Блок питания с трансформатором и двухполупериодным выпрямителем
Цель расчета выпрямителей: определить токи и напряжения обмоток трансформатора, его мощность выбрать диоды и найти емкость конденсаторов фильтра. Надо отметить, что в большинстве случаев применяют простейшие фильтры в виде конденсатора большой емкости. Электрическая принципиальная схема двухполупериудного полупроводникового источника питания. U ОБР. Определяем внутреннее сопротивление вентиля. Определяем внутреннее сопротивление обмоток трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке:.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Блок питания
- Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других
- Двухполупериодный выпрямитель — однофазные, трехфазные, мостовые
- Особенности работы выпрямителей, или как правильно рассчитать мощность силового трансформатора.
- Схемы выпрямления, принцип их работы и особенности
- Простой БП своими руками
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Испытание выпрямителя 38КВА.
Блок питания
Мы имеем множество различных устройств, подключая которые к сети мы даже не задумываемся о том, какое питание им необходимо. Значительная часть бытовой техники имеет импульсный блок питания. Даже светодиодные или люминесцентные цокольные лампы имеют встроенный источник импульсного питания ИИП.
В сети напряжение имеет синусоидальную форму. Для некоторых устройств это то что нужно, другим надо постоянное или импульсное напряжение. Вот этим и занимаются источники питания — преобразуют синусоидальную форму в нужную и, чаще всего, это постоянное напряжение.
Есть устройства, выдающие сразу несколько уровней. Такие, например, стоят в компьютерах. На выходе они формируют сразу 5 В и 12 В. Есть — регулируемые ИИП, при помощи переключателей в них можно задавать выходные параметры в определенных рамках.
Импульсный блок питания может быть в виде отдельного устройства или являться частью какого-то более сложного прибора. Путь преобразования синусоиды в постоянное напряжение при помощи источника импульсного питания. Если говорить об отдельных ИБП, то самыми распространенными, пожалуй, являются зарядные устройства для телефонов, ноутбуков. Они имеют компактные размеры, так как требуется небольшая мощность. Встроенный импульсный блок питания есть в телевизорах, компьютерах и другой сложной электронике, в некоторых бытовых приборах.
Блоки питания бывают линейные трансформаторные или импульсные инверторные. Инвертор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.
Оба типа блоков питания преобразуют синусоиду в постоянный ток, но вот путь преобразования разный, да и результаты несколько отличаются. Импульсный блок питания отличается высокой стабильностью работы. Тем не менее трансформаторные источники еще в ходу. Стоит разобраться.
И трансформаторный линейный и импульсный инверторный БП выдают на выходе постоянное напряжение. Так почему же используют и трансформаторные блоки, и импульсные? Чтобы понять, надо знать в чем отличие трансформаторного блока питания от импульсного. А для этого придется разбираться в устройстве и принципах работы. На основании этого можно уяснить основные свойства. Блок-схемы трансформаторного и импульсного блоков питания.
Его первичная обмотка рассчитана под сетевое напряжение, вторичная обычно понижающая. В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П. Яблочковым , он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки. Следующий блок — выпрямитель, на котором синусоида сглаживается, превращается в пульсирующее напряжение.
Этот блок выполнен на основе выпрямительных диодов. Диод может стоять один, может быть установлен диодный мост мостовая схема. Разница между ними — в частоте импульсов, которые получаем на выходе.
Дальше стоит стабилизатор и фильтр, придающие выходному напряжению нужный уровень и форму. На выходе имеем постоянное напряжение. Самый простой линейный блок питания с двухполупериодным выпрямителем без стабилизации. Основной недостаток линейных источников питания — большие габариты.
Они зависят от размеров трансформатора — чем выше требуется мощность, тем больше размеры блока питания.
В импульсном блоке питания преобразование сложнее. На входе стоит сетевой фильтр, задача которого не допустить в сеть высокочастотные колебания, вырабатываемые этим устройством. Они могут повлиять на работу рядом расположенных приборов. Далее стоит сглаживающий фильтр, который выпрямляет синусоиду. Полученное на его выходе пилообразное напряжение подается на инвертор, преобразуется в импульсы, имеющие положительную и отрицательную полярность.
