منابع تغذیه برای تجهیزات رادیویی و الکتریکی تقریباً همیشه از یکسو کننده هایی استفاده می کنند که برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم طراحی شده اند.

این به این دلیل است که تقریباً تمام مدارهای الکترونیکی و بسیاری از دستگاه های دیگر باید از منابع DC تغذیه شوند. یکسو کننده می تواند هر عنصری با مشخصه جریان-ولتاژ غیر خطی باشد، به عبارت دیگر، جریان را به طور متفاوت در جهات مخالف عبور می دهد. در دستگاه های مدرن، معمولاً از دیودهای نیمه هادی مسطح به عنوان چنین عناصری استفاده می شود.

دیودهای نیمه هادی مسطح

در کنار رساناها و عایق های خوب، مواد زیادی وجود دارند که در رسانایی بین این دو کلاس جایگاه متوسطی را اشغال می کنند. چنین موادی نیمه هادی نامیده می شوند. مقاومت یک نیمه هادی خالص با افزایش دما کاهش می یابد، بر خلاف فلزات که مقاومت آنها در این شرایط افزایش می یابد.

با افزودن مقدار کمی ناخالصی به یک نیمه هادی خالص می توان رسانایی آن را به میزان قابل توجهی تغییر داد. دو دسته از این ناخالصی ها وجود دارد:

1. شکل 1. دیود مسطح: الف. دستگاه دیود؛ ب تعیین دیود در نمودارهای الکتریکی؛ V. ظاهر دیودهای مسطح با قدرت های مختلف.
2. دهنده - تبدیل مواد خالص به نیمه هادی نوع n حاوی مقدار زیادی الکترون آزاد. این نوع رسانایی الکترونیکی نامیده می شود.

لایه در رابط نیمه هادی های نوع p و n (پیوند p-n) دارای رسانایی یک طرفه است - جریان را به خوبی در یک جهت (به جلو) و در جهت مخالف (معکوس) بسیار ضعیف هدایت می کند. ساختار یک دیود مسطح در شکل 1a نشان داده شده است. پایه یک صفحه نیمه هادی (ژرمانیوم) با مقدار کمی ناخالصی دهنده (نوع n) است که یک قطعه ایندیم که ناخالصی پذیرنده است روی آن قرار می گیرد.

پس از گرم شدن، ایندیم در مناطق مجاور نیمه هادی پخش می شود و آنها را به یک نیمه هادی نوع p تبدیل می کند. یک اتصال p-n در مرز مناطق با دو نوع رسانایی رخ می دهد. ترمینال متصل به نیمه هادی نوع p را آند دیود حاصل و ترمینال مقابل را کاتد آن می نامند. تصویری از یک دیود نیمه هادی بر روی نمودار مدار در شکل نشان داده شده است. 1b، ظاهر دیودهای مسطح با توان های مختلف در شکل نشان داده شده است. قرن 1

بازگشت به مطالب

ساده ترین یکسو کننده

شکل 2. مشخصات جریان در مدارهای مختلف.

جریان جریان در یک شبکه روشنایی معمولی متغیر است. قدر و جهت آن در عرض یک ثانیه 50 بار تغییر می کند. نمودار ولتاژ آن در مقابل زمان در شکل نشان داده شده است. 2a. نیم چرخه های مثبت با رنگ قرمز و نیم چرخه های منفی با رنگ آبی نشان داده شده اند.

از آنجایی که مقدار جریان از صفر تا حداکثر (دامنه) متغیر است، مفهوم مقدار موثر جریان و ولتاژ معرفی شده است. به عنوان مثال، در یک شبکه روشنایی، مقدار ولتاژ موثر 220 ولت است - در یک دستگاه گرمایشی متصل به این شبکه، همان مقدار گرما در دوره های زمانی مساوی تولید می شود که در همان دستگاه در یک مدار DC با ولتاژ ولتاژی برابر 220 ولت.

اما در واقع ولتاژ شبکه در 0.02 ثانیه به صورت زیر تغییر می کند:

• سه ماهه اول این زمان (دوره) - از 0 به 311 ولت افزایش می یابد.
• سه ماهه دوم دوره - از 311 ولت به 0 کاهش می یابد.
• سه ماهه سوم دوره - از 0 به 311 ولت کاهش می یابد.
• سه ماهه آخر دوره - از 311 ولت به 0 افزایش می یابد.

در این حالت، 311 ولت دامنه ولتاژ U o است. دامنه و ولتاژ موثر (U) با فرمول به یکدیگر مرتبط هستند:

شکل 3. پل دیودی.

هنگامی که یک دیود متصل به سری (VD) و بار به یک مدار جریان متناوب متصل می شوند (شکل 2b)، جریان فقط در طول نیم چرخه های مثبت از آن عبور می کند (شکل 2c). این به دلیل رسانایی یک طرفه دیود اتفاق می افتد. چنین یکسو کننده ای یکسو کننده نیمه موج نامیده می شود - در یک نیمه از دوره جریان در مدار وجود دارد و در طول دوم جریانی وجود ندارد.

