gamitin ang tinatayang formula:

C = 3200 * Sa / Un * Kp,

Kung saan Sa-load ang kasalukuyang, Un-load boltahe, Kn-ripple factor.

Para sa karamihan ng mga uri ng kagamitan, ang koepisyent ng ripple ay nakuha ng 0.01-0.001. Bilang karagdagan, kanais-nais na mai-install ceramic capacitor kasing laki ng maaari, para sa pag-filter mula sa mataas na dalas na panghihimasok.

Paano gumawa ng isang kapangyarihan ng do-it-yourself?

Ang pinakasimpleng supply ng kuryente ng DC ay binubuo ng tatlong elemento:

1. Transformer;

2. Diode tulay;

3. Capacitor.

Kung kailangan mong makakuha ng isang mataas na boltahe, at binabalewala mo ang pag-ihi ng galvanic, maaari mong ibukod ang transpormer mula sa listahan, pagkatapos makakakuha ka ng isang palaging boltahe hanggang sa 300-310V. Ang nasabing circuit ay nasa input ng paglipat ng mga suplay ng kuryente, halimbawa, tulad ng sa iyong computer. Kamakailan lamang ay nagsulat kami ng isang mahusay na artikulo tungkol sa kanila - Paano ang isang supply ng kuryente sa computer.

Ito ay isang hindi matatag na suplay ng kuryente ng DC na may isang smoothing capacitor. Ang boltahe sa output nito ay mas malaki kaysa sa alternating boltahe ng pangalawang paikot-ikot. Nangangahulugan ito na mayroon kang isang 220/12 transpormer (pangunahing sa 220V, at pangalawa sa 12V), pagkatapos ay sa output makakakuha ka ng isang 15-17V na pare-pareho. Ang halagang ito ay nakasalalay sa kapasidad ng makinis na capacitor. Ang circuit na ito ay maaaring magamit upang mabigyan ng lakas ang anumang pag-load, kung hindi ito mahalaga para dito, kung gayon ang boltahe ay maaaring "lumutang" kapag nagbabago ang boltahe ng mga mains.

Mahalaga:

Ang capacitor ay may dalawang pangunahing katangian - kapasidad at boltahe. Nalaman namin kung paano piliin ang kapasidad, ngunit hindi sa pagpili ng boltahe. Ang boltahe ng kapasitor ay dapat lumampas ng hindi bababa sa kalahati ng boltahe ng amplitude sa output ng rectifier. Kung ang aktwal na boltahe sa mga plato ng kapasitor ay lumampas sa rate ng boltahe, malamang na mabibigo ito.

Ang mga lumang capacitor ng Sobyet ay ginawa gamit ang isang mahusay na margin ng boltahe, ngunit ngayon ang bawat isa ay gumagamit ng murang mga electrolyte mula sa China, kung saan pinakamabuti mayroong isang maliit na margin, at sa pinakamasamang kaso, hindi nila makatiis ang tinukoy na nominal boltahe. Samakatuwid, huwag mag-save sa pagiging maaasahan.

Ang isang nagpapatatag na yunit ng supply ng kuryente ay naiiba sa nauna lamang sa pagkakaroon ng isang boltahe (o kasalukuyang) pampatatag. Ang pinakasimpleng pagpipilian ay ang paggamit ng L78xx o iba pa. mga linear stabilizer, tulad ng domestic Bank.

Kaya makakakuha ka ng anumang boltahe, ang tanging kondisyon kapag gumagamit ng naturang mga stabilizer ay na ang boltahe sa pampatatag ay dapat lumampas sa nagpapatatag (output) na halaga ng hindi bababa sa 1.5V. Isaalang-alang kung ano ang nakasulat sa datasheet 12V stabilizer L7812:

Ang boltahe ng input ay hindi dapat lumampas sa 35V, para sa mga stabilizer mula 5 hanggang 12V, at 40V para sa mga stabilizer sa 20-24V.

Ang boltahe ng input ay dapat lumampas sa output boltahe sa pamamagitan ng 2-2.5V.

I.e. para sa isang nagpapatatag na suplay ng kuryente ng 12V na may isang pampatatag ng serye ng L7812, kinakailangan na ang naayos na boltahe ay nagsisinungaling sa loob ng 14.5-35V, upang maiwasan ang paghupa, ito ay isang mainam na solusyon upang gumamit ng isang transpormer na may pangalawang paikot-ikot sa 12V.

Ngunit ang output kasalukuyang ay medyo katamtaman - 1.5A lamang, maaari itong palakihin gamit ang isang pass-through transistor. Kung mayroon ka Mga transistor ng PNP, maaari mong gamitin ang pamamaraan na ito:

Ipinapakita lamang nito ang koneksyon ng linear stabilizer na "kaliwa" na bahagi ng circuit na may isang transpormer at rectifier ay tinanggal.

