Mga Kagamitan sa Power Lab sa Bahay

Tingnan ang unang bahagi ng artikulo dito: Mga power supply para sa mga elektronikong aparato

Sa mga tuntunin ng lahat ng sinabi sa itaas, ang pinaka-makatwirang at hindi bababa sa magastos ay tila paggawa ng supply ng kapangyarihan ng transpormer. Ang isang naaangkop na yari na transpormer para sa powering semiconductor na mga istraktura ay maaaring mapili mula sa mga lumang recorder ng tape, mga telebisyon ng tubo, tatlong-program na mga speaker at iba pang mga hindi na ginagamit na kagamitan. Ang mga handa na mga transformer ng network ay ibinebenta sa mga merkado ng radyo at sa mga online na tindahan. Maaari mong palaging mahanap ang tamang pagpipilian.

Panlabas, ang transpormer ay isang W-shaped core na gawa sa mga sheet ng espesyal na bakal na transpormer. Sa core ay isang plastik o karton na frame kung saan matatagpuan ang mga paikot-ikot. Ang mga plato ay karaniwang binawi upang walang elektrikal na ugnayan sa pagitan nila. Sa ganitong paraan nilalaban nila ang mga eddy currents o Foucault currents. Ang mga alon na ito ay nagpapainit lamang sa pangunahing, ito ay pagkawala lamang.

Para sa parehong mga layunin, ang bakal na transpormer ay gawa sa mga malalaking kristal, na nakahiwalay din sa bawat isa sa pamamagitan ng mga pelikulang oksido. Sa transpormasyong bakal na napakalaking sukat, ang mga kristal na ito ay nakikita ng hubad na mata. Kung ang nasabing bakal ay pinutol ng mga gunting sa bubong, kung gayon ang paggupit ay kahawig ng isang talim ng hacksaw para sa metal, ay naglalaman ng maliit na cloves.

Ang transpormer sa power supply ay nagsasagawa ng dalawang pag-andar nang sabay-sabay. Una, ito ay isang pagbawas sa boltahe ng mains sa nais na antas. Pangalawa, nagbibigay ito ng paghihiwalay ng galvanic mula sa mains: ang pangunahin at pangalawang paikot-ikot ay hindi konektado sa bawat isa, ang elektrikal na pagtutol ay perpektong walang hanggan. Ang koneksyon ng pangunahing at pangalawang windings ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang alternating magnetic field ng core na nilikha ng pangunahing paikot-ikot.

Pinasimple na disenyo ng transpormer

Kapag ang pagbili o pag-iikot sa sarili ng isang transpormer, dapat kang magabayan ng mga sumusunod na mga parameter, na ipinahayag sa pamamagitan lamang ng apat na mga formula.

Ang una sa kanila ay maaaring tawaging batas ng pagbabagong-anyo.

U1 / U2 = n1 / n2 (1),

Isang simpleng halimbawa. Dahil ito ay isang network transpormer lamang, ang boltahe sa pangunahing paikot-ikot ay palaging magiging 220V. Ipagpalagay na ang pangunahing paikot-ikot na naglalaman ng 220 mga liko, at ang pangalawang 22 na liko. Ito ay isang medyo malaking transpormer, kaya kakaunti ang lumiliko bawat isang boltahe.

Kung ang isang boltahe ng 220V ay inilalapat sa pangunahing paikot-ikot, pagkatapos ang pangalawang paikot-ikot na bubuo ay gagawa ng 22V, na ganap na tumutugma sa koepisyent ng pagbabagong-anyo n1 / n2, na sa aming halimbawa ay 10. Ipagpalagay na ang isang pag-load na kumukuha ng eksaktong 1A ng kasalukuyang ay kasama sa pangalawang paikot-ikot. Pagkatapos ang pangunahing kasalukuyang ay magiging 0.1A, dahil ang mga alon ay nasa kabaligtaran na ratio.

Ang lakas na natupok ng mga windings: para sa pangalawang 22V * 1A = 22W, at para sa pangunahing 220V * 0.1A = 22W. Ang pagkalkula na ito ay nagpapakita na ang kapangyarihan ng pangunahing at pangalawang windings ay pantay. Kung maraming mga pangalawang paikot-ikot, pagkatapos kapag kinakalkula ang kanilang kapangyarihan, dapat mong idagdag ito, ito ang magiging kapangyarihan ng pangunahing paikot-ikot.