جریان عبوری از بار در چنین یکسو کننده ثابت نیست، بلکه ضربان دار است. می توانید با اتصال یک خازن فیلتر C f با ظرفیت کافی به موازات بار، آن را تقریباً ثابت کنید. در طول سه ماهه اول دوره، خازن به مقدار دامنه شارژ می شود و در فواصل بین ضربان ها به بار تخلیه می شود. تنش تقریبا ثابت می شود. هرچه ظرفیت خازن بیشتر باشد، اثر صاف کنندگی قوی تر است.

بازگشت به مطالب

مدار پل دیودی

پیشرفته تر، مدار یکسوسازی تمام موج است، زمانی که هر دو نیم چرخه مثبت و منفی استفاده می شود. انواع مختلفی از این طرح ها وجود دارد، اما رایج ترین آنها روسازی است. مدار پل دیود در شکل نشان داده شده است. 3c. روی آن، خط قرمز نشان می دهد که چگونه جریان از بار در طول نیم چرخه های مثبت عبور می کند و خط آبی - نیم چرخه های منفی است.

شکل 4. مدار یکسو کننده 12 ولت با استفاده از پل دیودی.

در هر دو نیمه اول و دوم دوره، جریان عبوری از بار در یک جهت جریان می یابد (شکل 3b). مقدار ریپل در یک ثانیه مانند یکسوسازی نیمه موج 50 نیست، بلکه 100 است. بر این اساس، با همان ظرفیت خازن فیلتر، اثر صاف کردن بیشتر خواهد بود.

همانطور که می بینید، برای ساخت یک پل دیودی به 4 دیود نیاز دارید - VD1-VD4. قبلاً پل های دیودی روی نمودارهای مدار دقیقاً مانند شکل 1 نشان داده شده بودند. 3c. تصویر نشان داده شده در شکل 1 اکنون به طور کلی پذیرفته شده است. 3 گرم اگرچه تنها یک تصویر از یک دیود وجود دارد، اما نباید فراموش کرد که پل از چهار دیود تشکیل شده است.

مدار پل اغلب از دیودهای جداگانه مونتاژ می شود، اما گاهی اوقات از مجموعه های دیود یکپارچه نیز استفاده می شود. نصب آنها بر روی تخته آسان تر است، اما اگر یکی از بازوهای پل از کار بیفتد، کل مجموعه جایگزین می شود. دیودهایی که پل از آنها نصب می شود بر اساس میزان جریان عبوری از آنها و میزان ولتاژ معکوس مجاز انتخاب می شوند. این داده ها را می توان از دستورالعمل های دیود یا کتاب های مرجع به دست آورد.

مدار کامل یکسو کننده 12 ولت با استفاده از پل دیودی در شکل نشان داده شده است. 4. T1 یک ترانسفورماتور کاهنده است که سیم پیچ ثانویه آن ولتاژ 10-12 ولت را فراهم می کند. فیوز FU1 یک جزئیات مفید از نظر ایمنی است و نباید از آن غافل شد. نام تجاری دیودهای VD1-VD4، همانطور که قبلا ذکر شد، با مقدار جریانی که از یکسو کننده مصرف می شود تعیین می شود. خازن C1 الکترولیتی است، با ظرفیت 1000.0 μF یا بالاتر برای ولتاژ حداقل 16 ولت.

ولتاژ خروجی ثابت است، مقدار آن به بار بستگی دارد. هر چه جریان بیشتر باشد، ولتاژ کمتر است. برای به دست آوردن یک ولتاژ خروجی تنظیم شده و پایدار، مدار پیچیده تری مورد نیاز است. ولتاژ تنظیم شده را از مدار نشان داده شده در شکل بدست آورید. 4 به دو صورت قابل انجام است:

1. با تامین ولتاژ قابل تنظیم به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1، به عنوان مثال، از LATR.
2. با ایجاد چندین ضربه از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور و نصب کلید بر اساس آن.

امید است که توضیحات و نمودارهای ارائه شده در بالا کمک عملی را در مونتاژ یک یکسو کننده ساده برای نیازهای عملی ارائه دهد.

همان تعداد ذرات باردار در فواصل زمانی مساوی عبور می کنند. اما در جریان متناوب، تعداد این ذرات در بازه های زمانی مساوی همیشه متفاوت است.

اما اکنون می‌توانیم مستقیماً جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کنیم، دستگاهی به نام «پل دیود» در این امر به ما کمک می‌کند. پل دیودی یا مدار پل یکی از رایج ترین وسایل برای یکسوسازی جریان متناوب است.
در ابتدا با استفاده از لوله های رادیویی توسعه یافت، اما به جای آن یک راه حل پیچیده و گران قیمت در نظر گرفته شد، یک مدار ابتدایی تر با سیم پیچی ثانویه دوگانه در ترانسفورماتور تامین کننده یکسو کننده استفاده شد. اکنون که نیمه هادی ها بسیار ارزان هستند، در بیشتر موارد از مدار پل استفاده می شود. اما استفاده از این مدار 100٪ تصحیح جریان را تضمین نمی کند، بنابراین مدار را می توان با یک فیلتر روی خازن و همچنین احتمالاً یک خفه کننده و یک تثبیت کننده ولتاژ تکمیل کرد. حال در خروجی مدار ما جریان ثابتی دریافت می کنیم

لطفا توجه داشته باشید

کار با برق همیشه خطرناک است! استفاده از هادی های غیر عایق، کنتاکت های اکسید شده و منابع تغذیه در حالت خراب بسیار نامطلوب است!

