Как сделать выпрямитель: Простой выпрямитель на 12 вольт своими руками

Содержание

Простой выпрямитель на 12 вольт своими руками

В этой статье мы разберем какие бывают выпрямители, для какой цели служат, в чем заключаются особенности того или иного выпрямителя. Если мы решаем собрать какое-либо устройство или просто необходимо запитать готовое, то мы можем использовать питание от гальванических элементов (батареек), либо воспользоваться для этих целей аккумуляторами. Но как быть, если радиоустройство не планируется носить с собой и оно потребляет значительный ток? В таких случаях запитывают устройство от сети 220 вольт.

Фото трансформаторный блок питания

Напрямую запитать от 220 вольт, разумеется, мы не можем, напряжение слишком высокое и ток переменный, а для питания электронных устройств почти всегда необходим постоянный ток и более низкое напряжение. Необходим так называемый сетевой адаптер.

Понизить напряжение мы можем с помощью трансформатора, о нем мы поговорим в одной из следующих статей, пока нам достаточно знать, что с помощью трансформатора мы можем понизить или повысить напряжение при переменном токе. Далее нам необходимо сделать из переменного тока постоянный, для этих целей и служит выпрямитель. Существуют три основных типа выпрямителей.

Однополупериодный выпрямитель


Схема однополупериодный выпрямитель

Этот выпрямитель работает только в течение положительного полупериода синусоиды. Это можно видеть на следующем графике:

Выпрямленный ток после однополупериодного выпрямителя

На выходе после диода мы получаем пульсирующее напряжение, нам нужно сделать из него постоянное, то есть из пульсирующего тока получить постоянный. Для этих целей служит электролитический конденсатор большой емкости, подключенный параллельно выходу питания в соответствии с полярностью. На фотографии ниже можно увидеть внешний вид подобного конденсатора:

Электролитический конденсатор большой емкости

Такой конденсатор благодаря большой емкости разряжается в течении отрицательного полупериода синусоиды.

Обычно для фильтрации напряжения в выпрямителях применяют электролитические конденсаторы от 2200 микрофарад. В усилителях и других устройствах, где важно чтобы напряжение не проседало при увеличении мощности нагрузки, ставят конденсаторы на большую емкость, чем 2200 микрофарад. Для устройств питающих бытовую аппаратуру обычно конденсаторов такой емкости бывает достаточно. На следующем графике (выделено красным), мы можем видеть, как конденсатор поддерживает напряжение стабильным во время прохождения отрицательной полуволны.

Выпрямленный ток в однополупериодном выпрямителе после конденсатора

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой


Схема двухполупериодный выпрямитель со средней точкой

Для этой схемы необходим трансформатор, с двумя вторичными обмотками. Напряжение на диодах в два раза выше, чем при включении схемы с однополупериодным выпрямителем или при включении мостовой схемы. В этой схеме попеременно работают оба полупериода. В течении положительного полупериода работает одна часть схемы обозначенная

В1, во время отрицательного полупериода работает вторая часть схемы обозначенная В2. Эта схема является менее экономичной, чем мостовая схема, в частности у неё более низкий коэффициент использования трансформатора. В этой схеме после диодов получается также пульсирующее напряжение, но частота пульсаций в два раза выше. Что мы и можем видеть на следующем графике:

График двухполупериодного выпрямителя

Двухполупериодный выпрямитель, мостовая схема


Схема двухполупериодный выпрямитель мостовая схема

И наконец, рассмотрим схему мостового выпрямителя, самую распространенную схему, по которой сделана большая часть всех выпущенных трансформаторных блоков питания. Сейчас объясню принцип работы диодного моста:

Диодный мост рисунок

Ток у нас на выходе с трансформатора переменный, а переменный ток, как известно, в течение периода дважды меняет свое направление. Говоря другими словам, конечно же упрощенно, при переменном токе с частотой 50 герц, ток у нас 100 раз в секунду меняет свое направление. То есть сначала он течет от вывода диодного моста под цифрой один, ко второму, потом в течение другой полуволны он течет от вывода под номером два к первому.

Объяснение работы диодного моста

Рассмотрим, что происходит с диодным мостом при подаче напряжения, мы видим, на рисунке обозначен красным путь тока, напрямую пройти к выводу диодного моста соединенного с переменным током не позволит диод, который получается у нас включенный в обратном включении, а в обратном включении, как мы помним, диоды не пропускают ток. Току остается только один путь (выделено на рисунке синим), через нагрузку и через диод уйти в провод соединенный с выводом переменного тока. Когда у нас ток меняет свое направление, то вступает в действие вторая часть диодного моста, которая действует аналогично той, что описал выше. В итоге у нас получается на выходе такой же график напряжения, как и у двухполупериодного выпрямителя со средней точкой:

График мостого выпрямителя

При сборке выпрямителя нужно учитывать полярность на выходе диодного моста, если мы подключим электролитический конденсатор неправильно, то рискуем испортить конденсатор и можно считать, что повезло, если этим все ограничится. Поэтому при сборке диодного моста важно помнить одно правило, плюс на выходе с моста всегда будет в точке соединения 2 катодов диодов, а минус в точке соединения анодов. Встречается и такое обозначение на схемах диодного моста:

Еще одно изображение диодного моста

Диодный мост можно собрать как из отдельных диодов, так и взять специальную сборку из 4 диодов, уже соединенных по мостовой схеме, и имеющий 4 вывода. В таком случае остается только подать переменный ток, идущий обычно с вторичной обмотки трансформатора на два вывода моста, а с оставшихся двух выводов снимать плюс и минус. Обычно на самой детали бывает обозначено, где какой вывод у моста. Так выглядит импортный диодный мост:

Фото импортного диодного моста

На фото далее изображен отечественный диодный мост

КЦ405.

Фото диодный мост кц405

Трехфазные выпрямители

Существуют и трехфазные трансформаторы. Обычным однофазным диодным мостом с такого трансформатора не получится на выходе постоянный ток. Конечно, если нагрузка небольшая можно подключиться к одной фазе и к нулевому проводу трансформатора, но экономичным такое решение не назовешь.

Фото трехфазного трансформатора

Для трехфазного тока существуют специальные схемы выпрямителей, две таких схемы приведены на рисунках ниже. Первая, известная как схема Миткевича, имеет низкий коэффициент габаритной мощности трансформатора. Эта схема применяется при небольших мощностях нагрузки.

Вторая схема, известная как Схема Ларионова, нашла широкое применение в электротехнике, так как имеет лучшие технико-экономические показатели по сравнению со схемой Миткевича.

Схема Ларионова может использоваться как «звезда-Ларионов” и «треугольник-Ларионов”. Вид подключения зависит от схемы подключения трансформатора, либо генератора, с выходом которого соединен этот выпрямитель. Автор статьи – AKV.

Делаем простой выпрямитель тока на 12 вольт, для заряда аккумуляторов авто. Всё началось с того, что привезли мне на роботу нерабочий блок питания на 22В и 110В. Решил из него сделать зарядное устройство для своей машины для аккумулятора. Аккумулятор естественно на 12В. Сначала разобрал блок питания и посмотрел что там есть внутри. Как оказалось, кроме трансформатора ничего и не было. Не работал БП из-за того, что один провод на подачу электроэнергии просто каким-то образом отвалился. Все же прибор советских времен и со временем поизносился. Корпус и все провода решил выкинуть и смастерить все заново.

Достал из прибора трансформатор. Там было две вторичные обмотки. Одна была на 22В, вторая — 110В. Но этот вольтаж мне не подходил для зарядки аккумулятора.

Разобрал трансформатор, достал все пластины, размотал вторичную обмотку на 22 В. Намотал новым, более толстым, проводом новую обмотку на 12В. Она содержала наполовину меньше витков чем прежняя, но так как сечение провода увеличил, заполнило окно полностью. Все аккуратно собрал и проверил. На выходе оказалось 13.4В. Это отлично подходило для АКБ.

Схема выпрямителя тока на 12 вольт

Далее решил не усложнять дело всякими хитроумными зарядными на микросхемах, а собрать простой и надежный выпрямитель на диодах. Взял диоды Д242. Они очень надежные, но немного греются, следует установить на радиаторы.

Спаял по стандартной схеме диодного моста. Подключил — все отлично работало, на выходе теперь было 13.7В. Как и должно быть, немного увеличилось напряжение после выпрямления. Но ничего страшного. Для аккумуляторов ведь надо не строго 12, а примерно 14 вольт для нормального заряда.

Все аккуратно вместил в новый корпус. Сделал выход на выпрямитель. Подключаю и с удовольствием пользуюсь. Сделал еще индикатор наличия электроэнергии — просто подключил к сети 220В обычный светодиод через резистор. Получился простой и надёжный выпрямитель для ЗУ на 12 вольт .