Их параметры частота и скважность задаются при помощи блока управления. Частота обычно выбирается высокой — от 10 кГц до 50 кГц. Именно наличие этой ступени преобразования — генерации импульсов — и дало название этому типу преобразователей. Блок-схема ИИП с формами напряжения в ключевых точках. Высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, который является гальванической развязкой от сети.
Трансформаторы эти небольшие, так как с возрастанием частоты сердечники нужны все меньше. Причем сердечник может быть набран из ферромагнитных пластин в линейных БП должен быть из более дорогой электромагнитной стали.
На выходном выпрямителе биполярные импульсы превращаются в положительные, а выходной фильтр на их основе формирует постоянное напряжение. Основное достоинство ИБП в том, что существует обратная связь, которая позволяет регулировать работу устройства таким образом, чтобы напряжение на выходе было близко к идеалу. Это дает возможность получать стабильные параметры на выходе, независимо от того, что имеем на входе.
Для новичков не сразу становится понятным, почему лучше использовать импульсные выпрямители, а не линейные. Дело не только в габаритах и материалоемкости. Дело в более стабильных параметрах, которые выдают импульсные устройства. Качество напряжения на выходе не зависит от качества сетевого напряжения.
Для наших сетей это актуально. Но не только это.
Такое свойство позволяет использовать импульсный блок питания в сети разных стран. Ведь параметры сетевого напряжения в России, Англии и в некоторых странах Европы отличаются. Не кардинально, но отличается напряжение, частота. А зарядки работают в любой из них — практично и удобно. Потери минимальны, в то время как в трансформаторных много энергии уходит на непродуктивный нагрев. Также ИБП меньше стоят, но при этом надежны.
При небольших размерах позволяют получить широкий диапазон мощностей. Но импульсный блок питания имеет серьезные недостатки. Первый — они создают высокочастотные помехи.
Это заставляет ставить на входе сетевые фильтры. И даже они не всегда справляются с задачей. Именно поэтому некоторые устройства, особо требовательные к качеству электропитания, работают только от линейных БП. Второй недостаток — импульсный блок питания имеет ограничение по минимальной нагрузке. Если подключенное устройство обладает мощностью ниже этого предела, схема просто не будет работать.
Чтобы понимать, как работает импульсный блок питания, надо разобраться в том, что происходит в каждой его части. Сделать это проще по схемам. Мы приведем только некоторые, так как вариантов и вариаций — море. Схема импульсного блока питания содержит пять обязательных блоков плюс обратная связь. Вот о каждом элементе и поговорим отдельно, Попутно приведем полные схемы ИБП с использованием различной элементной базы.
Вариант импульсного источника питания с выходным напряжением 5 В и 12 В и разной полярности. Как мы уже говорили, входной фильтр стоит для того, чтобы в сеть не попали высокочастотные помехи, генерируемые источником питания. В самом простейшем варианте это устройство представляет собой дроссель , который подавляет электромагнитные помехи и два конденсатора, включенных параллельно входу и нагрузке.
Конденсаторы используются специальные — X-типа. Икс-конденсаторы были разработаны специально для этих целей. Они выдерживают мгновенные киловольтные всплески напряжения до 2,5 кВ , гася тем самым помехи между фазой и нейтралью противофазные помехи.
Дроссель — это ферритовый сердечник с намотанными лакированными медными проводами. В нем наводятся токи, нейтрализующие токи помех. Приведенная выше схема входного фильтра для импульсного источника питания не устраняет помехи, которые возникают между фазой и землей корпусом или между нейтралью и корпусом.
Для их нейтрализации в схему добавляют два конденсатора Y-типа которые выдерживают скачки напряжения до 5 кВ. Специальная конструкция Y-конденсатора гарантирует обрыв цепи, а не короткое замыкание, в случае выхода его из строя.
Оба типа конденсаторов X и Y , который ставят во входных фильтрах, выполняют из специальных негорючих материалов, так как они могут греться до очень высоких температур и могут стать причиной пожара. Именно в этом, да еще в конструктивных особенностях кроется причина их высокой стоимости по сравнению с обычными.
Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других
Двухполупериодный выпрямитель более распространен, чем однополупериодный, это связано с многочисленными преимуществами такой схемы.
Чтобы объяснить, в чем именно заключается преимущество, следует обратиться к теоретическим основам электротехники. В первую очередь рассмотрим отличие двухполупериодного выпрямителя от однополупериодного, для этого нужно понять принцип работы каждого из них. Примеры схем с осциллограммами дадут наглядное представление о преимуществах и недостатках этих устройств. Теперь рассмотрим осциллограмму в контрольных точках U 1 , U 2 и U n. Временная диаграмма наглядно показывает, что после вентиля диода выпрямленное напряжение представляется в виде характерных импульсов, состоящих из положительных полупериодов. Но несмотря на это, устройства такого типа находят свое применение в цепях с низким токопотреблением.
Фото трансформаторный блок питания Фотография трансформатора. Понизить напряжение мы можем с помощью трансформатора, о нем мы Выпрямленный ток в однополупериодном выпрямителе после конденсатора напряжения, как и у двухполупериодного выпрямителя со средней точкой.
Двухполупериодный выпрямитель — однофазные, трехфазные, мостовые
Теория и практика.
Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Как сделать выпрямитель и простейший блок питания. 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.
Особенности работы выпрямителей, или как правильно рассчитать мощность силового трансформатора.
Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.
Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Схемы выпрямления, принцип их работы и особенности
Большинство выпрямителей создаёт не постоянный, а пульсирующий ток, для сглаживания пульсаций применяют фильтры. Из-за принципа обратимости электрических машин выпрямитель и инвертор являются двумя разновидностями одной и той же электрической машины справедливо только для инвертора на базе электрической машины. Выпрямители обычно используются там, где нужно преобразовать переменный ток в постоянный ток. Применение выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный вызвало понятие среднего значения тока по модулю то есть без учёта знака ординаты за период. При двухполупериодном выпрямлении среднее значение по модулю определяется как среднеарифметическое значение всех ординат обеих полуволн за целый период без учёта их знаков то есть полагая все ординаты за период положительными, что и имеет место при двухполупериодном идеальном выпрямлении.
Простой БП своими руками
Выпрямитель — устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное. Основное назначение выпрямителя заключается в сохранении направления тока в нагрузке при изменении полярности приложенного напряжения. Выпрямитель можно рассматривать как один из типов инверторов напряжения. Обобщенная структурная схема выпрямителя приведена на рис. Трансформатор СТ выполняет следующие функции: преобразует значение напряжения в сети, обеспечивает гальваническую изоляцию нагрузки от силовой сети, преобразует количество фаз силовой сети. Вентильный блок ВБ является основным звеном выпрямителя, обеспечивая однонаправленное протекание тока в нагрузке.
Принципиальные схемы простых выпрямителей и конденсаторных делителей купить готовый блок дешевле, чем «железо» с каркасом для трансформатора. Блоки питания, так называемые, сетевые адаптеры, бывают сейчас двух двухполярный источник питания с двухполупериодным выпрямителем.
Как показано на рис.
Практически образование гармоник в такой схеме может быть более значительным, чем ожидается при разложении синусоидальных импульсов в ряд Фурье. Низкоэффективное преобразование энергии простым однополупериодным выпрямителем. Как показано наверху, входная мощность равна Вт.
Наиболее простыми БП являются трансформаторные, в которых так называемый силовой трансформатор повышает как правило, для ламповых конструкций или понижает как правило, для транзисторных и прочих полупроводниковых конструкций сетевое напряжение, обеспечивая одновременно гальваническую развязку [1] с электросетью. Далее переменный ток выпрямляется см. При необходимости, выходное напряжение можно стабилизировать. Структурная схема рис.
Блок питания БП — устройство, предназначенное для формирования напряжения , необходимого системе, из напряжения электрической сети. Чаще всего блоки питания преобразуют переменный ток сети В частотой 50 Гц для России , в других странах используют иные уровни и частоты в заданный постоянный ток.
Устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток называется выпрямителем. Выпрямитель может быть представлен в виде структурной схемы, представленной на рис. Охарактеризуем основные элементы схемы:. Соотношения между параметрами в выпрямительном устройстве во многом зависят от схемы выпрямления. Под схемой выпрямления понимают схему соединения обмоток трансформатора и порядок присоединения вентилей ко вторичным обмоткам трансформатора. Схемы выпрямления выпрямители классифицируют по следующим основным признакам:. По числу фаз источника питания переменного напряжения различают выпрямители однофазного тока и выпрямители трехфазного тока.