برای تولید جریان متناوب می توان از ژنراتور آهنربای دائمی استفاده کرد. چنین دستگاهی ولتاژ صنعتی 220 ولت تولید نمی کند، بلکه یک ولتاژ متناوب کم در سه فاز تولید می کند که متعاقباً می توان آن را اصلاح کرد و به عنوان جریان مستقیم خروجی، مناسب برای شارژ باتری های 12 ولتی است.

دستورالعمل ها

استاتور را از شش سیم سیم مسی پر شده با رزین اپوکسی بسازید. محفظه استاتور را با پین محکم کنید تا نچرخد. سیم ها را از سیم پیچ ها به یکسوساز وصل کنید که متعاقباً جریان لازم برای شارژ باتری ها را تولید می کند. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد، یکسو کننده را به رادیاتور آلومینیومی وصل کنید.

روتورهای مغناطیسی را به یک ساختار ترکیبی که بر روی یک محور می چرخد ​​وصل کنید. روتور عقب را پشت استاتور نصب کنید. روتور جلو در خارج قرار خواهد گرفت، به وسیله پره های بلندی که از سوراخ مرکزی استاتور عبور می کند به روتور عقب متصل می شود. اگر قصد دارید از یک ژنراتور آهنربای دائم با آسیاب بادی استفاده کنید، تیغه های آسیاب بادی را روی همان پره ها نصب کنید. تیغه ها روتورها را می چرخانند و بنابراین آهنرباها را در امتداد سیم پیچ ها حرکت می دهند. میدان مغناطیسی متناوب روتورها جریانی را در سیم پیچ ها ایجاد می کند.

از آنجایی که ژنراتور آهنربای دائمی برای استفاده با یک مولد باد کوچک طراحی شده است، اجزای زیر را تهیه کنید: یک دکل ساخته شده به شکل لوله فولادی که با کابل محکم شده است. یک سر چرخان که در بالای دکل نصب شده است. ساق برای چرخاندن آسیاب بادی. تیغه ها

سیم پیچ های باد برای استفاده در یک ژنراتور برای توسعه سیم پیچ های بزرگتر با سیم ضخیم تر، و سیم پیچ باید دارای تعداد کمی چرخش باشد. با این حال، توجه داشته باشید که اگر خیلی کوچک باشد، ژنراتور آهنربای دائمی کار نخواهد کرد. برای استفاده از ژنراتور در سرعت های بالا و پایین، باید روش اتصال سیم پیچ ها را تغییر دهید (از "ستاره" به "مثلث" و بالعکس). "ستاره" در بادهای کم به خوبی کار می کند، "مثلث" - در بادهای شدید.

هنگام اتصال آهنربا به این نکته توجه کنید که نباید از صندلی جدا شوند. یک آهنربای شل محفظه استاتور را پاره می کند و به طور غیر قابل برگشتی به ژنراتور آسیب می رساند.

هنگام نصب روتور و استاتور، فاصله 1 میلی متری را بین آنها بگذارید. در شرایط عملیاتی شدید، این شکاف باید افزایش یابد.

یکی دیگر از نکات فنی این است که تیغه ها به روتور خارجی متصل نمی شوند، بلکه فقط به پره ها متصل می شوند. هنگام انجام این کار، ژنراتور را طوری نگه دارید که محور چرخش آن عمودی باشد نه افقی.

ویدئو در مورد موضوع

منابع:

• ژنراتور آهنربای دائم DIY

اکثر دستگاه های الکترونیکی برای تامین انرژی به جریان مستقیم نیاز دارند. در عین حال، ژنراتورهای برق و شبکه های برق تامین کننده جریان متناوب هستند. برای تبدیل به یک منبع تغذیه نیاز دارید که باید خودتان آن را مونتاژ کنید.

شما نیاز خواهید داشت

• - ترانسفورماتور؛
• - لامپ یا دیودهای نیمه هادی؛
• - دریچه گاز
• - خازن های الکترولیتی؛
• - ابزار اندازه گیری؛
• - لوازم جانبی برای لحیم کاری و نصب.

دستورالعمل ها

منبع تغذیه اصلی از سه قسمت اصلی تشکیل شده است: یکسوساز و فیلتر ضد آلیاسینگ. اگر به ولتاژی تقریباً برابر با ولتاژ اصلی نیاز دارید، می توانید بدون ترانسفورماتور به سادگی ولتاژ را اصلاح کنید. اما چنین منبع تغذیه خطرناک است، زیرا خروجی آن ولتاژ شبکه کامل خواهد بود. در این مورد، هیچ جداسازی گالوانیکی از شبکه برق وجود ندارد. علاوه بر این، ترانسفورماتور به شما امکان می دهد ولتاژ لازم را که می تواند بیشتر یا کمتر از ولتاژ شبکه باشد و همچنین چندین ولتاژ که گاهی اوقات نیز ضروری است را بدست آورید.

ترانسفورماتوری را انتخاب کنید که ولتاژ خروجی مورد نیاز شما را بدهد. در این مورد، سیم پیچ اولیه برای ولتاژ منبع فعلی شما (ژنراتور یا شبکه) طراحی شده است.