Блок питания достаточно прост в изготовлении, если немножко разобраться с теоретической частью и понять, как он работает. Все не так сложно, как кажется. Из чего состоит блок питания на 12 вольт, с фото и примерами, а также описание его элементов и принцип работы – далее в статье.

Краткое содержимое статьи:

Основные элементы и принцип действия блоков питания

Главной частью является понижающий трансформатор, причем при отсутствии его с необходимыми параметрами, то вторичная обмотка перематывается вручную и получается необходимое выходное напряжение. Посредством трансформатора происходит уменьшение напряжения сети 220 вольт до 12, идущих дальше к потребителю.

Принципиальной разницы между штатными устройствами и с перемотанной вторичной обмоткой нет, главное – правильно рассчитать сечение провода и количество его витков на обмотке.

Далее ток идет на выпрямитель. Состоит из полупроводников, например, диодов. Диодный мост, в разных схемах, может состоять из одного, двух или четырех диодов. После выпрямителя ток поступает на конденсатор, также в схеме для выдачи стабильного напряжения желательно включение стабилитрона с соответствующими характеристиками.

Трансформатор

Состоит трансформатор из сердечника, изготовленного из ферромагнетика, а также первичной и вторичной обмоток. На первичную обмотку приходит 220 вольт, а со вторичной, в данном случае, снимается 12, идущие на выпрямитель. Сердечники в данном типе блоков питания по большей части изготавливают Ш-образной и U-образной формы.

Расположение обмоток допускается как одна на другой на общей катушке, так и по отдельности. К примеру, у U-образного сердечника пара катушек, на каждую из которых намотано по половине обмоток. Выводы при подсоединении трансформатора подключают последовательно.

Как сделать выпрямитель и простейший блок питания | Элементарно

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:

Uа=Uд*√2

Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

220*1.41=310

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.

Их две:

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:

t=RC,

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:

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 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:

1. Трансформатор;

2. Диодный мост;

3. Конденсатор.

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.

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.

Важно:

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. 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.

Как сделать простой блок питания на 12 вольт из трансформатора, выпрямителя, конденсатора.

 

 

 

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).

 

 

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.

 

Выпрямитель 12в своими руками — Морской флот

Всем радиолюбителям привет, в этой статье хочу представить вам блок питания с регулировкой напряжения от 0 до 12 вольт. На нем очень легко выставить нужное напряжение, даже в милливольтах. Схема не содержит никаких покупных деталей – всё это можно вытащить из старой техники, как импортной, так и советской.


Принципиальная схема БП (уменьшенная)

Корпус изготовлен из дерева, в середине прикручен трансформатор на 12 вольт, конденсатор на 1000 мкФ х 25 вольт и плата, которая регулирует напряжение.

Конденсатор С2 нужно брать с большой емкостью, например чтобы подключать к блоку питания усилитель и чтобы напряжение не проваливалось на низких частотах.

Транзистор VT2 лучше установить на небольшой радиатор. Потому что при длительной работе он может нагреться и сгореть, у меня уже 2 штуки сгорело, пока не поставил приличный по размерам радиатор.

Резистор R1 можно ставить постоянный он большой роли не играет. Сверху на корпусе есть переменный резистор, которым регулируется напряжение, и красный светодиод, который показывает есть ли напряжение на выходе БП.

На выходе устройства, чтобы постоянно не прикручивать проводки к чему-нибудь, я припаял крокодильчики – с ними очень удобно. Схема не требует никаких настроек и работает надёжно и стабильно, ее действительно может сделать любой радиолюбитель. Спасибо за внимание, всем удачи! Автор: Игорь.

Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 12В

Во многих электронных приборах, работающих при переменном токе в 220 вольт устанавливаются диодные мосты. Схема диодного моста на 12 вольт позволяет эффективно выполнять функцию по выпрямлению переменного тока. Это связано с тем, что для работы большинства приборов используется постоянный ток.

Как работает диодный мост

Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические конденсаторы с большой емкостью.

Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

Применение диодных мостов

В любых приборах и электронике, для питания которых используется переменный электрический ток, присутствует схема диодного моста на 12 вольт. Ее используют не только в трансформаторных, но и в импульсных выпрямителях. Наиболее характерным импульсным блоком является блок питания компьютера.

Кроме того диодные мосты применяются в люминесцентных компактных лампах или в энергосберегающих лампах. Они дают очень хороший эффект при использовании их в пускорегулирующих электронных аппаратах. Широко применяются и во всех моделях современных сварочных аппаратов.

Как сделать диодный мост

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 тока на 12 вольт

Делаем простой выпрямитель тока на 12 вольт, для заряда аккумуляторов авто. Всё началось с того, что привезли мне на роботу нерабочий блок питания на 22В и 110В. Решил из него сделать зарядное устройство для своей машины для аккумулятора. Аккумулятор естественно на 12В. Сначала разобрал блок питания и посмотрел что там есть внутри. Как оказалось, кроме трансформатора ничего и не было. Не работал БП из-за того, что один провод на подачу электроэнергии просто каким-то образом отвалился. Все же прибор советских времен и со временем поизносился. Корпус и все провода решил выкинуть и смастерить все заново. 

Достал из прибора трансформатор. Там было две вторичные обмотки. Одна была на 22В, вторая — 110В. Но этот вольтаж мне не подходил для зарядки аккумулятора.

Разобрал трансформатор, достал все пластины, размотал вторичную обмотку на 22 В. Намотал новым, более толстым, проводом новую обмотку на 12В. Она содержала наполовину меньше витков чем прежняя, но так как сечение провода увеличил, заполнило окно полностью. Все аккуратно собрал и проверил. На выходе оказалось 13.4В. Это отлично подходило для АКБ.

Схема выпрямителя тока на 12 вольт

Далее решил не усложнять дело всякими хитроумными зарядными на микросхемах, а собрать простой и надежный выпрямитель на диодах. Взял диоды Д242. Они очень надежные, но немного греются, следует установить на радиаторы.

Спаял по стандартной схеме диодного моста. Подключил — все отлично работало, на выходе теперь было 13.7В. Как и должно быть, немного увеличилось напряжение после выпрямления. Но ничего страшного. Для аккумуляторов ведь надо не строго 12, а примерно 14 вольт для нормального заряда.

Все аккуратно вместил в новый корпус. Сделал выход на выпрямитель. Подключаю и с удовольствием пользуюсь. Сделал еще индикатор наличия электроэнергии — просто подключил к сети 220В обычный светодиод через резистор. Получился простой и надёжный выпрямитель для ЗУ на 12 вольт .

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.

Как получить постоянное напряжение из переменного

Осциллограмма постоянного напряжения

Давайте для начала уточним, что мы подразумеваем под “постоянным напряжением”. Как гласит нам Википедия, постоянное напряжение (он же и постоянный ток)  –  это такой ток, параметры,свойства и направление которого не изменяются со временем. Постоянный ток течет только в одном направлении и для него частота равна нулю.

Осциллограмму постоянного тока мы с вами рассматривали в статье Осциллограф. Основы эксплуатации:

Как вы помните, по горизонтали на графике у нас время (ось Х), а по вертикали напряжение (ось Y).

Для того, чтобы преобразовать переменное однофазное напряжение одного значения в  однофазное переменное напряжение меньшего (можно и большего) значения, мы используем простой однофазный  трансформатор. А для того, чтобы преобразовать в постоянное пульсирующее напряжение, мы с вами после трансформатора подключали Диодный мост. На выходе получали постоянное пульсирующее напряжение. Но с таким напряжением, как говорится, погоду не сделаешь.

Но как же   нам из пульсирующего постоянного напряжения

получить самое что ни на есть настоящее постоянное напряжение?

Для этого нам нужен всего один радиокомпонент: конденсатор.  А вот так он должен подключаться к диодному мосту:

В этой схеме используется важное свойство конденсатора: заряжаться и разряжаться. Конденсатор с маленькой емкостью быстро заряжается и быстро разряжается. Поэтому, для того, чтобы получить почти прямую линию на осциллограмме, мы должны вставить конденсатор приличной емкости.

Зависимость пульсаций напряжения от емкости конденсатора

Давайте же рассмотрим на практике, зачем нам надо ставить конденсатор большой емкости. На фото ниже у нас три конденсатора различной емкости:

Рассмотрим первый. Замеряем его номинал с помощью нашего LC – метр. Его емкость 25,5 наноФарад или 0,025микроФарад.

Цепляем его к диодному мосту по схеме выше

И цепляемся осциллографом:

Смотрим осциллограмму:

Как вы видите, пульсации все равно остались.

[quads id=1]

Ну что же, возьмем конденсатор емкостью побольше.

Получаем 0,226 микрофарад.

Цепляем к диодному мосту также, как и первый конденсатор снимаем показания с него.

А вот собственно и осциллограмма

 

Не… почти, но все равно не то. Пульсации все равно видны.