Sinusundan ito mula sa parehong formula na ito ay napaka-simple upang matukoy ang bilang ng mga liko bawat boltahe: sapat na upang i-wind ang isang pagsubok na paikot-ikot, halimbawa, 10 lumiliko, sukatin ang boltahe dito, hatiin ang resulta ng 10. Ang bilang ng mga liko sa bawat boltahe ay makakatulong sa maraming kapag kailangan mong i-wind ang paikot-ikot pag-igting. Dapat pansinin na ang mga paikot-ikot ay dapat sugat na may isang tiyak na margin, isinasaalang-alang ang "sagging" boltahe sa mga paikot-ikot na mga sarili at sa mga regulate na elemento ng mga stabilizer. Kung ang minimum na boltahe ay nangangailangan ng 12V, kung gayon ang paikot-ikot na mai-rate sa 17 ... 18V. Ang parehong patakaran ay dapat sundin kapag bumili ng isang tapos na transpormer.

Ang kabuuang kapangyarihan ng transpormer ay kinakalkula bilang kabuuan ng kapangyarihan ng lahat ng pangalawang windings, tulad ng inilarawan sa itaas. Batay sa pagkalkula na ito, maaari kang pumili ng isang angkop na core, o sa halip na lugar nito. Ang pormula para sa pagpili ng pangunahing lugar:.

Narito ang S ang pangunahing lugar sa mga square sentimetro, at ang P ang kabuuang lakas ng pagkarga sa mga watts. Para sa isang W-core core, ang lugar ay ang seksyon ng cross ng gitnang baras kung saan matatagpuan ang mga paikot-ikot, at para sa isang seksyon ng toroidal cross, ang torus. Batay sa kinakalkula na lugar ng core, maaari mong piliin ang naaangkop na iron transpormer.

Ang kinakalkula na halaga ay dapat bilugan sa pinakamalapit na mas malaking pamantayang halaga. Ang lahat ng iba pang mga kinakalkula na halaga sa proseso ng pagkalkula ay bilugan din. Kung, ipagpalagay, ang lakas ay 37.5 watts, pagkatapos ito ay bilugan hanggang sa 40 watts.

Matapos makilala ang pangunahing lugar, ang bilang ng mga liko sa pangunahing paikot-ikot na kalakal ay maaaring kalkulahin. Ito ang pangatlong formula ng pagkalkula.

Narito ang n1 ay ang bilang ng mga liko ng pangunahing paikot-ikot, U1 - 220V - boltahe ng pangunahing paikot-ikot, ang S ang pangunahing lugar sa mga square sentimetro. Ang isang empirical coefficient ng 50, na maaaring mag-iba sa loob ng ilang mga limitasyon, ay nararapat espesyal na pansin.

Kung hinihiling na ang transpormer ay hindi pumasok sa saturation, ay hindi lumikha ng hindi kinakailangang panghihimasok sa electromagnetic (lalo na nauugnay para sa mga kagamitan sa paggawa ng tunog), ang koepisyentong ito ay maaaring tumaas sa 60. Sa kasong ito, ang bilang ng mga liko sa mga paikot-ikot ay tataas, ang mode ng operasyon ng transpormer ay mapadali, ang core ay hindi na makapasok sa 60. sa saturation. Ang pangunahing bagay ay ang lahat ng mga paikot-ikot na magkasya.

Matapos matukoy ang lakas ng transpormer, ang mga liko at mga alon sa mga paikot-ikot ay kinakalkula, oras na upang matukoy ang cross-section ng kawad ng mga paikot-ikot. Ipinapalagay na ang mga paikot-ikot ay sugat na may isang wire na tanso. Ang pagkalkula na ito ay makakatulong upang matupad ang pormula:

Dito, sa mm, Ii A, ayon sa pagkakabanggit, ang diameter ng kawad at ang kasalukuyang ng i-th na paikot-ikot. Ang kinakalkula na diameter ng wire ay dapat ding bilugan sa pinakamalapit na mas malaking pamantayang halaga.

Iyon talaga ang buong pinasimple na pagkalkula ng isang network transpormer, para sa mga praktikal na layunin kahit na sapat. Gayunpaman, dapat tandaan na ang pagkalkula na ito ay may bisa lamang para sa mga transformer ng network na nagpapatakbo sa dalas ng 50 Hz. Para sa mga transformer na ginawa sa mga ferrite cores at operating sa isang mataas na dalas, ang pagkalkula ay isinasagawa gamit ang ganap na magkakaibang mga formula, maliban marahil sa koepisyent ng pagbabagong-anyo ayon sa formula 1.