همانطور که در شکل نشان داده شده است یک دیود نیمه هادی را به سیم پیچ خروجی وصل کنید. شما یکسوساز نیمه موج ساده دریافت خواهید کرد. در خروجی آن جریانی وجود دارد که فرکانس آن 2 برابر کمتر از فرکانس شبکه است، زیرا نیم سیکل دوم شما ناپدید می شود. اما برای تغذیه برخی مدارهای الکترونیکی این گزینه کاملا قابل قبول است.

یکسو کننده های تمام موج بسیار پیشرفته تر هستند که در آنها فرکانس امواج جریان برابر با فرکانس شبکه تامین است. در این حالت، هر دو نیم چرخه ولتاژ تغذیه اصلاح می شوند. اگر ترانسفورماتور شما سیم پیچ خروجی با نقطه میانی دارد، می توانید دستگاه را مطابق طرح 2 مونتاژ کنید.

در خروجی هر یکسو کننده ولتاژ نه ثابت، بلکه ضربان دار دریافت خواهید کرد. باید صاف شود. برای این کار از فیلترهای LC یا RC استفاده می شود. آنها از خازن های الکترولیتی با ظرفیت بالا تشکیل شده اند که بین آنها یک چوک وصل می شود. گاهی اوقات می توان سلف را با یک مقاومت قدرتمند جایگزین کرد. حتما منبع تغذیه خود را به چنین فیلتری مجهز کنید.

ویدئو در مورد موضوع

توصیه مفید

منابع تغذیه می توانند از هر دو دیود لوله و ترانزیستور استفاده کنند.

برای تغذیه دستگاه هایی که به نوسانات ولتاژ حساس هستند، از یک واحد اضافی به نام تثبیت کننده استفاده می شود.

نکته 4: تفاوت بین جریان DC و AC چیست؟

تصور دنیای مدرن بدون برق دشوار است. روشنایی اتاق، بهره برداری از لوازم خانگی، رایانه ها، تلویزیون ها - همه اینها مدت هاست که به ویژگی های آشنای زندگی انسان تبدیل شده است. اما برخی از وسایل الکتریکی با جریان متناوب تغذیه می شوند، در حالی که برخی دیگر با جریان مستقیم تغذیه می شوند.

جریان الکتریکی جریان هدایت شده الکترون ها از یک قطب منبع جریان به قطب دیگر است. اگر این جهت ثابت باشد و در طول زمان تغییر نکند، از جریان مستقیم صحبت می کنیم. یک پایانه منبع فعلی مثبت و دومی منفی در نظر گرفته می شود. به طور کلی پذیرفته شده است که جریان از مثبت به منفی جریان دارد.

یک مثال کلاسیک از منبع جریان مستقیم یک منبع تغذیه معمولی از نوع انگشتی است. چنین باتری هایی به طور گسترده ای به عنوان منبع تغذیه در تجهیزات الکترونیکی کوچک استفاده می شود - به عنوان مثال، در کنترل از راه دور، دوربین ها، رادیو و غیره. و غیره

جریان متناوب به نوبه خود با این واقعیت مشخص می شود که به طور دوره ای جهت خود را تغییر می دهد. به عنوان مثال، در روسیه استانداردی اتخاذ شده است که بر اساس آن ولتاژ در شبکه الکتریکی 220 ولت و فرکانس جریان 50 هرتز است. این دومین پارامتر است که فرکانس تغییر جهت جریان الکتریکی را مشخص می کند. اگر فرکانس جریان 50 هرتز باشد، در هر ثانیه 50 بار جهت خود را تغییر می دهد.

آیا این به این معنی است که در یک مدار الکتریکی معمولی که دو کنتاکت دارد، مثبت و منفی به صورت دوره ای تغییر می کنند؟ یعنی ابتدا روی یک مخاطب یک مثبت وجود دارد، روی دیگری یک منفی، سپس برعکس و غیره. و غیره؟ در واقعیت، همه چیز کمی متفاوت است. پریزهای برق دارای دو ترمینال فاز و زمین هستند. آنها معمولاً "فاز" و "" نامیده می شوند. پایه زمین سالم است و ولتاژ ندارد. در خروجی فاز با فرکانس 50 هرتز در ثانیه، تغییر مثبت و منفی. اگر " " را لمس کنید، هیچ اتفاقی نمی افتد. بهتر است سیم فاز را لمس نکنید، زیرا همیشه تحت ولتاژ 220 ولت است.

برخی از دستگاه ها با جریان مستقیم و برخی دیگر با جریان متناوب تغذیه می شوند. اصلاً چرا چنین تقسیم بندی لازم بود؟ در واقع، اکثر دستگاه های الکترونیکی حتی اگر به شبکه جریان متناوب متصل باشند، از ولتاژ مستقیم استفاده می کنند. در این حالت، جریان متناوب در یک یکسوساز به جریان مستقیم تبدیل می‌شود، در ساده‌ترین حالت متشکل از یک دیود که یک نیمه موج را قطع می‌کند و یک خازن برای صاف کردن موج‌ها.

جریان متناوب فقط به این دلیل استفاده می شود که انتقال آن در فواصل طولانی بسیار راحت است. علاوه بر این، تبدیل آن آسان است - یعنی تغییر ولتاژ. جریان مستقیم را نمی توان تبدیل کرد. هر چه ولتاژ بیشتر باشد، تلفات در هنگام انتقال جریان متناوب کمتر می شود، بنابراین در خطوط اصلی ولتاژ به چند ده یا حتی صدها هزار ولت می رسد. برای تامین مناطق پرجمعیت، ولتاژ بالا در پست ها کاهش می یابد، در نتیجه ولتاژ نسبتا کم 220 ولت به خانه ها عرضه می شود.