Берем наш третий конденсатор. Его емкость 330 микрофарад.   У меня даже LC-метр не сможет ее замерить, так как у меня предел на нем 200 микрофарад.

Цепляем его к диодному мосту снимаем с него осциллограмму.

А вот собственно и она

Ну вот. Совсем ведь другое дело!

Итак, сделаем небольшие выводы:

 – чем больше емкость конденсатора на выходе схемы, тем лучше. Но не стоит злоупотреблять емкостью! Так как в этом случае наш прибор будет очень габаритный, потому что конденсаторы больших емкостей как правило очень большие. Да и начальный ток заряда будет огромным, что может привести к перегрузке питающей цепи.

 – чем низкоомнее будет нагрузка на выходе такого блока питания, тем больше будет проявляться амплитуда пульсаций. С этим борются с помощью пассивных фильтров, а также используют интегральные стабилизаторы напряжения, которые выдают чистейшее постоянное напряжение.

Как подобрать радиоэлементы для выпрямителя

Давайте вернемся к нашему вопросу в начале статьи. Как все-таки получить на выходе постоянный ток 12 Вольт для своих нужд?  Сначала нужно подобрать трансформатор, чтобы на выходе он выдавал … 12 Вольт?  А вот и не угадали!  Со вторичной обмотки трансформатора мы будем получать действующее напряжение.

где

UД – действующее напряжение, В

Umax – максимальное напряжение, В

Поэтому, чтобы получить 12 Вольт постоянного напряжения, на выходе трансформатора должно быть 12/1,41=8,5 Вольт переменного напряжения. Вот теперь порядок. Для того, чтобы получить такое напряжение на трансформаторе, мы должны убавлять или добавлять обмотки трансформатора. Формула здесь. Потом подбираем диоды. Диоды подбираем исходя из максимальной силы тока в цепи. Ищем подходящие диоды по даташитам (техническим описаниям на радиоэлементы). Вставляем конденсатор с приличной емкостью. Его подбираем исходя из того, чтобы постоянное напряжение на нем не превышало то, которое написано на его маркировке. Простейший источник постоянного напряжения готов к использованию!

Кстати,  у меня получился 17 Вольтовый источник постоянного напряжения, так как у  трансформатора на выходе 12 Вольт (умножьте 12 на 1,41).

Ну и напоследок, чтобы лучше запомнилось:

 

Показываем на примере в видео:

Как построить мостовой выпрямитель — как выпрямитель работает в полуволновой, двухполупериодной и мостовой конфигурациях

Введение

Мы уже изучили, как работает выпрямитель, в нашей предыдущей статье и знаем, что выпрямительный диод позволяет проводить электрический ток только в одном направлении. Эта уникальная характеристика, позволяющая проводить в определенном направлении, также приводит к выпрямлению электрического тока, если источником является переменный ток (AC). Существует три конфигурации выпрямительного диода, перечисленные ниже, но прежде чем обсуждать три конфигурации выпрямителя, важно сначала получить четкое представление о переменном токе.

  1. Полуволна
  2. Полная волна
  3. Мост

Что такое переменный ток (AC)?

Как следует из названия, напряжение переменного тока постоянно изменяется со временем от нуля до положительного пика и обратно до нуля, снова от нуля до отрицательного пика и обратно до нуля.

Этот процесс повторяется несколько раз в секунду, в зависимости от его частоты (обычно 50 Гц в нашей домашней сети переменного тока).

Переменный ток имеет несколько применений, например, его можно повышать или понижать с помощью трансформатора, плюс он может передаваться на большие расстояния с низкими потерями мощности, однако довольно часто необходимо преобразовать его в диэлектрический ток.Его можно преобразовать в постоянный ток (DC) в следующих трех конфигурациях выпрямителя.

Полупериодный выпрямитель

Это самая простая конструкция, в которой используется только один выпрямительный диод. Когда переменный ток подается на его анод, отрицательные пики блокируются, и мы получаем положительное напряжение на катоде, и наоборот, если соединения диода поменяны местами. Это называется полуволновым выпрямителем, потому что только половина цикла переменного тока преобразуется в постоянный.

Поскольку задействовано очень мало компонентов, схема однополупериодного выпрямителя очень проста и экономична, но имеет существенные недостатки.Его эффективность невысока, на выходе наблюдается пульсация, поэтому для получения чистого постоянного тока требуются большие сглаживающие конденсаторы. Из-за намагничивания постоянного тока и насыщения сердечника трансформатор в полуволновом выпрямителе имеет тенденцию нагреваться за очень короткое время, и они также должны быть больше по размеру.

Двухполупериодный выпрямитель

В конфигурации двухполупериодного выпрямителя используются два диода вместо одного, и поскольку обе половины цикла переменного тока преобразуются в постоянный ток, он известен как двухполупериодный выпрямитель.Это значительно улучшенная версия, чем предыдущая. выход в этом случае намного полнее, с низким уровнем пульсаций и относительно небольшими конденсаторами, необходимыми для получения надлежащего постоянного тока. Но для этого типа выпрямительной схемы требуется трансформатор с центральным отводом, а полученное выходное напряжение составляет лишь половину от общего номинального сквозного напряжения трансформатора.

Мост-выпрямитель

Мы знаем, что мостовые схемы довольно популярны в электронике для различных целей, и недавно изучили схему моста Уитстона для измерения сопротивления неизвестного резистора, значение которого не может быть определено с помощью стандартной схемы цветового кодирования резистора.Теперь мы изучим использование похожей мостовой схемы для достижения высокого КПД и намного лучшей схемы выпрямления.

Мостовой выпрямитель — лучшая конфигурация выпрямителя, чем предыдущие два. Очень умное соединение четырех диодов обеспечивает полное выпрямление без использования трансформатора с центральным отводом. Эффективность этого выпрямителя высока, а размер используемого трансформатора как минимум в 1,5 раза меньше, чем у двухполупериодной конфигурации. Выходное напряжение равно или больше (без нагрузки) номинальному напряжению трансформатора.

Построение мостового выпрямителя

Вы всегда задавались вопросом, как построить мостовой выпрямитель, не так ли? Это очень просто, и это можно сделать, выполнив следующие три простых шага, как показано на схемах:

  • Возьмите 4 выпрямительных диода, например выпрямительные диоды 1N4007,

  • Выберите два диода, сделайте крест из двух их концов, помеченных белыми полосками, плотно скрутите их, спаяйте соединение и отрежьте выступающие концы,

  • Проделайте то же самое с двумя оставшимися диодами, на этот раз без полос на концах,

  • Теперь у вас есть два набора диодных сборок, просто скрутите и припаяйте их свободные концы, как показано на рисунке.

  • Ваш мостовой выпрямитель готов.

  • Концы с полосами являются положительными, концы без полос — отрицательными, а два других общих конца предназначены для источника питания переменного тока.

Список литературы

Как работает выпрямитель?

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор: С. Хуссейн Атер

Вы можете задаться вопросом, как линии электропередач посылают электрические токи на большие расстояния для различных целей.И есть разные «виды» электричества. Электроэнергия, питающая электрические железнодорожные системы, может не подходить для бытовых приборов, таких как телефоны и телевизоры. Выпрямители помогают, преобразуя эти разные типы электричества.

Мостовой выпрямитель и выпрямительный диод

Выпрямители позволяют преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный (DC). Переменный ток — это ток, который переключается между течением вперед и назад через равные промежутки времени, в то время как постоянный ток течет в одном направлении.Обычно они используют мостовой выпрямитель или выпрямительный диод.

Во всех выпрямителях используются переходы P-N , полупроводниковые устройства, которые пропускают электрический ток только в одном направлении от образования полупроводников p-типа с полупроводниками n-типа. Сторона «p» имеет избыток дырок (места, где нет электронов), поэтому она заряжена положительно. Сторона «n» отрицательно заряжена электронами в их внешних оболочках.

Многие схемы с этой технологией построены с мостовым выпрямителем .Мостовые выпрямители преобразуют переменный ток в постоянный, используя систему диодов, изготовленных из полупроводникового материала, либо полуволновым методом, который выпрямляет одно направление переменного сигнала, либо полноволновым методом, который выпрямляет оба направления входного переменного тока.

Полупроводники — это материалы, которые пропускают ток, потому что они сделаны из металлов, таких как галлий, или металлоидов, таких как кремний, которые загрязнены такими материалами, как фосфор, в качестве средства контроля тока. Вы можете использовать мостовой выпрямитель для различных применений в широком диапазоне токов.

Мостовые выпрямители также имеют то преимущество, что они выдают больше напряжения и мощности, чем другие выпрямители. Несмотря на эти преимущества, мостовые выпрямители страдают от необходимости использовать четыре диода с дополнительными диодами по сравнению с другими выпрямителями, что вызывает падение напряжения, которое снижает выходное напряжение.