Kung mayroon kang mga transistor ng NPN tulad ng KT803 / KT805 / KT808, pagkatapos ay gawin ito ng isa:

Ito ay nagkakahalaga na tandaan na sa pangalawang circuit, ang output boltahe ay magiging mas mababa kaysa sa boltahe ng pag-stabilize sa pamamagitan ng 0.6V - ito ay isang patak sa kantong emitter base, isinulat namin ang higit pa tungkol dito sa isang artikulo sa bipolar transistors. Upang mabayaran ang pagbagsak na ito, isang diode D1 ang ipinakilala sa circuit.

Posible na mag-install ng dalawang linear stabilizer kahanay, ngunit hindi kinakailangan! Dahil sa mga posibleng paglihis sa paggawa, ang pag-load ay ibinahagi nang hindi pantay at ang isa sa kanila ay maaaring magsunog dahil dito.

I-install ang parehong transistor at ang linear stabilizer sa radiator, mas mabuti sa iba't ibang mga radiator. Mainit sila.

Madaling iakma ang Mga Kagamitan sa Kuryente

Ang pinakasimpleng adjustable na supply ng kuryente ay maaaring gawin gamit ang isang adjustable linear stabilizer LM317, ang kasalukuyang nito ay hanggang sa 1.5 A, maaari mong palakasin ang circuit na may isang pass-through transistor, tulad ng inilarawan sa itaas.

Narito ang isang mas madaling intuitive diagram para sa pag-iipon ng isang madaling iakma ang supply ng kuryente.

Upang makakuha ng higit pang kasalukuyang, maaari kang gumamit ng isang mas malakas na adjustable stabilizer LM350.

 

Sa huling dalawang circuit, mayroong isang indikasyon na nagpapakita ng pagkakaroon ng boltahe sa output ng tulay ng diode, isang 220V circuit breaker, isang pangunahing paikot-salit na fuse.

Narito ang isang halimbawa ng isang adjustable na charger ng baterya kasama ang regulator ng thyristor sa pangunahing paikot-ikot, mahalagang ang parehong nababagay na supply ng kuryente.

Sa pamamagitan ng paraan, ang kasalukuyang welding ay kinokontrol din ng isang katulad na circuit:

Ang artikulong ito ay inilatag nang mas maaga: Paano gumawa ng isang simpleng kasalukuyang regulator para sa isang welding transpormer

Konklusyon

Ang isang rectifier ay ginagamit sa mga power supply upang makabuo ng direktang kasalukuyang mula sa isang alternating kasalukuyang. Kung wala ang kanyang pakikilahok, hindi posible na makapangyarihang mag-load ng DC, halimbawa, isang LED strip o isang tatanggap sa radyo.

Ginagamit din sa iba't ibang mga charger para sa mga baterya ng kotse, mayroong isang bilang ng mga circuit na gumagamit ng isang transpormer na may isang pangkat ng mga gripo mula sa pangunahing paikot-ikot, na pinalitan ng isang wrench switch, at isang tulay na diode ay naka-install sa pangalawang paikot-ikot. Ang switch ay naka-install sa mataas na bahagi ng boltahe, dahil doon ang kasalukuyang ay maraming beses na mas mababa at ang mga contact nito ay hindi masusunog mula dito.

Ayon sa mga diagram mula sa artikulo, maaari mong tipunin ang pinakasimpleng yunit ng supply ng kuryente kapwa para sa permanenteng trabaho kasama ang ilang aparato at para sa pagsubok ng iyong mga produktong gawa sa bahay na electronic.

Ang mga circuit ay hindi naiiba sa mataas na kahusayan, ngunit gumawa sila ng isang nagpapatatag boltahe nang walang mga espesyal na ripples, dapat mong suriin ang kapasidad ng mga capacitor at kalkulahin para sa isang tiyak na pag-load. Ang mga ito ay perpekto para sa mga low-power audio amplifier, at hindi lilikha ng isang karagdagang background. Ang isang nababagay na suplay ng kuryente ay magiging kapaki-pakinabang para sa mga mahilig sa kotse at electrician upang subukan ang relay ng generator ng boltahe ng generator.

Ang isang nababagay na suplay ng kuryente ay ginagamit sa lahat ng mga lugar ng electronics, at kung mapapabuti ito ng proteksyon ng short-circuit o isang kasalukuyang pampatatag na may dalawang transistor, makakakuha ka ng isang halos kumpletong supply ng kuryente sa laboratoryo.

Comments

[#1 Victor]

Ang artikulo ay nasa kapaki-pakinabang na prinsipyo.Ngunit, hindi kailanman maglagay ng mga regulators sa thyristors o triac sa pangunahing pagpulupot ng isang transpormer. Ito ay isang direktang landas sa malakas na paghuhulma at pagpainit ng transpormer dahil ang mga regulators ay nagpapahiwatig ng isang sinusoid.