کشورهای مختلف استانداردهای ولتاژ تغذیه متفاوتی دارند. بنابراین، اگر در کشورهای اروپایی 220 ولت است، در ایالات متحده آمریکا 110 ولت است. همچنین جالب است که مخترع معروف توماس ادیسون قادر به درک تمام مزایای جریان متناوب نبود و از نیاز به استفاده از جریان مستقیم در آن دفاع کرد. شبکه های الکتریکی فقط بعداً مجبور شد اعتراف کند که اشتباه کرده است.

در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی که با جریان متناوب 220 ولت کار می کنند، پل های دیودی نصب می شوند. مدار پل دیود 12 ولت به شما امکان می دهد تا به طور موثر عملکرد یکسو کننده جریان متناوب را انجام دهید. این به دلیل این واقعیت است که اکثر دستگاه ها از جریان مستقیم برای کار استفاده می کنند.

پل دیودی چگونه کار می کند؟

جریان متناوب با فرکانس متغیر مشخصی به کنتاکت های ورودی پل وارد می شود. در خروجی های دارای مقادیر مثبت و منفی، یک جریان تک قطبی تولید می شود که ریپل را افزایش داده و به طور قابل توجهی از فرکانس جریان عرضه شده به ورودی فراتر رفته است.

امواجی که ظاهر می شوند باید حذف شوند، در غیر این صورت مدار الکترونیکی نمی تواند به طور عادی کار کند. بنابراین مدار حاوی فیلترهای مخصوصی است که فیلترهای الکترولیتی با ظرفیت زیاد هستند.

خود مجموعه پل از چهار دیود با پارامترهای یکسان تشکیل شده است. آنها به یک مدار مشترک متصل می شوند و در یک محفظه مشترک قرار می گیرند.

پل دیودی دارای چهار پایانه است. دو تای آنها به ولتاژ متناوب وصل می شوند و دو تای دیگر پایانه های مثبت و منفی ولتاژ تصحیح ضربان دار هستند.

یک پل یکسو کننده به شکل مجموعه دیود دارای مزایای تکنولوژیکی قابل توجهی است. بنابراین، یک قطعه یکپارچه به طور همزمان بر روی برد مدار چاپی نصب می شود. در حین کار، همه دیودها با شرایط حرارتی یکسان ارائه می شوند. هزینه مونتاژ کلی کمتر از چهار دیود جداگانه است. با این حال، این بخش یک ایراد جدی دارد. اگر حداقل یکی از دیودها خراب شود، کل مجموعه باید تعویض شود. در صورت تمایل، هر نمودار کلی را می توان با چهار قسمت جداگانه جایگزین کرد.

کاربرد پل های دیودی

هر وسیله و لوازم الکترونیکی که با جریان الکتریکی متناوب تغذیه می شود دارای مدار پل دیودی 12 ولتی است. این نه تنها در ترانسفورماتورها، بلکه در یکسو کننده های پالس نیز استفاده می شود. معمولی ترین واحد سوئیچینگ منبع تغذیه کامپیوتر است.

علاوه بر این، پل های دیودی در لامپ های فلورسنت فشرده یا لامپ های کم مصرف استفاده می شود. آنها هنگام استفاده در بالاست های الکترونیکی جلوه بسیار خوبی می دهند. آنها به طور گسترده در تمام مدل های دستگاه های مدرن استفاده می شوند.

نحوه ساخت پل دیودی

اجازه دهید ابتدا منظور ما از "ولتاژ ثابت" را روشن کنیم. همانطور که ویکی پدیا به ما می گوید، ولتاژ ثابت (همچنین به عنوان جریان مستقیم شناخته می شود) جریانی است که پارامترها، ویژگی ها و جهت آن در طول زمان تغییر نمی کند. جریان مستقیم فقط در یک جهت جریان دارد و فرکانس آن صفر است.

ما در مقاله اسیلوسکوپ به اسیلوسکوپ DC نگاه کردیم. مبانی عملیاتی:

همانطور که به یاد دارید، به صورت افقی در نمودار داریم زمان(محور X) و به صورت عمودی ولتاژ(محور Y).

برای تبدیل یک ولتاژ متناوب تک فاز یک مقدار به یک ولتاژ متناوب تک فاز با مقدار کوچکتر (احتمالا بزرگتر)، از یک ترانسفورماتور تک فاز ساده استفاده می کنیم. و به منظور تبدیل شدن به ولتاژ ضربانی ثابت، پل دیود را بعد از ترانسفورماتور وصل کردیم. خروجی یک ولتاژ ضربانی ثابت دریافت کرد. اما همانطور که می گویند با چنین تنشی نمی توانید آب و هوا را تغییر دهید.