Кремниевые и германиевые диоды

Ученые и инженеры обычно используют кремний при создании диодов чаще, чем германий. Кремниевые p-n-переходы работают более эффективно при более высоких температурах, чем германиевые.Кремниевые полупроводники облегчают прохождение электрического тока и могут быть созданы с меньшими затратами.

Эти диоды используют p-n переход для преобразования переменного тока в постоянный как своего рода электрический «переключатель», который позволяет току течь в прямом или обратном направлении в зависимости от направления p-n перехода. Диоды с прямым смещением позволяют току продолжать течь, а диоды с обратным смещением блокируют его. Это то, что заставляет кремниевые диоды иметь прямое напряжение около 0,7 вольт, так что они пропускают ток, только если он превышает вольт.Для германиевых диодов прямое напряжение составляет 0,3 В.

Анодный вывод батареи, электрода или другого источника напряжения, где в цепи происходит окисление, снабжает отверстия катодом диода при формировании p-n перехода. Напротив, катод источника напряжения, где происходит восстановление, обеспечивает электроны, которые отправляются на анод диода.

Схема полуволнового выпрямителя

Вы можете изучить, как полуволновые выпрямители соединены в схемах, чтобы понять, как они работают.Полупериодные выпрямители переключаются между прямым и обратным смещением в зависимости от положительного или отрицательного полупериода входной волны переменного тока. Он отправляет этот сигнал на нагрузочный резистор, так что ток, протекающий через резистор, пропорционален напряжению. Это происходит из-за закона Ома, который представляет напряжение В как произведение тока I и сопротивления R в

В = IR

Напряжение на нагрузочном резисторе можно измерить как напряжение питания В с , что равно выходному напряжению постоянного тока В на выходе .Сопротивление, связанное с этим напряжением, также зависит от диода самой схемы. Затем схема выпрямителя переключается на обратное смещение, в котором она принимает отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока. В этом случае ток не течет через диод или схему, и выходное напряжение падает до 0. Таким образом, выходной ток является однонаправленным.

Схема двухполупериодного выпрямителя

••• Syed Hussain Ather

Двухполупериодные выпрямители, напротив, используют полный цикл (с положительными и отрицательными полупериодами) входного сигнала переменного тока. Четыре диода в схеме двухполупериодного выпрямителя расположены так, что, когда входной сигнал переменного тока является положительным, ток течет через диод от D 1 к сопротивлению нагрузки и обратно к источнику переменного тока через Д 2 . Когда сигнал переменного тока отрицательный, ток принимает вместо этого путь D 3 -load- D 4 . Сопротивление нагрузки также выводит напряжение постоянного тока от двухполупериодного выпрямителя.

Среднее значение напряжения двухполупериодного выпрямителя вдвое больше, чем у полуволнового выпрямителя, а среднеквадратичное значение напряжения , метод измерения переменного напряжения, двухполупериодного выпрямителя в √2 раза больше, чем у двухполупериодного выпрямителя однополупериодный выпрямитель.

Компоненты и приложения выпрямителя

Большинство электронных устройств в вашем доме используют переменный ток, но некоторые устройства, такие как ноутбуки, перед использованием преобразуют этот ток в постоянный. В большинстве ноутбуков используется источник питания с переключаемым режимом (SMPS), который позволяет выходному напряжению постоянного тока больше мощности для размера, стоимости и веса адаптера.

SMPS работают с использованием выпрямителя, генератора и фильтра, которые управляют широтно-импульсной модуляцией (метод уменьшения мощности электрического сигнала), напряжением и током.Генератор — это источник сигнала переменного тока, по которому вы можете определить амплитуду тока и направление, в котором он течет. Затем адаптер переменного тока ноутбука использует это для подключения к источнику переменного тока и преобразует высокое напряжение переменного тока в низкое напряжение постоянного тока, форму, которую он может использовать для питания самого себя во время зарядки.

В некоторых выпрямительных системах также используется сглаживающая цепь или конденсатор, который позволяет им выдавать постоянное напряжение, а не то, которое изменяется во времени. Электролитический конденсатор сглаживающих конденсаторов может достигать емкости от 10 до тысяч микрофарад (мкФ).Для большего входного напряжения требуется большая емкость.

В других выпрямителях используются трансформаторы, которые изменяют напряжение с использованием четырехслойных полупроводников, известных как тиристоры , наряду с диодами. Кремниевый выпрямитель , другое название тиристора, использует катод и анод, разделенные затвором и его четырьмя слоями, для создания двух p-n-переходов, расположенных один поверх другого.

Использование выпрямительных систем

Типы выпрямительных систем различаются в зависимости от приложений, в которых необходимо изменять напряжение или ток.Помимо уже рассмотренных приложений, выпрямители находят применение в паяльном оборудовании, электросварке, радиосигналах AM, генераторах импульсов, умножителях напряжения и схемах питания.

Паяльники, которые используются для соединения частей электрических цепей, используют полуволновые выпрямители для одного направления входного переменного тока. Методы электросварки, в которых используются мостовые выпрямительные схемы, являются идеальными кандидатами для обеспечения стабильного поляризованного постоянного напряжения.

AM-радио, модулирующее амплитуду, может использовать полуволновые выпрямители для обнаружения изменений входящего электрического сигнала.В схемах генерации импульсов, которые генерируют прямоугольные импульсы для цифровых схем, используются полуволновые выпрямители для изменения входного сигнала.

Выпрямители в цепях питания преобразуют переменный ток в постоянный от различных источников питания. Это полезно, поскольку постоянный ток обычно передается на большие расстояния, прежде чем он будет преобразован в переменный ток для бытовой электроэнергии и электронных устройств. В этих технологиях широко используется мостовой выпрямитель, который может справляться с изменением напряжения.

Источники питания | Electronics Club

Блоки питания | Клуб электроники

Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор | Двойные расходные материалы

Следующая страница: Преобразователи

См. Также: AC / DC | Диоды | Конденсаторы

Типы источников питания

Есть много типов источников питания.Большинство из них предназначены для преобразования сети переменного тока высокого напряжения. к подходящему низковольтному источнику питания для электронных схем и других устройств. Источник питания можно разбить на серию блоков, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Например, регулируемое питание 5 В:

  • Трансформатор — понижает напряжение сети переменного тока высокого напряжения до переменного тока низкого напряжения.
  • Выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный, но выходной постоянный ток меняется.
  • Smoothing (Сглаживание) — сглаживает постоянный ток от сильного колебания до небольшого.
  • Регулятор
  • — устраняет пульсации, устанавливая на выходе постоянного тока фиксированное напряжение.

Блоки питания, изготовленные из этих блоков, описаны ниже со схемой и графиком их выхода:

Только трансформатор

Низковольтный выход переменного тока подходит для ламп, нагревателей и специальных двигателей переменного тока. Это , а не , подходящий для электронных схем, если они не включают выпрямитель и сглаживающий конденсатор.

См .: Трансформатор


Трансформатор + выпрямитель

Регулируемый выход постоянного тока подходит для ламп, нагревателей и стандартных двигателей.Это , а не , подходящий для электронных схем, если они не содержат сглаживающий конденсатор.

См .: Трансформатор | Выпрямитель


Трансформатор + выпрямитель + сглаживание

На выходе smooth DC наблюдается небольшая пульсация. Он подходит для большинства электронных схем.

См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание


Трансформатор + выпрямитель + сглаживающий + регулятор

Регулируемый выход постоянного тока очень плавный, без пульсаций.Подходит для всех электронных схем.

См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор



Трансформатор

Трансформаторы преобразуют электричество переменного тока из одного напряжения в другое с небольшими потерями мощности. Трансформаторы работают только с переменным током, и это одна из причин, почему в сети используется переменный ток.

Повышающие трансформаторы повышают напряжение, понижающие трансформаторы понижают напряжение. В большинстве источников питания используется понижающий трансформатор для снижения опасно высокого напряжения в сети. напряжение (230 В в Великобритании) на более безопасное низкое напряжение.

Трансформаторы расходуют очень мало энергии, поэтому выходная мощность (почти) равна мощности на входе. Обратите внимание, что при понижении напряжения ток увеличивается.

Входная катушка называется первичной , а выходная катушка — вторичной . Между двумя катушками нет электрического соединения, вместо этого они связаны переменное магнитное поле, создаваемое в сердечнике из мягкого железа трансформатора. Две линии в середине символа схемы представляют сердечник.

Rapid Electronics: трансформаторы

Обозначение схемы трансформатора

Передаточное число

Отношение числа витков на каждой катушке, называемое соотношением витков , определяет соотношение напряжений. Понижающий трансформатор имеет большое количество витков на первичной (входной) катушке, которая подключена к питающей сети высокого напряжения. и небольшое количество витков на его вторичной (выходной) катушке, чтобы обеспечить низкое выходное напряжение.