Matapos dinisenyo ang transpormer, sugat o bumili lamang ng tamang sukat, maaari kang magsimulang gumawa ng isang suplay ng kuryente, nang walang kung saan walang magagawa ng circuit.

Hindi Matatag na Mga Kagamitan sa Power

Ang pinakasimpleng circuitry ay hindi matatag na mga panustos ng kuryente. Ginagamit ang mga ito nang madalas sa iba't ibang mga disenyo, na pinapasimple ang circuit nang hindi naaapektuhan ang pag-andar nito. Halimbawa, malakas audio amplifier madalas na sila ay pinakain mula sa isang hindi matatag na mapagkukunan, dahil halos imposible na mapansin sa pamamagitan ng tainga na ang supply boltahe ay nagbago ng 2 ... 3 volts. Wala ring pagkakaiba sa kung anong boltahe ang relay ay magpapatakbo: kung gagana lang ito, at sa hinaharap hindi ito masusunog.

Ang hindi matibay na mga suplay ng kuryente ay simple, ang circuit ay ipinapakita sa Figure 1.

Fig. 1. Scheme ng isang hindi matatag na mapagkukunan ng kuryente

Ang isang tulay ng rectifier na may mga diode ay konektado sa pangalawang pagpulupot ng transpormer. Kahit na mayroong maraming mga circuit circuit, ang isang circuit circuit ay ang pinakakaraniwan. Sa output ng tulay, ang isang pulsating boltahe na may isang dobleng dalas ng network ay nakuha, na tipikal para sa lahat ng mga circuit ng mga half-wave rectifier (Larawan 2, curve 1).

Naturally, tulad ng isang boltahe ng ripple ay hindi angkop para sa powering transistor circuit: isipin kung paano ang dager ay umungal sa naturang lakas! Upang pakinisin ang ripple sa isang katanggap-tanggap na halaga, ang mga filter ay naka-install sa output ng rectifier (Larawan 2, curve 2).Sa pinakasimpleng kaso, maaaring ito lamang mataas na kapasidad electrolytic capacitor. Ang naunang nabanggit ay isinalarawan sa Figure 2.

Fig. 2.

Ang pagkalkula ng kapasidad ng kapasitor na ito ay lubos na kumplikado, samakatuwid posible na inirerekumenda ang mga halaga na nasubok sa kasanayan: para sa bawat ampere ng kasalukuyang sa pag-load, isang kapasidad ng kapasitor ng 1000 ... 2000 μF ay kinakailangan. Ang isang mas mababang halaga ng kapasidad ay may bisa para sa kaso kapag iminungkahi na gumamit ng boltahe na pampatatag pagkatapos ng tulay ng rectifier.

Habang nagdaragdag ang kapasidad ng kapasitor, ang ripple (Larawan 2, curve 2) ay bababa, ngunit hindi mawawala. Kung ang ripple ay hindi katanggap-tanggap, kinakailangan upang ipakilala ang mga stabilizer ng boltahe sa circuit ng supply ng kuryente.

Ang suplay ng kuryente ng Bipolar

Sa kaso kapag ang pinagmulan ay kinakailangan upang makakuha ng isang boltahe ng bipolar, ang circuit ay kailangang bahagyang mabago. Ang tulay ay mananatiling pareho, ngunit ang pangalawang pag-ikot ng transpormer ay dapat magkaroon ng isang midpoint. Makinis na mga Capacitors magkakaroon na ng dalawa, bawat isa para sa sariling polaridad. Ang nasabing isang scheme ay ipinapakita sa Figure 3.

Fig. 3.

Ang koneksyon ng pangalawang paikot-ikot ay dapat na nasa serye - katinig - ang simula ng paikot-ikot na III ay konektado sa dulo ng paikot-ikot na II. Ang mga tuldok ay marka, bilang panuntunan, ang simula ng mga paikot-ikot. Kung ang pang-industriya na transpormer at ang lahat ng mga output ay bilangin, pagkatapos maaari mong sumunod sa panuntunang ito: ang lahat ng mga kakatwang numero ng mga terminal ay simula ng mga paikot-ikot, ayon sa pagkakabanggit, kahit - ang mga pagtatapos. Iyon ay, sa isang serye na koneksyon, kinakailangan upang ikonekta ang kahit na output ng isang paikot-ikot na may kakaibang output ng isa pa. Naturally, sa anumang kaso maaari mong maiikling circuit ang mga natuklasan ng isang paikot-ikot, halimbawa, 1 at 2.