اما چگونه می توانیم از ولتاژ ثابت ضربانی خارج شویم

واقعی ترین ولتاژ ثابت را دریافت کنید؟

برای انجام این کار، ما فقط به یک جزء رادیویی نیاز داریم: خازنو به این صورت باید به پل دیود وصل شود:

این مدار از یک ویژگی مهم خازن استفاده می کند: شارژ و دشارژ. خازن با ظرفیت کم به سرعت شارژ می شود و به سرعت تخلیه می شود. بنابراین، برای به دست آوردن یک خط تقریبا مستقیم روی اسیلوگرام، باید یک خازن با ظرفیت مناسب وارد کنیم.

وابستگی ریپل به ظرفیت خازن

بیایید نگاهی عملی به این داشته باشیم که چرا باید یک خازن بزرگ نصب کنیم. در عکس زیر سه خازن با ظرفیت های مختلف داریم:

بیایید به مورد اول نگاه کنیم. ما مقدار آن را با استفاده از LC متر اندازه گیری می کنیم. ظرفیت آن 25.5 نانوفاراد یا 0.025 میکروفاراد است.

طبق نمودار بالا آن را به پل دیود وصل می کنیم

و ما به اسیلوسکوپ می چسبیم:

بیایید به اسیلوگرام نگاه کنیم:

همانطور که می بینید، نبض ها همچنان باقی می مانند.

خوب، بیایید یک خازن با ظرفیت بزرگتر بگیریم.

ما 0.226 میکروفاراد دریافت می کنیم.

ما آن را به همان روش خازن اول به پل دیود متصل می کنیم و از آن قرائت می کنیم.

و در اینجا اسیلوگرام واقعی است

نه...تقریبا، اما باز هم همان نیست. ضربان ها هنوز قابل مشاهده هستند.

بیایید خازن سوم خود را برداریم. ظرفیت آن 330 میکروفاراد است. حتی LC متر من نمی تواند آن را اندازه گیری کند، زیرا محدودیت من در آن 200 میکروفاراد است.

آن را به پل دیود قلاب می کنیم و از آن یک اسیلوگرام می گیریم.

و در واقع او اینجاست

در اینجا شما بروید. موضوع کاملاً متفاوت است!

بنابراین، بیایید چند نتیجه بگیریم:

– هرچه ظرفیت خازن در خروجی مدار بیشتر باشد، بهتر است. اما از ظرفیت سوء استفاده نکنید! از آنجایی که در این حالت دستگاه ما بسیار بزرگ خواهد بود، زیرا خازن های با ظرفیت های بزرگ معمولاً بسیار بزرگ هستند. و جریان شارژ اولیه بسیار زیاد خواهد بود، که می تواند منجر به اضافه بار مدار تغذیه شود.

- هرچه بار مقاومتی در خروجی چنین منبع تغذیه ای کمتر باشد، دامنه موج بیشتر ظاهر می شود. آنها با کمک از تثبیت کننده های ولتاژ یکپارچه که خالص ترین ولتاژ ثابت را تولید می کنند، با این مشکل مبارزه می کنند.

نحوه انتخاب عناصر رادیویی برای یکسوساز

بیایید به سوال خود در ابتدای مقاله برگردیم. چگونه می توانید برای نیازهای خود جریان مستقیم 12 ولت را در خروجی دریافت کنید؟ ابتدا باید یک ترانسفورماتور انتخاب کنید تا در خروجی ... 12 ولت تولید کند؟ اما آنها درست حدس نمی زدند! از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور دریافت خواهیم کرد.

کجا

U D – ولتاژ موثر، V

U max – حداکثر ولتاژ، V

بنابراین برای بدست آوردن 12 ولت ولتاژ مستقیم، خروجی ترانسفورماتور باید 12/1.41 = 8.5 ولت ولتاژ متناوب باشد. حالا این دستور است. برای به دست آوردن چنین ولتاژی روی ترانسفورماتور باید سیم پیچ ترانسفورماتور را کم یا اضافه کنیم. فرمول. سپس دیودها را انتخاب می کنیم. ما دیودها را بر اساس حداکثر جریان در مدار انتخاب می کنیم. ما با استفاده از دیتاشیت (توضیحات فنی عناصر رادیویی) به دنبال دیودهای مناسب هستیم. ما یک خازن با ظرفیت مناسب وارد می کنیم. ما آن را بر اساس این واقعیت انتخاب می کنیم که ولتاژ ثابت روی آن از آنچه در علامت گذاری آن نوشته شده است تجاوز نمی کند. ساده ترین منبع ولتاژ ثابت آماده استفاده است!

به هر حال، من یک منبع ولتاژ ثابت 17 ولت گرفتم، زیرا ترانسفورماتور 12 ولت در خروجی دارد (12 را در 1.41 ضرب کنید).

و در نهایت، برای سهولت در به خاطر سپردن:

ولتاژ 12 ولت برای تغذیه تعداد زیادی از لوازم الکتریکی استفاده می شود: گیرنده ها و رادیوها، تقویت کننده ها، لپ تاپ ها، پیچ گوشتی ها، نوارهای LED و غیره. آنها اغلب از باتری یا منبع تغذیه کار می کنند، اما زمانی که یکی یا دیگری از کار بیفتد، کاربر با این سوال روبرو می شود: "چگونه 12 ولت AC دریافت کنیم"؟ ما در مورد این بیشتر صحبت خواهیم کرد و مروری بر منطقی ترین روش ها ارائه خواهیم کرد.