Передаточное число = Вп = Np
VS Ns
Vs = Vs
Выходная мощность = мощность в

Vp = первичное (входное) напряжение
Np = количество витков на первичной катушке
Ip = первичный (входной) ток

Vs = вторичное (выходное) напряжение
Ns = количество витков вторичной катушки
Is = вторичный (выходной) ток


Выпрямитель

Есть несколько способов подключения диодов, чтобы выпрямитель преобразовывал переменный ток в постоянный.Мостовой выпрямитель является самым важным, и он производит двухполупериодный переменный DC. Двухполупериодный выпрямитель также можно сделать всего из двух диодов, если используется трансформатор с центральным отводом, но сейчас этот метод редко используется, потому что диоды стали дешевле. Можно использовать одиночный диод в качестве выпрямителя, но он использует только положительные (+) части волны переменного тока для создания полуволны , изменяющейся постоянного тока .

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель может быть выполнен с использованием четырех отдельных диодов, но он также доступен в пакеты, содержащие четыре необходимых диода.Он называется двухполупериодным выпрямителем. потому что он использует всю волну переменного тока (как положительную, так и отрицательную части). Чередующиеся пары диодов проводят, это переключает соединения, поэтому переменные направления переменного тока преобразуются в одно направление постоянного тока.

1,4 В используется в мостовом выпрямителе, потому что на каждом диоде 0,7 В при проводящем соединении, и всегда есть два диоды проводящие, как показано на схеме.

Мостовые выпрямители

рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать, и максимальное обратное напряжение, которое они могут выдержать.Их номинальное напряжение должно быть не менее трех -кратного среднеквадратичного напряжения источника питания. поэтому выпрямитель может выдерживать пиковые напряжения. Пожалуйста, смотрите страницу Диоды для получения более подробной информации, включая фотографии мостовых выпрямителей.

Rapid Electronics: Мостовые выпрямители

Мостовой выпрямитель

Выход: двухполупериодный переменный постоянный ток
(с использованием всей волны переменного тока)

Выпрямитель одинарный диод

Один диод можно использовать в качестве выпрямителя, но он дает полуволны переменного постоянного тока, который имеет промежутки когда переменный ток отрицательный.Трудно сгладить это достаточно хорошо, чтобы питать электронные схемы, если они не требуется очень небольшой ток, поэтому сглаживающий конденсатор существенно не разряжается во время промежутков. Пожалуйста, обратитесь к странице Диоды для некоторых примеров выпрямительных диодов.

Rapid Electronics: Выпрямительные диоды

Однодиодный выпрямитель

Выход: полуволна переменного тока
(с использованием только половины переменного тока)


Сглаживание

Сглаживание выполняется электролитическим конденсатором большой емкости. подключен к источнику постоянного тока, чтобы действовать как резервуар, подающий ток на выход, когда изменяющееся напряжение постоянного тока от выпрямитель падает.На диаграмме показаны несглаженный изменяющийся постоянный ток (пунктирная линия) и сглаженный постоянный ток (сплошная линия). Конденсатор быстро заряжается около пика переменного постоянного тока, а затем разряжается, подавая ток на выход.

Обратите внимание, что сглаживание значительно увеличивает среднее напряжение постоянного тока почти до пикового значения. (1,4 × значение RMS). Например, выпрямляется переменный ток 6 В RMS. до полной волны постоянного тока около 4,6 В RMS (1,4 В теряется в мостовом выпрямителе), со сглаживанием этого увеличивается почти до пикового значения, что дает 1.4 × 4,6 = 6,4 В постоянного тока.

Неидеальное сглаживание из-за небольшого падения напряжения на конденсаторе при его разряде, давая небольшую пульсацию напряжения . Для многих цепей пульсация составляет 10% от напряжения питания. напряжение является удовлетворительным, и приведенное ниже уравнение дает необходимое значение для сглаживающего конденсатора. Конденсатор большего размера даст меньше пульсаций. При сглаживании полуволны постоянного тока емкость конденсатора должна быть увеличена вдвое.

Rapid Electronics: электролитические конденсаторы

Сглаживающий конденсатор, C, для пульсации 10%:

С = 5 × Io
VS × f

где:
C = сглаживающая емкость в фарадах (Ф)
Io = выходной ток в амперах (A)
Vs = напряжение питания в вольтах (V), это пиковое значение несглаженного постоянного тока.
f = частота сети переменного тока в герцах (Гц), в Великобритании это 50 Гц



Регулятор

ИС регулятора напряжения

доступны с фиксированными (обычно 5, 12 и 15 В) или переменное выходное напряжение.Они также рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать. Доступны регуляторы отрицательного напряжения, в основном для использования с двумя источниками питания. Большинство регуляторов включают в себя автоматическую защиту от чрезмерного тока («защита от перегрузки»). и перегрев («тепловая защита»).

Многие ИС фиксированного стабилизатора напряжения имеют 3 вывода и выглядят как силовые транзисторы, например, регулятор 7805 + 5V 1A, показанный справа. В них есть отверстие для крепления при необходимости радиатор.

Rapid Electronics: регулятор 7805

Фотография регулятора напряжения © Рапид Электроникс

Стабилитрон

Для слаботочных источников питания можно сделать простой регулятор напряжения с резистором. и стабилитрон, подключенный в обратном направлении , как показано на схеме.Стабилитроны имеют номинальное напряжение пробоя Vz и Максимальная мощность Pz (обычно 400 мВт или 1,3 Вт).

Резистор ограничивает ток (как светодиодный резистор). Ток через резистор постоянный, поэтому при отсутствии выходного тока весь ток течет через стабилитрон, и его номинальная мощность Pz должна быть достаточно большой, чтобы выдержать это.

Дополнительную информацию о стабилитронах см. На странице «Диоды».

Rapid Electronics: стабилитроны

стабилитрон
a = анод, k = катод

Выбор стабилитрона и резистора

Это шаги для выбора стабилитрона и резистора:

  1. Напряжение стабилитрона Vz — необходимое выходное напряжение
  2. Входное напряжение Vs должно быть на несколько вольт больше Vz
    (это необходимо для небольших колебаний Vs из-за пульсации)
  3. Максимальный ток Imax — это требуемый выходной ток плюс 10%
  4. Мощность стабилитрона Pz определяется по максимальному току: Pz> Vz × Imax
  5. Сопротивление резистора : R = (Vs — Vz) / Imax
  6. Номинальная мощность резистора : P> (Vs — Vz) × Imax

В этом примере показано, как использовать эти шаги для выбора стабилитрона и резистора с подходящими значениями и номинальной мощностью.

Например

Если требуемое выходное напряжение 5 В, а выходной ток 60 мА:

  1. Vz = 4,7 В (ближайшее доступное значение)
  2. Vs = 8V (на несколько вольт больше, чем Vz)
  3. Imax = 66 мА (ток плюс 10%)
  4. Pz> 4,7 В × 66 мА = 310 мВт, выберите Pz = 400 мВт
  5. R = (8 В — 4,7 В) / 66 мА = 0,05 кОм = 50,
    выберите R = 47
  6. Номинальная мощность резистора P> (8 В — 4.7 В) × 66 мА = 218 мВт, выберите P = 0,5 Вт

Двойные расходные материалы

Для некоторых электронных схем требуется источник питания с положительным и отрицательным выходами, а также нулевое напряжение (0 В). Это называется «двойным источником питания», потому что это похоже на два обычных источника питания, соединенных вместе, как показано на схеме.

Двойные источники питания имеют три выхода, например, источник питания ± 9 В имеет выходы + 9 В, 0 В и -9 В.

Rapid Electronics: блоки питания


Следующая страница: Преобразователи | Исследование


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Как сделать мостовой выпрямитель на трансформаторе 12-0-12 вольт.

Как сделать мостовой выпрямитель на трансформаторе 12-0-12 вольт.

Сначала вы хотите 1 шт. Трансформатор 12-0-12 вольт

Вот эти вещи необходимы для его изготовления……….

* 👉 Трансформатор 12-0-12 В ……….. https: //amzn.to/2Ae0X0F

[Мостовой выпрямитель]

* 👉 Для трансформатора на 5 А …………

1.👉 4 шт. SR5100 ……… https: //amzn.to/2Rk2Ena

2.👉 1 шт. 4700 мкФ конденсатор 16-25 В ………. https: //amzn.to/2Abnv24

* 👉 Для трансформатора на 2-3 А …………

1 .👉 4 диода IN5408 ………. https: //amzn.to/2V84fLy

2.👉 1 шт 3330 мкФ конденсатор 16-25 В……….. https: //amzn.to/2AeIPnf

* 👉 Для трансформатора 500 мА -1 А ……….