Nakapagtatag na mga suplay ng kuryente

Ngunit madalas, ang mga stabilizer ng boltahe ay kailangang-kailangan. Ang pinakasimpleng ay parametric stabilizerna naglalaman lamang ng tatlong bahagi. Matapos ang zener diode, naka-install ang isang electrolytic capacitor, ang layunin kung saan ay upang pakinisin ang mga natitirang pulsations. Ang circuit nito ay ipinapakita sa Figure 4.

Fig. 4. Parametric stabilizer circuit

Sa pangkalahatan, ang kapasitor na ito ay naka-install kahit na sa output ang pinagsama-samang mga stabilizer ng boltahe ay nag-type ng LM78XX. Kinakailangan ito kahit sa pamamagitan ng mga teknikal na pagtutukoy (Data Sheet) para sa mga stabilizer ng microcircuit.

Ang isang parametric stabilizer ay maaaring magbigay ng hanggang sa ilang mga milliamps ng kasalukuyang nasa pagkarga, sa kasong ito mga dalawampu. Sa mga elektronikong aparato ng aparato, tulad ng isang pampatatag ay ginagamit nang madalas. Ang koepisyent ng pagpapapanatag (ang ratio ng pagbabago sa boltahe ng input sa%% sa pagbabago sa output, din sa%%) ng naturang mga stabilizer, bilang isang panuntunan, ay hindi hihigit sa 2.

Kung ang parametric stabilizer ay pupunan tagasunod ng tagasunod, na may isang transistor lamang, tulad ng ipinapakita sa Figure 5, ang mga kakayahan ng parametric stabilizer ay magiging mas mataas. Ang koepisyent ng pagpapapanatag ng naturang mga scheme ay umabot sa isang halaga ng 70.

Fig. 5.

Gamit ang mga parameter na ipinahiwatig sa diagram at ang kasalukuyang pagkarga ng 1A, ang sapat na lakas ay mawawala sa transistor. Ang ganitong lakas ay kinakalkula tulad ng sumusunod: ang pagkakaiba-iba ng boltahe ng kolektor-emitter ay pinarami ng kasalukuyang kasalukuyang naglo-load. Sa kasong ito, ito ang kasalukuyang kolektor. (12V - 5V) * 1A = 7W. Sa pamamagitan ng naturang lakas, ang transistor ay kailangang mailagay sa radiator.

Ang kapangyarihang ibinigay sa pagkarga ay magiging 5V * 1A = 5W lamang. Ang mga numero na ipinakita sa Figure 5 ay sapat na upang makagawa ng isang pagkalkula. Kaya, ang kahusayan ng isang mapagkukunan ng kapangyarihan na may tulad na isang pampatatag na may isang boltahe ng input ng 12V ay halos 40% lamang. Upang bahagyang madagdagan ito, maaari mong bawasan ang input boltahe, ngunit hindi bababa sa 8 volts, kung hindi man ay titigil ang pampatatag.

Upang mag-ipon ng isang boltahe regulator ng negatibong polaridad, sapat na sa isinasaalang-alang na circuit upang mapalitan ang n-p-n conductivity transistor kasama ang p-n-p conductivity, baguhin ang polarity ng zener diode at ang input boltahe. Ngunit ang gayong mga circuit ay naging isang anachronism, hindi ginagamit ngayon, pinalitan sila ng mga integrated regulator ng boltahe.

Tila sapat na upang makumpleto ang isinasaalang-alang na circuit sa pinagsama-samang bersyon at lahat ay magiging maayos. Ngunit hindi sinimulan ng mga developer na ulitin ang hindi epektibo na pamamaraan, ang kahusayan nito ay napakaliit, at ang pag-stabilize ay mababa. Upang madagdagan ang koepisyent ng pag-stabilize, ang negatibong feedback ay ipinakilala sa mga modernong integral stabilizer.

Ang nasabing mga stabilizer ay binuo sa mga pangkalahatang layunin na op amps, habang ang taga-disenyo ng circuit at developer na si R. Widlar ay hindi nagmungkahi ng pagsasama ng op-amp na ito sa pampatatag. Ang unang pampatatag ng ganitong uri ay ang maalamat na UA723, na nangangailangan ng isang tiyak na bilang ng mga karagdagang bahagi kapag nag-install.