از 220 12 ولت می گیریم

رایج ترین کار این است که 12 ولت از منبع برق 220 ولت خانگی بدست آورید. این کار به چند روش قابل انجام است:

1. کاهش ولتاژ بدون ترانسفورماتور.
2. از ترانسفورماتور برق 50 هرتز استفاده کنید.
3. از منبع تغذیه سوئیچینگ، احتمالاً با مبدل پالسی یا خطی جفت شده استفاده کنید.

کاهش ولتاژ بدون ترانسفورماتور

شما می توانید ولتاژ را از 220 ولت به 12 بدون ترانسفورماتور به 3 روش تبدیل کنید:

1. ولتاژ را با استفاده از خازن بالاست کاهش دهید. روش جهانی برای تامین برق وسایل الکترونیکی کم مصرف مانند لامپ های LED و شارژ باتری های کوچک مانند چراغ قوه استفاده می شود. نقطه ضعف آن، کسینوس پایین مدار و قابلیت اطمینان پایین است، اما این مانع از استفاده گسترده آن در وسایل برقی ارزان نمی شود.
2. با استفاده از مقاومت، ولتاژ را کاهش دهید (جریان را محدود کنید). این روش خیلی خوب نیست، اما این حق را دارد که برای تغذیه برخی از بارهای بسیار ضعیف، مانند LED، مناسب باشد. عیب اصلی آن آزاد شدن مقدار زیادی توان فعال به صورت گرما بر روی مقاومت است.
3. از یک اتوترانسفورماتور یا سلف با منطق سیم پیچی مشابه استفاده کنید.

خازن خاموش کننده

قبل از شروع بررسی این طرح، ابتدا لازم است شرایطی را که باید رعایت کنید ذکر کنید:

• منبع تغذیه جهانی نیست، بنابراین فقط برای کار با یک دستگاه شناخته شده طراحی و استفاده می شود.
• تمام عناصر خارجی منبع تغذیه مانند رگولاتورها، در صورت استفاده از قطعات اضافی برای مدار، باید عایق باشند و درپوش های پلاستیکی باید روی دستگیره های پتانسیومتر فلزی قرار گیرند. به برد منبع تغذیه یا سیم‌های خروجی دست نزنید مگر اینکه باری به آن‌ها وصل شده باشد یا یک دیود زنر یا تنظیم‌کننده ولتاژ DC پایین در مدار نصب شده باشد.

با این حال، بعید است که چنین طرحی شما را بکشد، اما ممکن است دچار شوک الکتریکی شوید.

نمودار در شکل زیر نشان داده شده است:

R1 - مورد نیاز برای تخلیه خازن خاموش کننده، C1 - عنصر اصلی، خازن خاموش کننده، R2 - جریانها را هنگام روشن شدن مدار محدود می کند، VD1 - پل دیود، VD2 - دیود زنر برای ولتاژ مورد نیاز، برای 12 ولت موارد زیر مناسب هستند: D814D، KS207V، 1N4742A. همچنین می توان از مبدل خطی استفاده کرد.

یا یک نسخه پیشرفته از طرح اول:

امتیاز خازن خاموش کننده با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

C(uF) = 3200*I(بار)/√(Uinput²-Uoutput²)

C(uF) = 3200*I(بار)/√Uinput

اما می توانید از ماشین حساب ها نیز استفاده کنید، آنها به صورت آنلاین یا در قالب یک برنامه رایانه شخصی در دسترس هستند، به عنوان مثال، به عنوان یک گزینه از Vadim Goncharuk، می توانید در اینترنت جستجو کنید.

خازن ها باید مانند این باشند - فیلم:

یا اینها:

منطقی نیست که روش های ذکر شده باقی مانده را در نظر بگیرید، زیرا کاهش ولتاژ از 220 به 12 ولت با استفاده از مقاومت به دلیل تولید گرما زیاد موثر نیست (ابعاد و قدرت مقاومت مناسب خواهد بود) و سیم پیچی سلف با یک شیر از یک پیچ خاص برای گرفتن 12 ولت غیر عملی است. با توجه به هزینه های نیروی کار و ابعاد.

منبع تغذیه در ترانسفورماتور اصلی

یک مدار کلاسیک و قابل اعتماد، ایده آل برای تامین انرژی تقویت کننده های صوتی، مانند بلندگوها و رادیو. مشروط بر اینکه یک خازن فیلتر معمولی نصب شده باشد که میزان ریپل مورد نیاز را تامین کند.

علاوه بر این می توانید یک استابلایزر 12 ولتی مانند KREN یا L7812 یا هر دیگری را برای ولتاژ مورد نظر نصب کنید. بدون آن، ولتاژ خروجی با توجه به نوسانات ولتاژ در شبکه تغییر می کند و برابر با:

Uout=Uin*Ktr

Ktr - ضریب تبدیل.

شایان ذکر است که ولتاژ خروجی پس از پل دیود باید 2-3 ولت بیشتر از ولتاژ خروجی منبع تغذیه - 12 ولت باشد، اما نه بیشتر از 30 ولت، با مشخصات فنی تثبیت کننده محدود می شود و بازده بستگی به اختلاف ولتاژ بین ورودی و خروجی دارد.

ترانسفورماتور باید 12-15 ولت AC تولید کند. شایان ذکر است که ولتاژ یکسو و صاف شده 1.41 برابر ولتاژ ورودی خواهد بود. نزدیک به مقدار دامنه سینوسی ورودی خواهد بود.

من همچنین می خواهم یک مدار منبع تغذیه قابل تنظیم در LM317 اضافه کنم. با آن می توانید هر ولتاژی را از 1.1 ولت تا ولتاژ اصلاح شده از ترانسفورماتور دریافت کنید.

12 ولت از 24 ولت یا ولتاژ DC بالاتر

برای کاهش ولتاژ DC از 24 ولت به 12 ولت، می توانید از تثبیت کننده خطی یا سوئیچینگ استفاده کنید. چنین نیازی ممکن است در صورت نیاز به تغذیه بار 12 ولت از شبکه داخلی اتوبوس یا کامیون با ولتاژ 24 ولت ایجاد شود. علاوه بر این، یک ولتاژ تثبیت شده در شبکه خودرو دریافت خواهید کرد که اغلب تغییر می کند. حتی در خودروها و موتورسیکلت‌هایی که دارای شبکه ۱۲ ولتی روی برد هستند، با روشن بودن موتور به ۱۴.۷ ولت می‌رسد. بنابراین می توان از این مدار برای تغذیه نوارهای LED و LED خودروها نیز استفاده کرد.

مدار با تثبیت کننده خطی در پاراگراف قبل ذکر شد.

می توانید یک بار با جریان 1-1.5 آمپر را به آن وصل کنید. برای تقویت جریان، می توانید از یک ترانزیستور عبور استفاده کنید، اما ولتاژ خروجی ممکن است کمی کاهش یابد - 0.5 ولت.

تثبیت کننده های LDO را می توان به روشی مشابه استفاده کرد.

یا آنالوگ های پالس مانند AMSR-7812Z، AMSR1-7812-NZ.

نمودارهای اتصال مشابه L7812 و KRENK هستند. این گزینه ها برای کاهش ولتاژ منبع تغذیه لپ تاپ نیز مناسب هستند.

برای مثال استفاده از مبدل های ولتاژ کاهنده پالسی بر اساس آی سی LM2596 موثرتر است. برد به ترتیب با پدهای تماس In (ورودی +) و (- خروجی) مشخص شده است. در فروش می توانید نسخه ای با ولتاژ خروجی ثابت و با ولتاژ قابل تنظیم پیدا کنید، همانطور که در عکس بالا در سمت راست یک پتانسیومتر چند چرخشی آبی مشاهده می کنید.

12 ولت از 5 ولت یا سایر ولتاژهای کاهش یافته

شما می توانید 12 ولت را از 5 ولت، به عنوان مثال، از درگاه USB یا شارژر تلفن همراه دریافت کنید، و همچنین می توانید آن را با باتری های لیتیومی محبوب فعلی با ولتاژ 3.7-4.2 ولت استفاده کنید.

اگر در مورد منبع تغذیه صحبت می کنیم، می توانید مدار داخلی را تداخل کنید و منبع ولتاژ مرجع را ویرایش کنید، اما برای این کار باید دانش الکترونیکی داشته باشید. اما شما می توانید آن را ساده تر کنید و با استفاده از مبدل تقویت کننده، به عنوان مثال بر اساس آی سی XL6009، 12 ولت دریافت کنید. گزینه هایی برای فروش با خروجی 12 ولت ثابت یا گزینه های قابل تنظیم با تنظیم در محدوده 3.2 تا 30 ولت وجود دارد. جریان خروجی - 3A.

روی تخته تمام شده فروخته می شود و روی آن علامت هایی با هدف پین ها - ورودی و خروجی وجود دارد. گزینه دیگر استفاده از MT3608 LM2977 است که به 24 ولت افزایش می یابد و می تواند جریان خروجی تا 2 آمپر را تحمل کند. همچنین در عکس امضای پدهای تماس به وضوح قابل مشاهده است.

نحوه دریافت 12 ولت از وسایل بداهه

ساده ترین راه برای دریافت ولتاژ 12 ولت، اتصال 8 باتری قلمی 1.5 ولتی به صورت سری است.

یا از یک باتری 12 ولتی آماده با علامت 23AE یا 27A استفاده کنید، نوعی که در کنترل از راه دور استفاده می شود. در داخل آن مجموعه ای از "قرص" کوچک است که در عکس می بینید.

ما به مجموعه ای از گزینه ها برای دریافت 12 ولت در خانه نگاه کردیم. هر یک از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند، درجات مختلف کارایی، قابلیت اطمینان و کارایی. از کدام گزینه بهتر است استفاده کنید، باید خودتان بر اساس توانایی ها و نیازهایتان انتخاب کنید.

همچنین شایان ذکر است که ما یکی از گزینه ها را در نظر نگرفتیم. شما همچنین می توانید 12 ولت را از منبع تغذیه کامپیوتر ATX دریافت کنید. برای راه اندازی آن بدون کامپیوتر، باید سیم سبز رنگ را به هر یک از سیم های مشکی متصل کنید. 12 ولت روی سیم زرد است. به طور معمول، توان یک خط 12 ولت چند صد وات و جریان ده ها آمپر است.

اکنون می دانید که چگونه 12 ولت را از 220 یا سایر مقادیر موجود بدست آورید. در پایان توصیه می کنیم این ویدیوی مفید را تماشا کنید