1.👉 4 диода IN4007 .. …… https: //amzn.to/2RandCk

2.👉 1 шт. 2220 мкФ конденсатор 16-25 В ………. https: //amzn.to/2RebB0V

Как это сделать ……… ??

Посмотрите это видео, чтобы лучше понять.

Принципиальная схема

* Посмотрите эту принципиальную схему и следуйте моим инструкциям по ее изготовлению.

* Я использую здесь трансформатор на 1 ампер, но вы можете использовать этот мостовой выпрямитель для подключения любого трансформатора тока. [Необходимо заменить диод и конденсатор при увеличении тока на трансформаторе]

* Тогда вам понадобятся 4 диода IN4007 (для трансформатора на 1 ампер. При увеличении тока на трансформаторе необходимо заменить диод).

* Держите диоды с одной стороны [+].


* Затем держите диоды так же, как на этой картинке. 2 диода [+] с одной стороны и 2 диода [-] с одной стороны.

* Затем соединительный штифт диодов, а также рисунок.

* смотрите картинку.

* Где 2 диода [+] подключили выход DC 12 вольт [-].

* Где 2 диода [-] подключили выход DC 12 вольт [+].

* А где 1 диод [+] и где 1 диод [-] подключен там вход переменного тока 12 вольт.


* Затем аккуратно припаяйте штырь диодов.
* Тогда вам нужно 2 конденсатора 1000 мкФ. (для трансформатора на 1 ампер. необходимо заменить конденсатор при увеличении тока на трансформаторе).

* Посмотрите это изображение о конденсаторах [+] и [-].Синяя часть конденсатора является положительной, а белая часть конденсатора — отрицательной.


* Затем соедините один конденсатор [+] с одним конденсатором [-], как показано на рисунке.

* Затем посмотрите на эту картинку, слева, где конденсатор [-], вход и выход постоянного тока 12 вольт [-]. Справа где конденсатор [+] там вход и выход DC 12 вольт [+]. А там, где соединен один конденсатор [+] с одним конденсатором [-], там вход и выход GND.

* Затем соедините мостовой выпрямитель с трансформатором.[где 1 диод [+] и где 1 диод [-] подключен к входу переменного тока 12 вольт].

* Тогда посмотрите картинку, где 2 диода [+] подключили к нему выход DC 12 вольт [-]. Куда 2 диода [-] подключили выход DC 12 вольт [+]. И подключите средний контакт заземляющего провода трансформатора.

* Затем соедините конденсаторы с трансформатором, как показано на рисунке. подключите выпрямитель [+] к конденсатору [+], подключите выпрямитель [-] к конденсатору [-], а GND подключите к тому месту, где подключены один конденсатор [+] с одним конденсатором [-].

* Затем подключите 3-миллиметровый светодиод с резистором 1 кОм. резистор подключаем к выводу [+] светодиода.

* А затем светодиод подключить выпрямитель моста. подключите резистор к выходу постоянного тока [+] 12 вольт. И подключите вывод светодиода [-] к GND.

* Затем проверьте напряжение мультиметром.

Как работает мостовой выпрямитель — шаг за шагом

Мостовые выпрямители

Что такое выпрямитель?

В электронной промышленности одним из наиболее популярных применений полупроводниковых диодов является преобразование сигнала переменного тока (AC) любой частоты, которая обычно составляет 60 или 50 Гц, в сигнал постоянного тока (DC).Этот сигнал постоянного тока может использоваться для питания электронных устройств, а не батарей. Схема, которая преобразует переменный ток в сигнал постоянного тока, обычно состоит из особого набора блокированных диодов и известна как выпрямитель. В схемах питания обычно используются два типа выпрямительных схем — полуволновые и двухполупериодные. Полуполупериодные выпрямители допускают только половину цикла, в то время как двухполупериодные выпрямители пропускают как верхнюю, так и нижнюю половину цикла, преобразуя нижнюю половину в ту же полярность, что и верхняя.Это различие между ними показано на рисунке 1.

Рисунок 1: Разница между выходами полу- и двухполупериодных выпрямителей

Между двумя типами двухполупериодный выпрямитель более эффективен, поскольку он использует полный цикл входящей формы волны. Существует два типа двухполупериодных выпрямителей: двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением, для которого требуется трансформатор с центральным ответвлением, и мостовой выпрямитель, для которого не требуется трансформатор с центральным ответвлением. В этой статье будет обсуждаться мостовой выпрямитель, поскольку он является наиболее популярным и обычно поставляется в виде предварительно собранных модулей, что упрощает их использование.

В мостовых выпрямителях

используются четыре диода, которые грамотно расположены для преобразования напряжения питания переменного тока в напряжение питания постоянного тока. Выходной сигнал такой схемы всегда имеет одну и ту же полярность, независимо от полярности входного сигнала переменного тока. На рисунке 2 изображена схема мостового выпрямителя с блокированными диодами по мостовой схеме. Сигнал переменного тока подается на входные клеммы a и b, а выходной сигнал наблюдается через нагрузочный резистор R1.

Рисунок 2 Мостовой выпрямитель с нагрузочным резистором

Давайте посмотрим, как эта схема выпрямителя реагирует на сигнал переменного тока с изменением полярности в каждом цикле:

  1. В первом положительном полупериоде сигнала переменного тока диоды D2 и D3 смещаются в прямом направлении и начинают проводить.В то же время диоды D1 и D4 будут иметь обратное смещение и не будут проводить. Ток будет протекать через нагрузочный резистор через два диода с прямым смещением. Напряжение на выходе будет положительным на клемме d и отрицательным на клемме c.
  2. Теперь во время отрицательного полупериода сигнала переменного тока диоды D1 и D4 будут смещены в прямом направлении, а диоды D2 и D3 будут смещены в обратном направлении. Положительное напряжение появится на аноде D4, а отрицательное напряжение будет приложено к катоду D1.Здесь стоит отметить, что ток, протекающий через нагрузочный резистор, будет иметь то же направление, что и при положительном полупериоде. Следовательно, независимо от полярности входного сигнала полярность на выходе всегда будет одинаковой. Мы также можем сказать, что отрицательный полупериод сигнала переменного тока был инвертирован и проявляется как положительное напряжение на выходе.

Как конденсатор работает как фильтр?

Тем не менее, это выходное напряжение одной полярности не является чистым напряжением постоянного тока, поскольку оно пульсирующее, а не прямолинейное по своей природе.Эта проблема быстро решается подключением конденсатора параллельно нагрузочному резистору, как показано на рисунке 3. В этой новой конструкции положительный полупериод заряжает конденсатор через диоды D2 и D3. А во время отрицательного полупериода конденсатор перестанет заряжаться и начнет разряжаться через нагрузочный резистор.

Рисунок 3 Мостовой выпрямитель с нагрузочным резистором и фильтрующим конденсатором

Этот процесс известен как фильтрация, и конденсатор действует как фильтр.Конденсатор улучшил пульсирующий характер выходного напряжения, и теперь на нем будет только пульсация. Эта форма сигнала теперь намного ближе к форме чистого напряжения постоянного тока. Форму сигнала можно дополнительно улучшить, используя другие типы фильтров, такие как L-C-фильтр и круговой фильтр.

Типы мостовых выпрямителей

Только что описанный мостовой выпрямитель является однофазным, однако его также можно расширить до трехфазного выпрямителя. Эти два типа можно разделить на полностью управляемые, полууправляемые или неуправляемые мостовые выпрямители.Схема, которую мы только что обсуждали, является неконтролируемой, поскольку мы не можем контролировать смещение диода, но если все четыре диода заменить тиристором, его смещение можно контролировать, управляя его углом зажигания через его сигнал затвора. В результате получается полностью управляемый мостовой выпрямитель. В полууправляемом мостовом выпрямителе половина схемы содержит диоды, а другая половина — тиристоры.

Применение мостового выпрямителя
  • Для подачи поляризованного постоянного напряжения постоянного тока при сварке.
  • Внутренние блоки питания
  • Зарядные устройства внутри батареи
  • Внутри ветряных турбин
  • Для определения амплитуды модулирующих сигналов
  • Для преобразования высокого переменного напряжения в низкое постоянное напряжение

Создание выпрямителя для гальванических покрытий своими руками


Образование, Алоха и большинство
весело вы можете получить в отделке

№1 в мире по отделочным ресурсам с 1989 года
Звонок прямо в дело — вход в систему не требуется

тема 32439

Обсуждение началось в 2003 г., но продолжаются до 2018 г.

2003 г.

В.Приветствую, я хотел бы начать с благодарности всех вас за ваши немедленные и информативные ответы на все мои вопросы за последние несколько месяцев. Я всегда стараюсь прочитать ранее отправленные письма, прежде чем писать свои собственные, просто потому, что знаю, что становится утомительно отвечать на одни и те же вопросы снова и снова. Я не нашел то, что искал, ни в одном опубликованном письме, так что вот оно.