Ang isang mas modernong bersyon ng mga integral stabilizer ay Mga stabilizer ng serye ng LM78XX para sa boltahe ng positibong polarity at LM79XX para sa negatibo. Sa pagmamarka ng 78, ito talaga ang pangalan ng microcircuit - stabilizer, ang mga letrang LM sa harap ng mga numero ay maaaring magkakaiba, depende sa partikular na tagagawa. Sa halip na mga titik na XX, ang mga numero ay ipinasok na nagpapahiwatig ng boltahe ng pag-stabilize sa volts: 05, 08, 12, 15, atbp. Bilang karagdagan sa boltahe na pag-stabilize, ang mga microcircuits ay may proteksyon laban sa maikling circuit sa pag-load at thermal protection. Kung ano lamang ang kinakailangan upang lumikha ng isang simple at maaasahang supply ng kuryente sa laboratoryo.

Ang domestic elektronikong industriya ay gumagawa ng gayong mga stabilizer sa ilalim ng tatak na KR142ENXX. Ngunit ang mga pagmamarka ay palaging naka-encrypt sa amin, kaya ang boltahe ng pag-stabilize ay maaari lamang matukoy sa pamamagitan ng sanggunian o maisaulo bilang mga tula sa paaralan. Ang lahat ng mga stabilizer na ito ay may isang nakapirming halaga ng boltahe ng output. Ang isang tipikal na diagram ng mga kable para sa 78XX series stabilizer ay ipinapakita sa Figure 6.

Fig. 6. Karaniwang 78XX Series Stabilizer

Gayunpaman, maaari rin silang magamit upang lumikha ng mga regulated na mapagkukunan. Ang isang halimbawa ay ang diagram na ipinakita sa Larawan 7.

Fig. 7. Scheme ng regulated supply ng kuryente para sa home laboratory

Ang kawalan ng circuit ay maaaring isaalang-alang na ang regulasyon ay hindi mula sa zero, ngunit mula sa 5 volts, i.e. mula sa boltahe ng stabilization ng boltahe. Hindi malinaw kung bakit ang mga lead stabilizer ay bilang bilang 17, 8, 2, kapag sa katunayan mayroong tatlo lamang sa kanila!

Fig. 8.

At ipinapakita ng Figure 9 kung paano mag-ipon ng isang nababagay na suplay ng kuryente batay sa orihinal na burges na LM317, na maaaring magamit bilang isang laboratoryo.

Fig. 9. Power supply circuit sa LM317 chip

Kung ang isang pinagmulan ng regulasyon ng bipolar ay kinakailangan, pinakamadali na mag-ipon ng dalawang magkaparehong mga stabilizer sa isang pabahay, pagpapakain sa kanila mula sa iba't ibang mga windings ng transpormer. Kasabay nito, i-output ang output ng bawat stabilizer sa front panel ng yunit na may magkakahiwalay na mga terminal. Posible na magpalit ng mga boltahe lamang sa mga wire jumpers.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1 Gumagamit]

... wind a test winding, halimbawa, 10 pagliko, sukatin ang boltahe dito, hatiin ang resulta ng 10
------
Sa kabaligtaran

[#2 Naranasan]

Ang lakas na natupok ng mga windings: para sa pangalawang 22V * 1A = 22W, at para sa pangunahing 220V * 0.1A = 22W. Ang ganitong pagkalkula ay nagpapakita na ang mga kapangyarihan ng pangunahing at pangalawang windings ay pantay - ito ay karaniwang isinulat para sa kanino? 220V * 0.1A = 2.2W (na hindi ko maihahambing ang kapangyarihan ng pangunahin at pangalawang paikot-ikot). Ang bilang ng mga liko sa bawat boltahe ay tinukoy tulad ng sumusunod: kukuha kami ng 1000 sa pangunahing paikot-ikot na paghati at hatiin ng 220V, nakakakuha kami ng 4.5 na bawat 1 bolta. Kung kailangan nating makakuha ng isang 12V AC boltahe sa output ng transpormer, dumami kami ng 4.5 sa pamamagitan ng 12 at nakakakuha ng 55 lumiliko sa pangalawa.

[#3 Vladimir]

Naranasan, parang hindi ka nakaranas ng lahat. Mayroon kang mga problema sa matematika, 220 * 0.1 = 22W
Mayroon ding mga problema sa kaalaman, ang kabuuan ng kapangyarihan ng pangalawang windings ay katumbas ng lakas ng pangunahing paikot-ikot. Deer, sa madaling sabi.