Ещё в начале ХХ века имел место очень принципиальный спор между корифеями электротехники. Какой ток выгоднее передавать потребителю на большие расстояния: постоянный или переменный? Научный спор выиграли сторонники передачи переменного тока по проводам высоковольтных линий от подстанции к потребителю.
Эта система принята во всём мире и успешно эксплуатируется до сих пор.
Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других
Принципиальные схемы простых выпрямителей и конденсаторных делителей для получения двуполярных напряжений 3В, 5В, 12В, 15В и других.
Сейчас в магазинах имеется очень широкий ассортимент сетевых блоковпитания для портативной или другой аппаратуры. Есть блоки на самое разное напряжение, ток нагрузки и т.д. Таким образом, зачастую уже нет необходимости радиолюбителю самостоятельно делать блок питания для очередной самоделки, купить готовый блок дешевле, чем «железо» с каркасом для трансформатора.
Блоки питания, так называемые, сетевые адаптеры, бывают сейчас двух типов, -импульсные и трансформаторные. Импульсные чаще всего это блоки с выходным напряжение 5V для питания и зарядки сотовых телефонов и другой техники, именуемой «гаджетами».
Остальные же, на ЗV, 6V, 9V, 12V чаще всего сделаны по трансформаторной схеме, вот о них и пойдет здесь речь.
Впрочем, отличить трансформаторный «сетевой адаптер» от импульсного очень просто, — по весу. Трансформаторный всегда тяжелее, да и крупнее, обычно.
И так, вернемся к мысли, изложенной вначале, — делать блок питания необязательно, дешевле купить готовый. Совершенно верно, и выбрать можно на любое нужное напряжение, да и бывают с регулируемым выходным напряжением (переключателем отводов вторичной обмотки), но все же, есть одна проблема — у них всех выходное напряжение всегда однополярное.
А что делать, если нужно питать схему на операционных усилителях, для которой необходимо двуполярное напряжение? Конечно, можно купить два одинаковых блока питания… но можно относительно просто и стандартный однополярный переделать в двуполярный. Причем, без переметки трансформатора.
Сетевые адаптеры на силовом трансформаторе обычно выполнены по одной из двух схем.
Простая схема сетевого адаптера
На рисунке 1 показана наиболее популярная схема. Она состоит из маломощного силового трансформатора Т1, выпрямительного моста (обычно на диодах 1N4004 или 1N4002) и сглаживающего пульсации электролитического конденсатора С1.
Рис.1. Принципиальная схема простого выпрямителя.
Казалось бы, чтобы от этой схемы получить полноценное двуполярное напряжение, нужно как минимум перемотать вторичную обмотку трансформатора. На самом деле есть более простое решение. Просто нужно отказаться от двухполупериодного выпрямления в пользу однополупериодного. Конечно, в этом случае выходной ток будет существенно ниже, но если требуется питать относительно маломощную нагрузку (потребляющую не более четверти тока, указанного на корпусе сетевого адаптера), такой вариант может быть оптимальным решением.
Сетевой адаптер с разделением напряжения
На рисунке 2 показаны изменения в схеме. Нужно убрать два диода, и добавить один конденсатор. Теперь, положительная полуволна заряжает С1, а отрицательная — С2.
На выходе будет двуполярное постоянное напряжение.
Рис. 2. Принципиальная схема конденсаторного выпрямителя.
Схема с двумя вторичными обмотками трансформатора
Вторая схема (рис.
З) встречается реже, но тоже присутствует. Её отличие в том, что у силового трансформатора есть вторичная обмотка двойного числа витков, с отводом от середины. Эта схема позволяет сделать выпрямитель по двухполупериодной схеме на двух диодах, вместо четырех диодов в схеме с вторичной обмоткой без отвода.
Рис. З. Схема выпрямителя с двумя вторичными обмотками.
Достоинство такой схемы в том, что у неё уже есть трансформатор с двойной вторичной обмоткой. И это позволяет сделать хороший двухполярный источник питания с двухполупериодным выпрямителем. Изменения в схеме показаны на рис.4.
Между концами вторичной обмотки включаем выпрямительный мост, а отвод берем как нулевой провод. Таким образом, добавляем еще один конденсатор и два диода.
Двуполярный блок питания
Схема на рисунке 4 существенно лучше схемы, показанной на рисунке 2, однако, когда нет выбора, остается довольствоваться тем, что есть…
Рис.4. Схема двуполярного выпрямителя с диодным мостом и двумя вторичными обмотками трансформатора.
К тому же, схема на рисунке 2 больше подходит для переделки в двухполярный, блока питания с переключаемым выходным напряжением. Ведь, в таких блоках питания переключение выходного напряжение осуществляется переключением отводов вторичной обмотки.
Следующий этап переделки это, конечно же, замена выходного кабеля на трехпроводной, ну и распайка соответствующего разъема (если предполагается разъемное подключение к нагрузке).
Каравкин В. РК-02-2016.
Источник питания переменного тока: рекомендации по совместному использованию трансформаторов
Прочтите эту статью перед включением питания системы и потенциальной опасностью повреждения оборудования при использовании одного и того же трансформатора переменного тока для устройств с другим типом выпрямителя.
Многие ваши устройства управления, датчики с питанием и т. д. позволяют использовать для питания постоянный или переменный ток.
Электроника внутри таких устройств всегда будет работать от внутреннего источника постоянного тока.
Выпрямитель встроен в цепь питания устройства для преобразования возможной входной мощности переменного тока в требуемую внутреннюю мощность постоянного тока.
Выпрямители не все одинаковы, в основном есть 2 типа:
- Однополупериодные выпрямители, более дешевый и неэффективный вариант, обычно применяемый для устройств, где незначительные различия в стоимости имеют большое значение
- Двухполупериодные выпрямители, более дорогие и более эффективные, обычно применяемые в основных устройствах управления
Сочетание однополупериодных и двухполупериодных выпрямительных устройств, питаемых от одного и того же трансформатора переменного тока, может привести к проблемам.
Как только между этими устройствами будет установлено «управляющее» заземление (сеть, ввод/вывод…), возможно, некоторые из них будут повреждены. По этой причине многие производители рекомендуют использовать отдельные трансформаторы для каждого устройства управления.
Ниже в этой статье мы собираемся более подробно объяснить различия между двумя выпрямителями и постараемся помочь вам решить потенциальные проблемы, с которыми вы можете столкнуться.
Источники питания постоянного тока не затрагиваются этой проблемой, но правильная полярность (+ и -) обычно даже важнее для устройств с однополупериодным выпрямителем: неправильное подключение питания не будет работать и может привести к повреждению устройство.
Некоторые примеры устройств, в которых проблема выделена непосредственно из документации производителя, включают контроллер Tridium EDGE10: дешевый способ встроить Niagara в надежное решение, разработанное как масштабируемое и дешевое средство управления для периферийных устройств, этот контроллер не включить двухполупериодный выпрямитель, но полуволновой. В инструкции по подключению это видно:
Однополупериодный и двухполупериодный выпрямитель, в чем разница?
Однополупериодный выпрямитель
Однополупериодный выпрямитель представляет собой фильтр, пропускающий только положительную часть волны.
Глядя на изображения ниже, мы видим, что диод «D» пропускает положительную волну. Конденсатор фильтра может заряжаться во время этого переходного процесса, и ток течет непосредственно к электронике устройства.
При прохождении отрицательного переходного процесса диод останавливает ток от внешнего трансформатора. Конденсатор фильтра разряжает накопленную энергию на электронику устройства.
Двухполупериодный выпрямитель
Двухполупериодный выпрямитель работает по аналогичному принципу, но диодный мост позволяет использовать как положительные, так и отрицательные переходные процессы синусоидальной волны, эффективно преобразовывая отрицательные переходные процессы. в другой положительный внутренне.
При положительном переходном процессе диод D1 пропускает ток. Ток питает конденсатор фильтра и электронику устройства. Затем диод D3 позволяет цепи замкнуться обратно на трансформатор.
При отрицательном переходном процессе диод D2 пропускает поток точно в том же «положительном» направлении, что и положительный переходный процесс.
Ток питает конденсатор фильтра и электронику устройства. Затем диод D4 позволяет цепи замкнуться обратно на трансформатор.
Когда у меня могут возникнуть проблемы?
Допустим, что в целом безопаснее использовать отдельные трансформаторы для устройств, реализующих различные типы внутренних цепей.
Но если у вас есть блок двухполупериодного выпрямителя, подвергающийся воздействию некоторых управляющих выходов (последовательная шина, общие разъемы ввода-вывода и т. д.) уровня преобразования постоянного тока, вы можете быть особенно осторожны при совместном использовании источников питания или при заземлении. .
Давайте посмотрим на 2 примера, которые я только что сделал для этого.
Пример 1: заземляет все.
Всегда проверяйте документацию устройства, что следует заземлять, а что нет. Допустим, у вас есть устройство ниже, устройство двухполупериодного выпрямителя с выпрямленным общим «-», также имеющимся на выходах.
Если бы вы заземлили его, а также вторичную сторону трансформатора, как это было бы совершенно нормально для таких устройств, как линейка iSMA, вы могли бы получить петлю, которая закорачивала бы трансформатор при переходных процессах отрицательной волны через диод D4: 9.0005
Пример 2: смешанных устройства, использующих один и тот же трансформатор.
Допустим, у вас есть контроллер EDGE10, использующий двухполупериодный выпрямитель (устройство внизу) и универсальное двухполупериодное устройство (вверху), и оба они могут питаться от сети 24 В переменного тока.
Вы решили использовать один и тот же трансформатор 24 В переменного тока для питания обоих. Если устройство двухполупериодного выпрямителя в верхней части открывает контакты, разделяющие общий выпрямленный «-», и вы планируете соединить его с «-» устройства однополупериодного выпрямителя, 2 замкнет петлю, которая вызовет короткое замыкание через диод D4 на переходных процессах отрицательной волны:
Общие признаки этой проблемы
- Перегорание предохранителей при включении питания системы
- Диод, замыкающий трансформатор (D4), не открывается, повреждая устройство
- Диод, замыкающий трансформатор (D4), неисправен, закорочен, что повредило несколько устройств
- Из-за отказа диода вы можете заметить «горение» на печатной плате неисправного устройства, скорее всего, возле разъема питания, где должны быть цепи управления питанием, возможно, с черным пятном вокруг вышедшего из строя выпрямителя
В заключение
Производители могут рекомендовать использовать отдельные трансформаторы (см.
документацию по монтажу Jace ЗДЕСЬ и документацию по монтажу EDGE10 ЗДЕСЬ), и они дадут вам указания о том, как правильно заземлить устройство. Мы рекомендуем внимательно следовать указаниям производителя , чтобы избежать каких-либо проблем.
Если вы планируете отклониться от рекомендаций производителя, вы фактически берете на себя ответственность за любой связанный с этим риск, поэтому важно рассмотреть всю информацию, представленную в этой статье, чтобы принять более взвешенное решение, прежде чем продолжить.
Это означает, что вы можете тщательно рассмотреть возможность использования одного и того же трансформатора, только если:
- Вы питаете точно такие же устройства
- Вы точно знаете, что разные устройства используют один и тот же тип выпрямителя
- Невозможно создать короткое замыкание, зная, например, что общие точки изолированы (т. е. оптоизолированные последовательные порты) или вообще не подключены. Имейте в виду, что в некоторых случаях даже просто заземленная вторичная сторона трансформатора может легко привести к короткому замыканию, как указано в примерах выше 9.
0012
0012
Источники питания Трансформаторы и выпрямители
- Изучив этот раздел, вы должны уметь:
- Опишите принципы работы трансформаторов, используемых в основных источниках питания.
- • Первичное и вторичное напряжение.
- • Изоляция.
- Опишите принципы выпрямления, используемые в основных источниках питания.
- • Половина волны.
- • Полная волна.
- • Мост.
Трансформатор
Рис. 1.1.1 Типовой входной трансформатор
В базовом источнике питания первичная обмотка входного силового трансформатора подключена к сети (сети). Вторичная обмотка, электромагнитно связанная, но электрически изолированная от первичной, используется для получения переменного напряжения подходящей амплитуды и после дальнейшей обработки блоком питания для управления электронной схемой, которую она должна питать.
Ступень трансформатора должна обеспечивать необходимый ток. Если используется слишком маленький трансформатор, вполне вероятно, что способность источника питания поддерживать полное выходное напряжение при полном выходном токе будет нарушена. При слишком маленьком трансформаторе потери резко возрастут, так как на трансформатор воздействует полная нагрузка.
Поскольку трансформатор, вероятно, является наиболее дорогостоящим компонентом блока питания, необходимо уделить особое внимание соотношению стоимости с вероятным потреблением тока. Также может потребоваться устройство безопасности, такое как плавкие предохранители для отключения трансформатора в случае перегрева, и электрическая изоляция между первичной и вторичной обмотками для обеспечения электробезопасности.
Выпрямительный каскад
Можно использовать три типа схемы выпрямителя на кремниевых диодах, каждая из которых имеет различное действие в отношении того, как входной переменный ток преобразуется в постоянный.
Эти различия проиллюстрированы на рис. 1.1.2–1.1.6
Однополупериодный выпрямитель
Рис. 1.1.2 Однополупериодный выпрямитель
Рис. 1.1.3 Двухполупериодный выпрямитель
Рис. 1.1.4 Мостовой выпрямитель
Рис. 1.1.5 Ток Поток в положительном полупериоде
Рис. 1.1.6 Поток тока в отрицательном полупериоде
Для получения постоянного напряжения от входа переменного тока можно использовать один кремниевый выпрямительный диод, как показано на рис. 1.1.2. Эта система дешева, но подходит только для довольно нетребовательных применений. Напряжение постоянного тока, создаваемое одним диодом, меньше, чем в других системах, что ограничивает эффективность источника питания, а количество пульсаций переменного тока, остающихся в источнике постоянного тока, обычно больше.
Однополупериодный выпрямитель проводит только половину каждого периода входной волны переменного тока, эффективно блокируя другой полупериод, оставляя выходную волну, показанную на рис.
1.1.2. Поскольку среднее значение постоянного тока одного полупериода синусоиды составляет 0,637 от пикового значения, среднее значение постоянного тока всего периода после полупериода выпрямления будет равно 0,637, деленное на 2, поскольку среднее значение каждого чередующегося полупериода, где диод не проводит, конечно будет ноль. Это дает результат:
Vpk x 0,318
Это число является приблизительным, так как амплитуда полупериодов, в течение которых диод проводит, также будет уменьшена примерно на 0,6 В из-за прямого падения напряжения (или потенциала прямого соединения) кремниевого выпрямительного диода. Это дополнительное падение напряжения может быть незначительным, когда выпрямляются большие напряжения, но в источниках питания низкого напряжения, где переменный ток от вторичной обмотки сетевого трансформатора может составлять всего несколько вольт, это падение 0,6 В на диодном переходе, возможно, придется компенсировать. для, имея немного более высокое вторичное напряжение трансформатора.
Однополупериодное выпрямление не очень эффективно для получения постоянного тока из входного переменного тока с частотой 50 Гц или 60 Гц. Кроме того, промежутки между выходными импульсами диода 50 или 60 Гц затрудняют удаление пульсаций переменного тока, оставшихся после выпрямления.
Двухполупериодное выпрямление
Если используется трансформатор со вторичной обмоткой с отводом от середины, можно использовать более эффективное двухполупериодное выпрямление. Вторичная обмотка с отводом от центра производит два противофазных выхода, как показано на рис. 1.1.3.
Если каждый из этих выходов является «полупериодным выпрямлением» с помощью одного из двух диодов, при этом каждый диод проводит через чередующиеся полупериоды, в каждом цикле возникает два импульса тока вместо одного за цикл при полупериодном выпрямлении. Таким образом, выходная частота двухполупериодного выпрямителя вдвое превышает входную частоту. Это фактически обеспечивает удвоенное выходное напряжение полуволновой схемы, Vpk x 0,637 вместо Vpk x 0,318, поскольку «отсутствующий» полупериод теперь выпрямляется, уменьшая потери мощности в полуволновой схеме.