Я пытаюсь построить выпрямитель постоянного тока для какого-то хобби. Я хотел бы преобразовать обычные бытовые 120 В переменного тока в выпрямитель постоянного тока с переменным регулированием, способный выдавать 15 В с выходом не менее 20 ампер.Я видел несколько прототипов анодизаторов и гальванических выпрямителей, однако я не встречал никаких планов относительно одного с достаточной силой тока (> 15 ампер). Если есть какие-либо опубликованные письма или сайты электроники, которые я мог бы изучить, это было бы большим подспорьем. Спасибо всем и спасибо, Тед, за ответ на мой последний вопрос.

Фрэнк Б. [фамилия удалена редактором в целях конфиденциальности]
— Торонто, Онтарио, Канада
2004

В. У меня два вопроса:

Есть ли у кого-нибудь схема для создания гальванического выпрямителя, способного гальванизировать детали до прибл.100 / кв дюйм

Следующий вопрос: можно ли использовать выходной сигнал высокопроизводительной фрезерной машины для сварки TIG постоянным током либо прямо, либо с модификацией для уменьшения пульсации?

Я знаю, что получу ответ: «Почему бы тебе просто не передать это профессионалу?» У меня есть две причины, одна из которых состоит в том, что мне любопытно научиться делать это самому, чего я не могу сделать, если Я передаю это кому-нибудь другому. И причина, по которой я это делаю, заключается в том, что у меня есть целый механический цех, полный приобретенного мной оборудования, которое сидело и начало ржаветь, я хочу медленно в свободное время разбирать машины, перекрашивать их, полировать и наклеивать ржавые детали, чтобы они не ржавеют легко.Да, я мог бы поискать подержанный агрегат, но я хотел бы дешево поэкспериментировать в свободное время; Я не собираюсь строить бизнес или конкурировать с профессионалами, и я не верю, что смогу так же хорошо выполнять свою работу без профессионального оборудования

Мы будем благодарны за любые конструктивные ответы.

Генри В. [фамилия удалена редактором из соображений конфиденциальности]
— Бенсенвилл, Иллинойс
2004

А. Привет, Франк; привет Генри. Этот вопрос здесь задавали несколько раз, и он остается в основном без ответа — вероятно, не столько потому, что кто-то что-то скрывает, сколько потому, что не было рынка для журнала по хобби-электронике, чтобы разработать статью о том, как спроектировать и построить что-то, что Немногие любители электроники проявили бы интерес и не имели бы легкого доступа к приобретению запчастей.Лучшим выбором для схемы может быть продавец подержанного оборудования для нанесения покрытий, который, вероятно, накопит коробки с инструкциями по эксплуатации, отсоединенные от выпрямителей, с которыми они идут; они будут включать схематические диаграммы, которые вы ищете.

Другая причина, по которой выпрямители сложнее построить, чем другие электронные проекты, заключается в том, что цепи управления не являются главной проблемой; скорее, большая штука есть. Создание выпрямителя — это в первую очередь не схема управления, это большие вещи, которые сложно построить самостоятельно и которые нельзя купить в радиорубке — например, большие трансформаторы, дроссели, тяжелые переключатели ответвлений, диоды с большим током и т. Д.Но если вы можете выдержать его до 20 ампер, возможно, вам поможет буква 12200 . Удачи!

Он работает в обоих направлениях, промышленность во многом обязана любителям — все гальванические выпрямители работали на частоте 60 Гц до недавнего времени, но мы узнали из индустрии персональных компьютеров, созданной любителями, что гораздо меньшие и более легкие блоки питания можно построить путем «измельчения». «(тем или иным образом прерывая ток для генерации более 60 Гц). Этот подход медленно внедрялся в крупные выпрямители в гальванической промышленности, но сейчас он довольно распространен; в этой отрасли их обычно называют «переключаемыми выпрямителями».Если вы можете собрать схему переключаемого выпрямителя, а не обычный, вам не понадобятся огромные компоненты, которые сложно создавать 🙂


Тед Муни, P.E.
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
Стремление к жизни Алоха


2004

В. Я, конечно, понимаю, что обычный журнал по электронике не публиковал бы эту схему, однако я определенно верю, что, учитывая количество веб-сайтов, посвященных расходным материалам для домашнего покрытия и тому подобному, есть большое количество мастеров, которые будут заинтересованы, я думаю, я бы сказал на этом этапе, если кто-то проявляет такой интерес и игнорирует ответственность за использование и утилизацию химических отходов должным образом, забудьте об этом.Что касается получения «больших» компонентов, то у меня уже есть источники для них из сети, их легче найти, чем базовую схему выпрямителя. Прочитав предложенную статью, этот блок вырабатывает 2,5 В, тогда как 12 В, судя по буквам, которые я здесь прочитал, кажется предпочтительным выбором. Спасибо всем, кто предоставил информацию.

Генри В. [фамилия удалена редактором из соображений конфиденциальности]
— Бенсенвилл, Иллинойс
2005 г.

A. Я читал несколько запросов о домашних любителях, желающих построить выпрямители, и их причины убедительны (в конце концов, гальваника — это весело).Но я должен согласиться с Тедом; Создание полезного выпрямителя было бы большим и сложным делом, не подходящим для большинства домашних любителей. К тому же он вам и не нужен!

Выпрямитель только преобразует переменный ток в постоянный, предпочтительно 12 В постоянного тока. Хорошим источником постоянного тока 12 В являются морские батареи глубокого разряда. Хотя батареи не являются практичным вариантом для гальванических мастерских, они отлично подходят для гальваники деталей в гараже. Теперь, имея рекомендуемые батареи, необходимо знать несколько технических вопросов и вопросов безопасности:

Во-первых: не используйте соединительные кабели, они искры! Морские аккумуляторы идут с винтовыми клеммами, используйте их.

Секунда: Емкость батареи имеет решающее значение, используйте две или три параллельно для более длительного времени гальваники и / или более крупных деталей. Также вам понадобится хорошее автомобильное зарядное устройство [affil. ссылка на информацию / продукт на Amazon], чтобы зарядить батареи между циклами.

Третий: вам нужно будет контролировать ток (посмотрите на пусковую способность автомобильного аккумулятора, он огромен!). Я использую БОЛЬШОЙ щеточный трансформатор из старого источника питания духовки. Обратите внимание: большой ток требует большого количества меди, иначе это приведет к большому нагреву! Достаточно тепла, чтобы расплавить металл и вызвать пожар.

Четвертое: Измерьте производительность! Важны хороший амперметр и вольтметр.

Наконец, как и в любом домашнем проекте, несчастные случаи могут случиться. Ответ, который я дал, носит исключительно информационный характер.

Брент Фрес,
, инженер по материалам и процессам — Лоди, Калифорния

19 февраля 2008 г. — эта запись добавлена ​​к этой теме редактором вместо создания дублирующейся темы

В. Мне нужны электрические схемы, чтобы построить свой собственный гальванический выпрямитель.. Диапазон от 1 до 10 вольт и переменный ток до 100 ампер. 240 вольт. Однофазный вход. Требуются только базовые планы, которые будут развиваться как проект, начиная с этого момента ,,

Майк Преториус
Инженерное дело и оружейное дело — Виндхук, Намибия
22 марта 2009 г.

A. Привет, Майк Преториус. Просто сравните гальваническое покрытие с электросваркой —
Оба работают по одному и тому же принципу «Низкое напряжение и высокая сила тока». Сила тока — это средство, которое наносит металлический наполнитель на катод (коллектор).
Для создания гальванического блока вам потребуются: —
(a) Понижающий трансформатор высокой мощности 220 В / 12 В
(b) Variac для управления входным напряжением питания
(c) Высокоамперный мостовой выпрямитель для переключения переменного тока на постоянный диодный выпрямитель

Питание 220 В —> Вариак —> Трансформатор —> Диодный выпрямитель —> Полож. / В —> Анод, отриц. / В —> Катод.

Вы можете взять сварочный аппарат постоянного тока с трансформатором и просто контролировать входное напряжение с помощью вариакета / потенциометра.

Йохан Лутс
— Палм-Спрингс, Калифорния,
, 27 сентября 2009 г.

?? Привет, Майк Преториус,
. Как насчет обратной связи … вы создали свой собственный гальванический выпрямитель? Вы следовали моим инструкциям?
Поразила дороговизна гальванических выпрямителей.
Йохан

Йохан Лутс
— Палм-Спрингс, Калифорния
1 ноября 2012 г.

А.Проблема с использованием переменного тока заключается в том, что используется очень мало обмоток, то есть рассеивает тепло, когда установлено низкое напряжение, которое может потребоваться для гальванического выпрямителя. Это может привести к сгоранию обмоток вариатора при достаточно высокой нагрузке.

Стив Горзо
— Калгари, Альберта, Канада

11 января 2013

В. У меня есть 5 (пять) аппаратов для сварки MIG на 300 А. Теперь я хочу преобразовать это в гальванический выпрямитель. Кто угодно, пожалуйста, дайте свои ценные рекомендации. Спасибо.

Инженерные работы Rajasekar
— Хосур, Индия

6 февраля 2014 г.

В. Относительно ответа Йохана Лутса:
Может кто-нибудь сказать мне, зачем вам нужен трансформатор?
Как я понял, мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный.
Я тоже не понимаю, почему вариак используется перед трансформатором?

Признаюсь, я мало что знаю о выпрямителях, но я смотрю спецификации выпрямителя RS 605, который я извлек из блока питания компьютера (http: //pdf.datasheetcatalog.com / datasheet / RECTRON / RS604.pdf)
Он говорит от 50 до 1000 вольт и 6 ампер.
Также указано низкое прямое напряжение, но я не могу понять, сколько оно.

Что произойдет, если вы просто подключите 2 провода переменного тока мостового выпрямителя к розетке, а 2 провода постоянного тока подключите к пластине?

Гэри Уилсон
— Нью-Рошель, Нью-Йорк, США
февраля 2014

А. Привет, Гэри. Я не знаю, как сделать гальванический выпрямитель, но могу попытаться ответить на пару ваших вопросов.

Ток в доме составляет 110 или 220 вольт, тогда как напряжение покрытия больше похоже на 3–12 В, поэтому трансформатор — это то, что снижает напряжение до полезного диапазона, а также увеличивает доступный ток.Если оставить в стороне и исключить неэффективность трансформатора, он преобразует, скажем, 5 А при 220 В в 50 А при 22 В. Хотя фраза «изолирующий трансформатор» была немного разбавлена ​​до того, что это не очень хорошая характеристика, еще один важный момент. действие трансформатора состоит в том, чтобы отделить выход от источника, чтобы уменьшить скачки высокого напряжения.

Мостовой выпрямитель — это просто 4 диода для преобразования переменного напряжения в серию «верблюжьих горбов», а не в плавный постоянный ток. Хотя профессионалы не будут пытаться использовать этот выход, потому что это вызывает определенные проблемы, поэтому они будут использовать индукционный / емкостной «дроссель», чтобы сгладить его, любитель может попробовать без дросселя, но с мостовым выпрямителем, подключенным так, как описывает Йохан. .Подключите проводку, подключив мостовой выпрямитель к розетке, напряжение будет слишком высоким, и не будет изоляции, а вероятность пореза себя током будет очень высока!

Фактически, Variac — это переменный трансформатор. Таким образом, Йохан предлагает фиксированный понижающий трансформатор с 220 В до 22 В, за которым следует регулируемый трансформатор для перехода, скажем, с 22 В на переменное напряжение покрытия.

С уважением,


Тед Муни, P.E.
finish.com — Пайн-Бич, Нью-Джерси
Стремление к жизни Алоха


9 октября 2015

A. Я разработал линейный источник питания постоянного тока с переменным напряжением для питания любительского радиооборудования, который может соответствовать требованиям примерно до 35 ампер, как я построил свой, но с линейными регуляторами, которые я использовал, его можно масштабировать, используя более или менее регуляторы с максимальным током до 9 ампер на микросхему регулятора. Я еще не пробовал использовать его для гальваники, но могу принести его в магазин, когда в следующий раз выйдет из строя наш цинковый выпрямитель.

** Обратите внимание, что в современных источниках питания и выпрямителях предусмотрены определенные меры безопасности, которые не предусмотрены в этой конструкции, поэтому используйте их на свой страх и риск. **

Вы можете увидеть конструкцию и схему, посмотрев это видео.

Прочтите схему линейного регулятора, который вы выбрали, чтобы узнать, как работать с несколькими регуляторами параллельно, и, как сказал Тед, это не вопрос построения цепи управления, а вопрос наличия тяжелых компонентов, которые выдержат большой ток. розыгрыш гальваники.

Стив Горзо
— Калгари, Альберта, Канада
9 октября 2015 г.

А. Купил мостовой выпрямитель на Amazon за 3,35 доллара.
«Мостовой выпрямитель 400 В, 25 А»

Если у вас нет собственных деталей для сборки одного из диодов, в этом случае просто используйте диаграмму г-на Муни, я бы сказал, что эту цену невозможно превзойти.

Джон Уилкинсон
— Клируотер, Флорида, США
29 января 2018

Стив Г. написал: «Я разработал линейный источник питания постоянного тока с переменным напряжением для питания оборудования для любительских радиолюбителей, который может соответствовать требованиям до 35 ампер, как я построил свой, но с линейными регуляторами, которые я использовал, он масштабируется за счет использования большего или меньшего количества регуляторов с максимумом до 9 ампер на микросхему регулятора.Я еще не пробовал использовать это для гальваники, но могу принести его в магазин, когда в следующий раз выйдет из строя наш цинковый выпрямитель ».

Я хотел бы спросить Стива Горзо, есть ли у него возможность попробовать свой линейный блок питания на гальваническое покрытие, и если да, то сработало ли это? Кроме того, я был бы признателен за помощь в создании собственного. У меня есть несколько частей от вещей, из которых я утилизировал, например, микроволновые печи и стереокомпоненты.

Дэвид Граймс
— Кларинда, Айова, США


чистовая.com стало возможным благодаря …
этот текст заменяется на bannerText

Заявление об ограничении ответственности: на этих страницах невозможно полностью диагностировать проблему отделки или опасности операции. Вся представленная информация предназначена для общего ознакомления и не отражает профессионального мнения или политики работодателя автора. Интернет в основном анонимный и непроверенный; некоторые имена могут быть вымышленными, а некоторые рекомендации могут быть вредными.

Если вы ищете продукт или услугу, относящуюся к отделке металлов, пожалуйста, проверьте эти каталоги:

О нас / Контакты — Политика конфиденциальности — © 1995-2021 finish.com, Пайн-Бич, Нью-Джерси, США

Полноволновой мостовой выпрямитель

— SystemModeler Model

Для многих приложений требуется постоянный ток, DC. Однако транспортировка постоянного тока по линиям электропередачи имеет ряд недостатков по сравнению с переменным током AC. Переменный ток может использоваться в трансформаторах и обеспечивает более эффективное преобразование и передачу энергии. Чтобы электричество, находящееся в розетках, можно было использовать в цепях постоянного тока, его сначала необходимо преобразовать в постоянный ток. Один из способов сделать это — использовать двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Модель

Двухполупериодный мостовой выпрямитель содержит четыре диода с прямым смещением. В зависимости от полярности источника ток будет проходить через два диода. Это приведет к тому, что ток попадет в нагрузку только через положительный вывод, независимо от полярности источника. Двухполупериодный мостовой выпрямитель часто использует трансформатор на стороне переменного тока для понижения напряжения на розетке и конденсатор на стороне постоянного тока для сглаживания пульсаций от диодного моста.

Понимание схемы

Чтобы лучше понять протекание тока в цепи, его можно визуализировать с помощью динамических диаграмм в SystemModeler вместе с Mathematica .

Динамические диаграммы

Анимируйте диаграмму на основе результатов моделирования.

Синие стрелки показывают направление тока до того, как он попадает в нагрузку, а красная стрелка показывает направление тока после того, как он прошел через нагрузку.Обратите внимание, как диоды переключаются в зависимости от полярности источника. Анимация была создана с использованием динамических диаграмм SystemModeler и визуализирована в системе Mathematica.

Изучить и сравнить

SystemModeler можно использовать для простого сравнения различных проектных решений. Вот сравнение использования в схеме двух разных типов диодов с прямым смещением.

Различные диоды имеют разные пороговые значения напряжения, что приводит к разным профилям напряжения в нагрузке.

Проектные решения

Используйте SystemModeler, чтобы пробовать различные сценарии и принимать проектные решения, основанные на ваших потребностях.

Существует несколько различных статических уравнений для описания пульсаций на выходе выпрямителя. Поскольку обычный выпрямитель содержит динамический компонент, конденсатор, эти уравнения могут быть только приближенными. Использование SystemModeler для моделирования системы позволяет получить более точное значение выходной пульсации.Значение моделирования также можно сравнить с приблизительным значением с помощью Mathematica.

Пульсации напряжения на нагрузке из моделирования. Расчеты дают:. Статическая аппроксимация между параметрами схемы и амплитудой пульсаций следующая:, где — сопротивление нагрузки, — емкость конденсаторного фильтра, — частота напряжения источника. Используя те же параметры, что и в приведенном выше моделировании, статическое приближение дает пульсацию напряжения равную 1.45 В. Статическое приближение действительно только тогда, когда пульсация достаточно мала.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *