Site Loader

Содержание

Схема простейшего блок питания постоянного тока, как сделать постоянный ток из переменного. « ЭлектроХобби

Схема простейшего блок питания постоянного тока, как сделать постоянный ток из переменного. « ЭлектроХобби

Блог Принципиальные Cхемы

Вашему вниманию предлагается электрическая схема простейшего блока питания с постоянным током на выходе. Эта схема является самой обычной и элементарной. Она состоит из понижающего трансформатора, диодного моста и конденсатора. Каждый из этих электрических элементов выполняет свою определенную функцию в задаче получения постоянного тока с пониженным напряжением. Давайте же разберем подробнее, как именно работает данная электрическая схема постоянного тока.

Итак, всё начинается с входного трансформатора. Он имеет две обмотки, намотанные на магнитный металлический сердечник. Его первичная обмотка рассчитана на переменное сетевое напряжение, на которую подается 220 вольт. Напомню, что в обычной электрической сети течёт переменный ток (если включена нагрузка), частота которого равна 50 герцам. Это значит, что за одну секунду в сети 50 раз меняется плюс на минус и наоборот. То есть, сначала на одном проводе находится плюс, а на другом минус, потом они плавно (по синусойде) меняются местами, и так 50 раз за секунду. Такой ток нельзя подавать на устройства, которые питаются от постоянного тока, от переменного они в лучшем случае просто не будут работать, а в худшем просто выйдут из строя, попросту сгорят.

В схеме постоянного тока трансформатор является понижающим элементом. Он уменьшает сетевое напряжение до нужного (обычно это 5, 9, 12, 24 вольта). А его понижающие (или повышающие) свойство обязано именно переменному току. Именно переменный ток легко можно преобразовывать за счет различного количества витков на трансформаторе. Итак, мы подали на вход трансформатора 220 вольт, а на его выходе (вторичной обмотки) получили пониженное напряжение (столько, сколько нам было нужно). А теперь уже пониженное напряжение нуждается в преобразовании его в постоянный ток. Эту часть схемы постоянного тока (которая его делает) называется диодным мостом.

Именно диодный мост, стоящий в нашей электрической схеме после трансформатора, делает из переменного напряжения постоянное. Диодный мост состоит из 4 диодов, либо же из сборки в одном корпусе. Если переменное напряжение периодически меняла свою полярность на противоположную, то именно диодный мост делает так, что эта полярность уже не меняется. После моста с диодами электрический ток имеет вид пульсирующих плавно нарастающих и затухающих импульсов. Это уже постоянный ток, но всё же он импульсный, а нам нужен ровный, без скачков. И для этого в схеме постоянного тока стоит третий функциональный элемент, который называется конденсатором. Именно он гасит эти самые электрические скачки напряжения. После конденсатора, на выходе электрической схемы простейшего блока питания уже имеется постоянный ток, в нём всё равно присутствуют небольшие скачки, но они уже не критичны для устройств, которые будут питаться от него.

Для большинства электрических устройств, питающихся от постоянного тока, подобный блок питания является классикой.

Если же прибору нужен, всё же, более стабильный постоянный ток, то для этой цели в нашу схему добавляются различные стабилизаторы, задача которых донести постоянный ток до нужного качества (минимальные скачки и пульсации). Что касается конкретных элементов в этой схеме постоянного тока. Естественно, различные устройства имеют различную мощность. Прежде чем делать схему блока питания постоянного тока сначала нужно четко знать, какую номинальную и максимальную силу тока он может обеспечить. Если мы знаем мощность нашей нагрузки (потребляемый ток нашего устройства, что будет подключаться к блоку питания постоянного тока), то добавив запас в 25-50% мы смело можем делать свой БП.

Зная нужную мощность мы сначала подбираем силовой трансформатор, у которого вторичная обмотка имеет достаточный диаметр (для обеспечения нужного тока). Далее выбираем диодный мост, полупроводники которого также рассчитаны на силу тока большую, чем будет проходить через них (номинальный ток), и если ток достаточно велик, то необходимо подумать об охлаждении диодов. Ну и последний функциональный элемент схемы постоянного тока, это ёмкость. Тут обычно ставиться электролитический конденсатор с напряжением чуть большим, чем напряжение питания. Для большинства обычных блоков питания емкость конденсатора колеблется от 10-ов до 1000-сяч микрофарад.

P.S. Сборка подобной схемы постоянного тока не составит большого труда. Тут больше важна подходящая элементная база, то есть в собранном блоке питания должны функциональные элементы соответствовать своей мощности и номиналу. Если всё сделано правильно, а допустим при больших токах на диодном мосте не предусмотрен радиатор для охлаждения, то спустя некоторое время схем перестанет работать, так как выйдет из строя мост (в результате теплового пробоя). Так что подбирайте элементы правильно.

Поиск по сайту

Меню разделов



Преобразователь напряжения своими руками. Как сделать простой преобразователь напряжения своими руками.

Виды преобразователей напряжения. Как сделать инвертор и выпрямитель своими руками.

Июнь 7 • Ремонтные и строительные работы • Просмотров 2690 • Комментариев к записи Преобразователь напряжения своими руками нет

Высокая продуктивность переменного тока, в отличие от постоянного, подтверждается на протяжении длительного времени не только теоретическим способом, но и практическим. Однако иногда возникают некоторые трудности, когда есть доступ к постоянному току, а переменный добыть невозможно. Именно в таких ситуациях возникает идея о создании преобразователя напряжения для дома.

Содержание

  • Типы электрического тока, их отличие
  • Что такое преобразователь напряжения, его назначение, функция
    • Виды преобразователя напряжения
  • Преобразователи напряжения своими руками
    • Создание простого преобразователя напряжения своими руками
    • Создание простого выпрямителя напряжения своими руками

Типы электрического тока, их отличие

По сути, электрический ток – это направленное перемещение электрически заряженных частичек, спровоцированное влиянием электрического поля. В электролитах они называются ионами (анионы и катионы), в проводниках и полупроводниках такими частичками являются электроны.

Среди общего понимания сути электричества выделяют отдельное направление, которое называется ток смещения. Его ход определяется в процессе заряда емкости, иначе говоря, в трансформации разницы потенциалов между обкладками. Ток проходит сквозь конденсатор, однако в этом месте никакого перемещения частиц не происходит.

В природе существует 2 вида тока:

  • во время действия постоянного тока происходит колебание его величины, но при этом он не видоизменяет своего знака на протяжении длительного времени;
  • переменный ток может время от времени изменяться по своей величине и по своему знаку. В этом виде тока следует вычленить два полупериода – отрицательный и положительный. Все, что выше нулевого уровня принадлежит к положительному полупериоду, а ниже – к отрицательному.

Что такое преобразователь напряжения, его назначение, функция

Преобразователем электрической энергии называется электротехнический прибор, который рассчитан на преобразование величин электрического тока (частоты, напряжение, количество фаз, виды сигнала). Для конструкции преобразователя широко применяются полупроводниковые приборы, так как они гарантируют высокий коэффициент полезного действия.

Преобразователи напряжения появились почти одновременно с генераторами электрического тока, так как сразу стало понятно, что следует использовать разные параметры напряжений для определенного типа устройства.

С помощью трансформатора происходит преобразование переменного тока, поэтому существуют повышающие и понижающие преобразователи. Этот процесс выполняется по причине промежуточной конверсии постоянного напряжения в переменное.

Виды преобразователя напряжения

Преобразователи напряжения делятся на два основных вида – это выпрямители и инверторы. Соответственно первые переменный ток преобразуют в постоянный, а вторые – постоянный ток в переменный.

В быту преобразователи используются практически повсеместно, начиная от дросселей, зажигающих ДРЛ, ДРИТ, ДНАТ и подобные им лампы уличного или тепличного освещения.

Также устройства обратного действия применяются для того, чтобы была возможность использовать бытовые приборы, которые работают от сети переменного тока, при отсутствии постоянного его источника (например, автомобильный инвертор). Ниже вы сможете узнать о том, как сделать преобразователь напряжения.

Характеристика видов преобразователя напряжения:

  1. Инвертор – это прибор для изменения постоянного тока в переменный с последующим повышением напряжения или без него. Как правило, инвертор представляет собой распределитель периодического тока, который по внешнему виду приближен к синусоиде. При этом на выходе можно принимать ток с разными параметрами, но это только в теории. Тем не менее тип электричества на выходе совершенно не зависит от того, что на входе. С помощью этого преобразователя можно получить ток разного напряжения и разной частоты, так как он автоматически устанавливает уровень от нуля до максимума.
    Мощность преобразователя напряжения измеряется в ваттах или киловаттах. Для него определяется исходная мощность, когда он работает в обычном режиме, и максимальная, которая больше в 2 раза, в пусковом режиме. Также очень важно, чтобы это устройство имело защитную функцию от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения и перегрева. В качестве дополнения инвертор должен иметь встроенный экран, розетки и приспособления для подзарядки аккумуляторов от сети. Помимо этого, подобный трансформатор, который выполняет роль преобразователя, создает полную изоляцию между входящими и выходящими цепями. Это содействует повышению электрической безопасности, а значит сокращает наличие проблем во время планирования систем.
  2. Выпрямитель – это полупроводниковый прибор для изменения энергии переменного потока электричества в постоянный. Необходимость применения выпрямителя встает в том случае, когда для потребителя постоянного тока нужно временное питание от ресурса с переменным током, например, в бытовой сети. Тогда его ставят в качестве проводника от переменного к постоянному. Чаще всего этот вид преобразователя применяется в зарядных устройствах для ноутбуков и телефонов, в блоках питания для стационарного компьютера, на подстанциях для электрического транспорта, в приборе бесперебойного питания и т.д. Выпрямитель, в разных вариантах устройства, отделяет или переворачивает одну из волн переменного тока, создавая поток однотипным. Схемы конструкции выпрямителя напряжения можно разделить на однофазные, трёхфазные.

Преобразователи напряжения своими руками

При наличии правильных схем в домашних условиях можно собрать любое устройство, в том числе выпрямитель и инвертор. В этом случае нужно грамотно применить все полученные знания и сделать преобразователь напряжения своими руками.

Создание простого преобразователя напряжения своими руками

Для повышающего преобразователя напряжения вам понадобятся несколько доступных по цене компонентов.

Рекомендации для создания инвертора:

  1. Используйте обычный мультивибратор в качестве распределителя. В отличие от других современных высокоточных распределителей на основе микросхем, мультивибратор находится на несколько ступеней ниже, т.е. слабее. Однако для применения инвертора среди широких масс, он вполне подходит. Функционирование мультивибратора является стабильным, поэтому довольно редко случаются неполадки при входном напряжении, а также при жестких погодных условиях.
  2. Приобретайте уже собранный трансформатор от UPS, объем сердечника которого дает возможность сбросить около 300 ватт входной мощности.
  3. Этот трансформатор состоит из двух исходных обмоток, каждая на 7 В, а также сетевую обмотку на 220 В. Провод первичной обработки должен составлять не больше 2,5 мм. Схема преобразователя напряжения представлена ниже.

Единственным недостатком этой схемы является отсутствие защиты на входе и выходе электрического тока, поэтому при возникновении короткого замыкания и перезагрузки, полевые ключи могут начать перегреваться, и длиться это будет до тех пор, пока они не выйдут из строя.

Однако достоинств в ней достаточно много:

  • нетрудный ремонт;
  • минимальные финансовые затраты;
  • небольшой размер платы;
  • функционирование даже при плохой погоде;
  • широкое наличие используемых элементов;
  • 50 Гц на выходе.

Создание простого выпрямителя напряжения своими руками

Схема абсолютно любого понижающего преобразователя напряжения (выпрямитель) состоит из 3 главных компонентов:

  1. выпрямительный элемент, который имеет только одну ограниченную проводимость. Она служит для изменения напряжения из переменного в импульсный;
  2. силовой трансформатор является прибором для повышения и понижения напряжения сети, к которой он подключен, и электрической развязки сети от аппаратуры;
  3. устройство для фильтрации импульсного напряжения.

Рекомендации для создания выпрямителя:

  1. Как правило, основой для всех подобных приборов является трансформатор. Он бывает переносным и стационарным (огромная постройка для стабилизации высокого напряжения, которое подается с электростанции). В основе любого трансформатора лежат две катушки для создания индуктивной электромагнитной связи. Если объяснять этот процесс простыми словами, то ток дается сначала на 1 из 2-х катушек, заряжая ее, после этого возникает нужное электромагнитное поле, передающее заряд на 2 катушку, откуда электричество идет дальше.
  2. Для корректировки напряжения используйте устройство, которое называется реостат.
  3. Настраивать его своими руками несподручно, поэтому лучше поставить к нему небольшую микросхему, которая способна стабилизировать напряжение. На ней будет фиксироваться направление движения тока после того, как он выйдет из трансформатора.
  4. Приобретите 12-16 конденсаторов равной вместимости для выведения тока из трансформатора. Они собирают ток в одном месте и выдают его более равномерным.
  5. Присоедините конденсаторы к реостату. Для получения более мягкого выравнивания следует установить несколько реостатов в параллели.
  6. После объединения в один поток на этапе конденсаторов, разделите цепь на несколько отдельных веток, которые подключаются к реостату. Для этого используйте формулу R/количество реостатов, согласно которой каждый реостат имеет сопротивление в определенное количество Ом.
  7. После этого цепь объединяется заново в один поток и отводится на диод, который подключен к обычной домашней розетке.
  8. Все заданные действия принадлежат к проводу с фазой, его нужно просто подсоединить к розетке.

Этот способ сборки обычного выпрямителя является достаточно устарелым, поэтому для повышения эффективности существует прибор с функцией защитного отключения (УЗО). В нем ток также идет от трансформатора на УЗО, а ноль соответственно подключается к нему. В том случае, если произойдет скачок напряжения, то УЗО автоматически отсоединит цепь, и бытовая техника не получит никаких повреждений. После исправления неполадок в сети, трансформатор будет продолжать работать дальше в обычном режиме.

Если вы хотите собрать понижающий преобразователь напряжения, то вам понадобится обычный трансформатор, вторая катушка которого обмотана более толстой медной проволокой. В противном случае трансформатор выйдет из строя сразу же.

В случаях слишком высокого напряжения необходимо использовать понижающий трансформатор. Собрать его можно по аналогии, за тем исключением, что обмотку на второй катушке следует сделать из более толстой проволоки, иначе все устройство сгорит. Существуют также универсальные приборы понижающе-повышающего типа.

Самодельные преобразователи напряжения может сделать даже школьник. Это простые устройства недорогой, но качественной сборки. Однако не стоит забывать о мерах безопасности в работе с электричеством.

« Как замерить окно. Особенности замера окон Заделка швов гипсокартона »

Как получить 12 Вольт из 5, 24, 220 Вольт

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:

Читаем в обязательном порядке продолжение этой статьи.

www.ruselectronic.com

1.Основные способы понижения

Например, «ходовой» трансформатор частоты 50 Гц с относительно небольшой мощностью 200 Вт, выполненный на трансформаторном железе, весит более 1 килограмма и стоит от 9–18 $. Это не только делает блок питания громоздким, но и значительно удорожает стоимость девайса.

На трансформаторах реализована классическая схема понижения и последующего преобразования переменного напряжения (АС) в постоянное (DС) по цепи «трансформатор → выпрямитель → стабилизатор».

Существует более сложная схема построения «выпрямитель → импульсный генератор → трансформатор → выпрямитель → стабилизатор» импульсного блока питания, обладающая меньшими габаритами.

Преимуществом приведенных схем является гальваническая развязка. При замыкании цепи нагрузки на «ноль» она предотвращает выход из строя аппаратуры и снижает опасность поражения человека электрическим током.

Однако самыми миниатюрными источниками питания 12 В являются бестрансформаторные блоки питания, в которых производится:

1. С помощью балластного конденсатора понижение напряжения.

2. При помощи балластного резистора гасится избыточное напряжение.

3. Нерегулируемым автотрансформатором снимается требуемое напряжение и сглаживается дросселем.

1.1 Балластный конденсатор

Сегодня весьма популярным среди радиолюбителей средством снижения напряжения стала установка гасящего конденсатора. Этот универсальный способ повсеместно используется для питания светодиодных ламп и в зарядных устройствах маломощных аккумуляторных батарей. Установка радиоэлемента в разрыв сети питания диодного моста позволяет получить требуемый ток в электрической цепи без рассеивания значительной мощности на тепло.

Схема простого конденсаторного (бестрансформаторного) блока питания с минимальным количеством радиоэлементов и напряжением 12 В мощностью 0,18 Вт выглядит следующим образом:

В качестве Р1 используется любое устройство, рассчитанное на постоянное напряжение 12 В с рабочим амперажом ≤ 0,15А. Конденсатор С1 – балластный, зашунтирован резистором R1. Он предназначен для предотвращения поражения электрическим током от накопленного на пластинах конденсатора С1 заряда. Со своим большим сопротивлением в сотни кОм резистор R1 не влияет на прохождение тока через емкость во время рабочей сессии. Однако после завершения работы блока питания в течение времени , измеряемого несколькими секундами, через резистор проходит ток разряда обкладок конденсатора. Электролитический конденсатор С2, включенный параллельно нагрузке после диодного моста, сглаживает пульсации выпрямленного тока.

Как из постоянного тока сделать переменный? Какой ток опаснее

Использование в повседневной жизни различных электрических приборов и устройств, работающих благодаря электроэнергии, обязывает нас иметь минимальные познания в области электротехники. Это знания, которые сохраняют нам жизнь. Ответы на вопросы о том, как из постоянного тока сделать переменный, какое напряжение должно быть в квартире и какой ток опасен, современный человек должен знать, чтобы избежать поражения и гибели от него.

Способы получения электричества

Сегодня невозможно представить свою жизнь без электроэнергии. Ежедневно все население нашей планеты использует миллионы ватт электричества для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Но очередной раз, включая электрочайник, человек не задумывается о том, какой путь пришлось проделать электричеству, чтобы он смог заварить себе утреннюю чашку ароматного кофе.

Существует несколько способов получения электричества:

  • из тепловой энергии;
  • из энергии воды;
  • из атомной (ядерной) энергии;
  • из ветровой энергии;
  • из солнечной энергии и др.

Для того чтобы понять природу возникновения электрической энергии, рассмотрим несколько примеров.

Электричество из энергии ветра

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Самый простой способ его получения — энергия природных сил.

В данном примере от энергии ветра. Природный феномен дующего с различной силой ветра люди научились использовать давно. Укрощает ветер простой ветряк, оборудованный приводом и соединённый с генератором. Генератор и вырабатывает электрическую энергию.

Излишки тока при постоянном использовании ветряка можно накапливать в аккумуляторных батареях. Выработанный постоянный экологически чистый ток в быту и производстве не применяется.

Полученный и преобразованный в переменный ток, он идет для бытового использования. Накопленные излишки электричества хранятся в аккумуляторных батареях. При отсутствии ветра запасы электричества, хранящиеся в аккумуляторах, преобразуются и поступают на нужды человека.

Электроэнергия из воды

К большому сожалению, этот вид природной энергии, дающий возможность получать электричество, не везде имеется. Рассмотрим способ получения электричества там, где воды много.

Простейшая ГЭС, сделанная из дерева по принципу мельницы, размер которой порядка 1,5 метров, способна обеспечить электричеством, используемым и на отопление, частное подсобное хозяйство. Такую бесплотинную ГЭС сделал русский изобретатель, уроженец Алтая — Николай Ленев. Он создал ГЭС, перенести которую могут два взрослых мужчины. Все дальнейшие действия аналогичны получению электричества от ветряка.

Вырабатывают электричество и крупные электростанции и гидростанции. Для промышленного получения электричества применяют огромные котлы, дающие пар. Температура пара достигает 800 градусов, а давление в трубопроводе поднимается до 200 атмосфер. Этот перегретый пар с высокой температурой и огромным давлением поступает на турбину, которая начинает вращаться и вырабатывать ток.

То же самое происходит и на гидроэлектростанциях. Только здесь вращение происходит за счёт больших скорости и объема воды, падающей с огромной высоты.

Обозначение тока и применение его в быту

Постоянный ток обозначается DC. На английском языке пишется как Direct Current. Он в процессе работы со временем не меняет своих свойств и направления. Частота постоянного тока равна нулю. Обозначают его на чертежах и оборудовании прямой короткой горизонтальной черточкой или двумя параллельными черточками, одна из которых пунктирная.

Используется постоянный ток в привычных нам аккумуляторах и батарейках, используемых в огромном числе различного типа устройств, таких как:

  • счетные машинки;
  • детские игрушки;
  • слуховые аппараты;
  • прочие механизмы.

Все ежедневно пользуются мобильным телефоном. Зарядка его происходит через блок питания, компактный преобразователь DC/AC, включаемый в бытовую розетку.

Электрические приборы потребляют переменный однофазный ток. Электроприборы заработают только с подключением трансформатора и выпрямителя тока. Многие производители устанавливают преобразователь DC/AC непосредственно в сам агрегат. Это намного упрощает эксплуатацию электрооборудования.

Как из постоянного тока сделать переменный?

Выше говорилось, что все аккумуляторы, батарейки для фонариков, пультов телевизоров имеют постоянный ток. Чтобы преобразовать ток, существует современное устройство под названием инвертор, он с легкостью из постоянного тока сделает переменный. Рассмотрим, как это применимо в повседневности.

Бывает, что во время нахождения в автомашине человеку необходимо срочно распечатать на ксероксе документ. Ксерокс имеется, машина работает и, включив в прикуриватель переходник на инвертор, он может подключить к нему ксерокс и распечатать документы. Схема преобразователя достаточно сложна, особенно для людей, которые имеют отдаленное понятие о работе электричества. Поэтому в целях безопасности лучше не пытаться самостоятельно соорудить инвертор.

Переменный ток и его свойства

Протекая, переменный ток в течение одной секунды меняет направление и величину 50 раз. Изменение движения тока — это его частота. Обозначается частота в герцах.

У нас частота тока 50 герц. Во многих странах, например США, частота равна 60 герц. Также бывает трёхфазный и однофазный переменный ток.

Для бытовых нужд приходит электричество, равное 220 вольтам. Это действующее значение переменного тока. Но амплитуда тока максимального значения будет больше на корень из двух. Что в итоге даст 311 вольт. То есть фактическое напряжение бытовой сети составляет 311 вольт. Для изменения постоянного тока на переменный применяются трансформаторы, в которых используются различные схемы преобразователей.

Передача тока по высоковольтным линиям

Все электрические наружные сети несут по своим проводам переменный ток различного напряжения. Оно может колебаться от 330000 вольт до 380 вольт. Передача осуществляется только переменным током. Данный способ транспортировки — самый простой и дешёвый. Как из переменного тока сделать постоянный, давно известно. Поставив трансформатор в нужном месте, получим необходимое напряжение и силу тока.

Схемы преобразователей

Самая простая схема решения вопроса о том, как из постоянного тока сделать переменный 220 В, не существует. Это может сделать диодный мост. Схема преобразователя DC/AC имеет в своём составе четыре мощных диода. Мост, собранный из них, создает движение тока в одном направлении. Мостик срезает верхние границы переменных синусоид. Диоды собираются последовательно.

Вторая схема преобразователя переменного тока — это параллельное подключение на выход с моста, собранного из диодов, конденсатора или фильтра, который сгладит и исправит провалы между пиками синусоид.

Отлично преобразует постоянный ток в переменный инвертор. Схема его сложна. Используемые детали не из дешевого порядка. Потому и цена на инвертор немаленькая.

Какой электрический ток опаснее – постоянный или переменный?

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся на работе и в быту с электроприборами, подключенными в розетки. Ток, бегущий от электрического щита до розетки, однофазный переменный. Происходят случаи поражения электрическим током. Меры безопасности и знания о поражении током необходимы.

В чем принципиальная разница между попаданием под напряжение переменным током и постоянным? Имеется статистика, что переменный DC однофазный ток в пять раз опаснее постоянного AC тока. Поражение током, вне зависимости от его типа, само по себе отрицательный факт.

Последствия от поражения током

Небрежность в обращении с электроприборами может, мягко говоря, негативно сказаться на здоровье человека. Поэтому не стоит экспериментировать с электричеством, если на то нет специальных навыков.

Действие тока на человека зависит от нескольких факторов:

  • сопротивления тела самого потерпевшего;
  • напряжения, под которое попал человек.
  • от силы тока на момент контакта человека с электричеством.

С учетом всего перечисленного можно сказать, что действие переменного тока намного опаснее, чем постоянного. Имеются данные экспериментов, подтверждающие факт, что для получения равного результата при поражении сила постоянного тока должна быть в четыре — пять раз выше, чем переменного.

Сама природа переменного тока отрицательно сказывается на работе сердца. При поражении током происходит непроизвольное сокращение сердечных желудочков. Это может привести к его остановке. Особенно опасно соприкосновение с оголенными жилами людям, имеющим сердечный стимулятор.

У постоянного тока частота отсутствует. Но высокие напряжение и сила тока могут привести также к летальному исходу. Выйти из под контакта с постоянным электрическим током проще, чем из-под контакта с переменным.

Этот небольшой обзор природы электрического тока, его преобразования должен быть полезен людям, далеким от электричества. Минимальные познания в области происхождения и работы электроэнергии помогут понять суть работы обычных бытовых приборов, которые так необходимы для комфортной и спокойной жизни.

fb. ru

3. Бестрансформаторное электропитание: возможные схематические решения

1. Можно своими руками собрать простой драйвер (источник стабилизированного тока) на недорогой (0,3 $) микросхеме линейного стабилизатора LM317АMDT. На вход преобразователя DС-AC подается напряжение сети 220 В, 50 Гц. Стабилизированное напряжение 12 В получается на ИМС с минимальным набором элементов в обвязке (в самом простом варианте используется только R1 и R2). Подбирая номинал резисторов, можно регулировать ток в нагрузке, при суммарном токе светодиодов до 0,3 А микросхема отлично работает без радиатора. Ниже приведена типовая схема устройства на микросхеме LM317:

2. Самым бюджетным вариантом, безусловно, считается использование зарядного устройства (ЗУ) от сотового телефона. Плата зарядника имеет совсем небольшие габариты и подойдет для питания 12 В гаджета с мощностью ≤ P ном. блока питания. Необходимо только заменить в ней однополупериодный выпрямитель на выпрямитель с удвоенным напряжением (добавляется по одному диоду и конденсатору). После модернизации получаем искомые 12 вольт с током 0.5А и полноценной развязкой от сети. В качестве альтернативы, не требующей вмешательства в конструкцию, можно к выходу ЗУ через переходник подключается повышающий DС-DС преобразователь напряжения (например, 2-х амперный, размером 30мм х 17мм х 14мм, стоимостью 1$) с USB-разъемом. Требуется только выставить подстроечным резистором требуемое напряжение 12 В и подключить преобразователь к гаджету или стационарному электроприемному устройству.

Схема как сделать из постоянного тока переменный — Портал о стройке

Люди всего земного шара в настоящее время имеют возможность получить знания в различных технических направлениях. Нам всем остается лишь воспользоваться знаниями, современной имеющейся базой научных открытий как отечественных так и зарубежных ученых.

Чтобы получить необходимые знания для разрешения каких-либо технических вопросов, мы обращаемся к тому или иному источнику информации. Человек, допустим открывает учебник по электротехнике и получает различную техническую информацию, к примеру:

  • переменное напряжение является синусоидальным напряжением;
  • коллекторный двигатель может работать как от переменного так и от постоянного тока;
  • каждый диод обладает своим потенциальным барьером

и так далее.

И зачастую получается, что человеку трудно понять прочитанное. Он может запомнить информацию, но не осознавать того, что он прочитал. То-есть, кроме того что мы прочитали, нам необходимо понять явления физики.

Содержание статьи:

Для чего нужен постоянный ток

Что из себя представляет постоянный ток? В чем различие между переменным и постоянным током? Чтобы нам ответить на эти и другие вопросы, — нам нужно вспомнить физику и электротехнику.

Постоянный ток — название происходит от самого слова постоянный, то-есть ток, в котором отсутствуют пульсации, — в отличие от переменного тока. К таким источникам энергии \постоянного тока\ относятся химические источники тока:

  • первичные источники;
  • электрохимические аккумуляторы.

Первичные источники тока — это различные батарейки \разового пользования\, не подлежащие своему восстановлению в первоначальное состояние — после их разрядки.

К электрохимическим аккумуляторам относятся различные типы аккумуляторов, способность которых проявляется в возвращении их в свое первоначальное химическое состояние в процессе воздействия электрического тока, — зарядки аккумулятора. Другими словами, зарядили:

  • аккумулятор авто;
  • аккумулятор шуруповерта;
  • аккумуляторы соединенные в батареи — для телефонной связи,

— в результате, получаем неоднократную возможность в их дальнейшей эксплуатации, эксплуатации источников постоянного тока.

Какие преимущества мы находим в применении постоянного тока? Данную электрическую энергию можно аккумулировать, допустим, для той же самой ветряной электростанции, — при отсутствии ветра.

Следовательно, вывод такой, что в приведенных источниках электрической энергии отсутствует частота, — в виду отсутствия пульсаций тока.

Где еще можно наблюдать применение постоянного тока? Постоянный ток необходим также для питания электродвигателей — работающих от постоянного тока. Электродвигатели постоянного тока применяются как тяговые двигатели, в которых допускается плавное вращение ротора, к примеру, в электровозе.

Вот мы и ответили на такой простой вопрос «для чего нужен постоянный ток».

Однополупериодный выпрямитель тока

Однополупериодный выпрямитель тока — это наиболее упрощенная схема выпрямления тока.

рис.1

рис.2

Рассмотрим две схемы, разница которых состоит в том, что в первой схеме однополупериодного выпрямителя тока, — параллельно нагрузке подключен конденсатор. Первая схема \рис.1\ состоит из:

и подключенной нагрузки ко вторичной обмотке трансформатора.

Во второй схеме однополупериодного выпрямителя тока, цепь вторичной обмотки трансформатора состоит из диода и подключенной нагрузки \рис. 2\. В электротехнике, диоды состоящие в схеме, — еще называют вентилями. Если в своих описаниях схем Вы даете пояснение и заменяете слово «диод» словом «вентиль», — разницы не будет никакой.

На представленных кривых изменения напряжения \рис.1\ видно, что:

  • переменное напряжение в схеме наблюдается перед вентилем \диодом\;
  • после вентиля напряжение пульсирующее — положительной полярности

и после конденсатора, параллельно включенного перед нагрузкой, — напряжение выглядит как бы сглаживающим. То-есть конденсатор состоящий в схеме после диода, — сглаживает пульсацию. Поэтому, конденсаторы еще называют фильтрами.

Но для питания отдельных схем-блоков, к примеру в радиотехнике такие схемы выпрямления тока не подходят, так как пульсации будут создавать фон переменного тока, а это в свою очередь будет приводить к искажению звукового сигнала.

Для питания схем:

  • телевизоров;
  • транзисторных радиоприемников;
  • электронных приборов,

— схемы выпрямления, в целом состоят из так называемых реактивных элементов — дросселей и конденсаторов.

Переделка дрели с 220 на 12 вольт

Сгорела ручная дрель? Есть несложный способ ее восстановить и как бы попутно переделать на постоянное напряжение 12 В. Также вполне реально переделать на 12 В и обычную рабочую дрель, не обязательно поломанную, просто так совпало. В основном все дрели на 220 В имеют в своем составе коллекторный электродвигатель. И очень часто он выходит из строя по причине сгорания статора. Хотя ротор с ним имеют почти один рабочий ток, статор выгорает чаще, так как стоит на месте и имеет меньшее охлаждение по сравнению с ротором.

Как переделать своими силами дрель с 220В на 12В, если она перегорела

Все вещи, которые мы каждый день используем в быту рано или поздно приходят в негодность. Иногда это происходит в самый неожиданный, малоприятный момент. Чаще всего сломавшуюся вещь люди просто выбрасывают или закидывают в какой-нибудь «пыльный ящик». В некоторых ситуациях и то, и другое – не вариант. Например, как в случае со сгоревшей дрелью. Все дело в том, что старое устройство можно достаточно легко и просто переделать в «новое», меньшей мощности.

Задача по «реанимации» сгоревшей дрели только выглядит сложной. Начинаем процедуру спасения с разборки инструмента. Откручиваем винты крепления и снимает боковую (или верхнюю, в зависимости от модели крышку), чтобы получить доступ к двигателю. Его нужно вынуть, после чего также вынимаем ротор из статора.

Удостоверимся в том, что дрель именно сгорела – это будет хорошо заметно по характерным следам, оставшимся на статоре. Данная деталь больше не используется. После этого нужно осуществить диагностику щетки двигателя. Если она полностью износилась, то следует осуществить замену. В ином случае можно оставлять до следующей процедуры ремонта.

Теперь нам понадобится два полюсных полукруглых магнита. Снять такие можно с двигателей постоянного тока или заказать на торговых площадках в сети. Очень важно, чтобы магниты по своей формt подошли под ротор (должны облегать его). Один магнит приклеивается на одну половину корпуса, а второй – на вторую.

Как сделать из переменного тока постоянный

16 мая 2011

Автор КакПросто!

В жизни человека, увлекающегося электроникой, нередко встает задача преобразовать переменный ток в постоянный. В общем, довольно простая задача для опытного, в данной сфере, человека. Но что делать, если ты только новичок в электронике? Существует ряд устройств, которые нам в этом помогут

Вам понадобится

  • Источник переменного тока, проводники,диодный мост, потребитель постоянного тока.

Инструкция

Для начала нам нужно разобраться, что такое электрический ток и чем переменный ток отличается от постоянного. Упорядоченное движение заряженных частиц называют электрическим током. В постоянном электрическом токе через сечение проводника за одинаковые интервалы времени проходит одинаковое количество заряженных частиц. А вот в переменном токе количество этих частиц за одинаковые интервалы времени всегда разное.

А вот теперь можно преступать непосредственно к преобразованию переменного тока в постоянный, в этом нам поможет устройство под названием «диодный мост». Диодный мост или мостовая схема — одно из самых распространённых устройств для выпрямления переменного тока. Изначально она была разработана с применением радиоламп, но считалась сложным и дорогим решением, вместо неё применялась более примитивная схема со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется именно мостовая схема. Но использование данной схемы не гарантирует 100% выпрямления тока, поэтому в схему можно дополнить фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения. Теперь, на выходе нашей схемы, как результат мы получаем постоянный ток

Обратите внимание

Работа с электричеством всегда опасна! Крайне не желательно использование Не заизолированных проводников, окислившихся контактов и источников питания находящихся в аварийном состоянии!

Совет полезен?

www. kakprosto.ru

Преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный ток

 

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве преобразователя постоянного тока в трехфазный переменный ток систем электроснабжения различного назначения. Преобразователь содержит клеммы постоянного тока, однофазный инвертор и расщепитель фаз, состоящий из трансформатора, содержащего первичную обмотку, выполненную из двух секций с равным числом витков, размещенных в пазах тороидальной внешней обоймы под углом 90° по отношению к друг другу, вторичную трехфазную обмотку, размещенную в пазах сосной внешней, внутренней обоймы и фазосдвигающий конденсатор, включенный в разрыв второй секции первичной обмотки, и клеммы для подключения трехфазной нагрузки. Применение трансформатора, принцип действия которого основан на эффекте кругового вращающегося магнитного поля, позволяет получить на зажимах потребителей трехфазное напряжение повышенного качества.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве преобразователя постоянного тока в трехфазный переменный ток систем электроснабжения различного назначения.

Известен преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный ток, содержащий три симметричных инвертора с самовозбуждением и задающего генератора с шестью выходными обмотками, сигналы которых управляют очередностью переключения транзисторов в инверторах [1]. Данный преобразователь нашел широкое применение в системах электроснабжения из-за простоты схемы, ее высокой унификации, однако ее стоимость сравнительно высока. Кроме того, при увеличении мощности преобразования постоянного тока в схеме могут наблюдаться срывы синхронизации.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой модели является преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный ток, содержащий клеммы постоянного тока, однофазный инвертор, индуктивно-емкостной расщепитель фаз и клеммы для подключения трехфазной нагрузки, причем вход инвертора соединен с шинами постоянного тока, а выход расщепителя фаз соединен с клеммами для подключения нагрузки [2]. Данный преобразователь нашел широкое применение в устройствах питания потребителей, не предъявляющих высоких требований к качеству напряжения трехфазной системы, однако он может работать только на активно-индуктивную нагрузку с неизменным коэффициентом мощности из-за того, что фазовый сдвиг между напряжениями второй и третьей клемм для подключения трехфазной нагрузки составляет только 90°.

Технический результат полезной модели заключается в повышении качества напряжения трехфазной системы.

Требуемый технический результат достигается тем, что в преобразователе постоянного тока в трехфазный переменный ток, содержащим клеммы постоянного тока, однофазный инвертор, расщепитель фаз, содержащий фазосдвигающий конденсатор и клеммы для подключения трехфазной нагрузки, причем вход указанного инвертора соединен с клеммами постоянного тока, расщепитель фаз дополнительно содержит трансформатор, первичная обмотка которого выполнена в виде первой и второй секций с равным числом витков, вторичная обмотка указанного трансформатора выполнена трехфазной, сердечник упомянутого трансформатора выполнен в виде полого цилиндра, содержащего внешнюю обойму с пазами, в которых размещены первая и вторая секции первичной обмотки, сдвинутые в пространстве относительно друг друга на угол 90° и соосную ей внутреннюю обойму с пазами, в которых размещена вторичная трехфазная обмотка, при этом первая секция первичной обмотки трансформатора соединена с выходом однофазного инвертора непосредственно, вторая секция первичной обмотки трансформатора соединена с входом однофазного инвертора через фазосдвигающий конденсатор, а клеммы для подключения трехфазной нагрузки соединены с вторичной трехфазной обмоткой.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя постоянного тока в трехфазный переменный ток.

Преобразователь содержит клеммы постоянного тока 1, однофазный инвертор 3, расщепитель фаз 2, содержащий трансформатор 2-2, содержащий первичную обмотку 2-3, состоящую из первой секции 2-4 и второй секции 2-5, вторичную трехфазную обмотку 2-6, сердечник 2-7, выполненный в виде полого цилиндра, на внутренней и внешней поверхностях которого размещены внутренняя 2-8 и внешняя 2-7 обоймы, соответственно, с расположенными на них параллельно оси цилиндра пазами. В пазах внешней обоймы 2-7 размещены секции 2-4 и 2-5 первичной обмотки 2-3. В пазах сосной внешней, внутренней обойме 2-8 размещена вторичная трехфазная

обмотка 2-6, причем первая секция 2-4 и вторая секция 2-5 первичной обмотки 2-3 сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 90°; фазосдвигающий конденсатор 2-1 и клеммы для подключения трехфазной нагрузки 4. Вход однофазного инвертора 3 соединен с клеммами постоянного тока 1, первая секция 2-4 первичной обмотки 2-3 подключена к выходу инвертора 3 непосредственно, а вторая секция 2-5 первичной обмотки 2-3 подключена к выходу инвертора 3 через фазосдвигающий конденсатор 2-1, вторичная трехфазная обмотка 2-6 подключена к клеммам для подключения трехфазной нагрузки 4. Все элементы схемы серийно выпускаются отечественной промышленностью, при этом числа витков wА1 первой секции 2-4 и wB1 второй секции 2-5 первичной обмотки 2-3 равны и размещены в пространстве под углом 90° по отношению друг к другу на внешней обойме 2-7 подобно расположению обмотки возбуждения и обмотки управления асинхронного управляемого двигателя, а витки фаз вторичной трехфазной обмотки 2-6 размещены в пазах внутренней обоймы 2-8 равномерно подобно обмотке статора трехфазного асинхронного двигателя. Включение фазосдвигающего конденсатора 3 последовательно второй секции 2-5 первичной обмотки 2-3 трансформатора 2-2 обеспечивает сдвиг фаз токов указанных секций на 90°. Равенство чисел витков секций 2-4 и 2-5 первичной обмотки 2-3, пространственный сдвиг секций на внешней обойме и фазовый сдвиг токов в секциях первичной обмотки 2-3 являются условиями образования кругового вращающегося магнитного поля в трансформаторе 2-2, создание которого является условием получения системы трехфазных напряжений требуемого качества.

Преобразователь работает следующим образом. При наличии напряжения на шинах постоянного тока 1 оно поступает на вход инвертора 3, где преобразуется в переменное. При появлении указанного напряжения на секциях 2-4 и 2-5 первичной обмотки 2-3 трансформатора 2-2, по указанным секциям начинают протекать соответствующие токи с фазовым сдвигом 90°, благодаря включению конденсатора 2-1, а их результирующий ток создает в

сердечнике круговое вращающееся магнитное поле. Результирующий магнитный поток, созданный указанным током, пересекает витки вторичной обмотки 2-6 и наводит в ее фазах симметричную трехфазную систему напряжений, поступающих на клеммы для подключения трехфазной нагрузки 4.

Таким образом, применение трансформатора с двумя цилиндрическими соосными пазовыми обоймами позволяет получить на зажимах трехфазных потребителей напряжение высокого качества.

Источники принятые во внимание

1. Хасаев О.И. Трансформаторные преобразователи напряжения и частоты. М., Наука, 1966, стр. 127, рис.83.

2. Моин B.C., Лаптев Н.М. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, стр.159, рис.5.20а.

Преобразователь постоянного тока в трехфазный переменный ток, содержащий клеммы постоянного тока, однофазный инвертор, расщепитель фаз, содержащий фазосдвигающий конденсатор и клеммы для подключения трехфазной нагрузки, причем вход указанного инвертора соединен с клеммами постоянного тока, отличающийся тем, что расщепитель фаз дополнительно содержит трансформатор, первичная обмотка которого выполнена в виде первой и второй секций с равным числом витков, вторичная обмотка указанного трансформатора выполнена трехфазной, сердечник упомянутого трансформатора выполнен в виде полого цилиндра, содержащего внешнюю обойму с пазами, в которых размещены первая и вторая секции первичной обмотки, сдвинутые в пространстве относительно друг друга на угол 90° и соосную ей внутреннюю обойму с пазами, в которых размещена вторичная трехфазная обмотка, при этом первая секция первичной обмотки трансформатора соединена с выходом однофазного инвертора непосредственно, вторая секция первичной обмотки трансформатора соединена с входом однофазного инвертора через фазосдвигающий конденсатор, а клеммы для подключения трехфазной нагрузки соединены с вторичной трехфазной обмоткой.

Как переделать двигатель постоянного тока в переменный

Содержание

  1. Замена двигателей постоянного тока на асинхронные двигатели переменного тока
  2. Несколько слов об инверторах, или как из постоянного тока сделать переменный
  3. Способы получения электричества
  4. Как из постоянного сделать переменный?
  5. Инвертор с электродвигателем
  6. Релейный инвертор
  7. Электронный инвертор
  8. Переменный ток и его свойства
  9. Схемы преобразователей
  10. Принцип действия
  11. Схемы
  12. Форма
  13. Видео по теме
  14. Преобразование постоянного тока в переменный и наоборот
  15. Способы получения электричества
  16. Электричество из энергии ветра
  17. Электроэнергия из воды
  18. Обозначение тока и применение его в быту
  19. Преобразователь постоянного напряжения 12В в переменное 220В
  20. Как из постоянного тока сделать переменный?
  21. Преимущества сварки постоянным током
  22. Переменный ток и его свойства
  23. Достоинства и недостатки переменного напряжения
  24. Схемы преобразователей
  25. Война токов
  26. Какой электрический ток опаснее – постоянный или переменный?
  27. Преобразование переменного тока в постоянный
  28. Последствия от поражения током
  29. Трёхфазные выпрямители
  30. Видео

Замена двигателей постоянного тока на асинхронные двигатели переменного тока

Промышленные двигатели постоянного тока начали выпускаться в 1860—1870 гг. , чему предшествовал 30-летний период их разработки после фундаментальных открытий М. Фарадея (закона электромагнитной индукции и превращения электрической энергии в механическую).

Двигатели постоянного тока широко применяются и в наше время благодаря использованию современных тиристорных преобразователей, которые позволяют осуществлять регулирование скорости данных двигателей путем изменения напряжения на якоре или в обмотках возбуждения. Для расширения диапазона регулирования скорости используются различные сигналы обратной связи (напряжение на якоре, тахогенераторы и т.д.). Однако эксплуатация двигателей постоянного тока влечет за собой ряд значительных неудобств, связанных с конструктивными особенностями машин данного типа, а именно:

1. Сложность конструкции и, как результат, высокая цена
2. Наличие щеточно-коллекторного узла
3. Большая масса
4. Необходимость в периодическом обслуживании

Промышленные двигатели постоянного тока начали выпускаться в 1860—1870 гг. , чему предшествовал 30-летний период их разработки после фундаментальных открытий М. Фарадея (закона электромагнитной индукции и превращения электрической энергии в механическую).

Двигатели постоянного тока широко применяются и в наше время благодаря использованию современных тиристорных преобразователей, которые позволяют осуществлять регулирование скорости данных двигателей путем изменения напряжения на якоре или в обмотках возбуждения. Для расширения диапазона регулирования скорости используются различные сигналы обратной связи (напряжение на якоре, тахогенераторы и т.д.). Однако эксплуатация двигателей постоянного тока влечет за собой ряд значительных неудобств, связанных с конструктивными особенностями машин данного типа, а именно:

1. Сложность конструкции и, как результат, высокая цена
2. Наличие щеточно-коллекторного узла
3. Большая масса
4. Необходимость в периодическом обслуживании

Все эти недостатки требуют существенных затрат при покупке машин постоянного тока и их дальнейшей эксплуатации, а так же они могут значительно снизить надежность и точность систем в целом. Необходимо планировать дополнительные планово-предупредительные работы и останавливать производство для обслуживания щеточно-коллекторных узлов и проводить периодическую продувку машин от пыли.

До недавнего времени внедрение асинхронных двигателей (АД) с короткозамкнутыми роторами в системы, где требуется широкий диапазон регулирования скорости, не представлялось возможным, а для изменения скорости движения приводимых механизмов использовались переключаемые редукторы или вариаторы. Дальнейшим развитием таких систем стало появление асинхронных двигателей с переключением числа полюсов (двух и трех скоростные двигатели), что позволяло ступенчато изменять скорость вращения.

С развитием полупроводниковой электроники (разработка IGBT транзисторов), появилась возможность производства недорогих микропроцессорных преобразователей частоты, с помощью которых стало возможным полноценно управлять скоростью асинхронных двигателей в широком диапазоне регулирования (1:1000). Теперь частота вращения АД не зависит от частоты питающей сети, двигатели можно разгонять выше их номинальной скорости. Так же появилась возможность управления моментом асинхронных двигателей. Системы управления движением с использованием асинхронных двигателей и преобразователей частоты, получаются дешевле и проще подобных систем с двигателями постоянного тока. В качестве датчиков обратной связи широко используются цифровые устройства (энкодеры), которые менее подвержены влиянию электромагнитных помех, чем тахогенераторы, классически используемые с машинами постоянного тока.

Асинхронный двигатель – простая, недорогая, не требующая обслуживания машина. Именно эти аргументы привели к тому, что на многих предприятиях машины постоянного тока с тиристорными преобразователями стали заменять на асинхронные двигатели с системами управления, построенными на преобразователях частоты.

При подборе асинхронного двигателя взамен машины постоянного тока необходимо учитывать разность характеристик этих машин. Подбор двигателя осуществляется по следующим параметрам:

1. По номинальной скорости вращения

Диапазон изменения частоты вращения вала асинхронного двигателя должен быть равен или больше чем у двигателя постоянного тока.

2. По моменту (номинальному, пусковому, максимальному)

Номинальный момент асинхронного двигателя должен быть равен или быть больше исходного при условии длительной работы в заданном диапазоне частот вращения без перегрева. Максимальный и пусковой моменты должны быть равны или быть больше пускового момента определенного для данного механизма.

На рисунке 1 и 2 представлены механические характеристики асинхронного двигателя и двигателя постоянного тока соответственно. Как видно, на малых скоростях асинхронный двигатель имеет момент значительно меньше номинального в отличие от двигателя постоянного тока. Поэтому при замене двигателя постоянного тока необходимо однозначно определить диапазон скорости вращения вала и требуемый момент в этом диапазоне. Как правило, для удовлетворения механических характеристик приводного механизма, приходится ставить асинхронный двигатель большей мощности.

Рис.1 Механическая характеристика асинхронного двигателя

Рис. 2 Механическая характеристика двигателя постоянного тока

3. По режиму работы

Нагрев электрической машины зависит от режима ее работы, т.е. от соотношения длительности периодов работы и пауз между ними, или периодов работы с полной или частичной нагрузкой, от частоты включения машины и характера протекания переходных процессов.

Подразделяют следующие режимы работы:

4. По условиям эксплуатации

Источник

Несколько слов об инверторах, или как из постоянного тока сделать переменный

Преобразование одного вида тока в другой требуется довольно часто. Способ превращения переменного в постоянный прост: применяется диодный мост и сглаживающий конденсатор.

А вот как из постоянного тока сделать переменный, знают не все. Между тем, в сфере электротехники такое преобразование, как будет показано далее, также выполняется довольно часто.

Способы получения электричества

Электроток производят с помощью таких устройств:

Как из постоянного сделать переменный?

Устройство, преобразующее постоянный ток в переменный, называют инвертором. Существует несколько видов этих аппаратов.

Инвертор с электродвигателем

Вал двигателя постоянного тока подсоединяется к скользящему контактному узлу, состоящему из двух частей:

Одна пара щеток подключена к источнику постоянного тока, другая — к цепи переменного тока. Первая пара контактирует с кольцевыми пластинами, другая — с сегментными.

Часть последних электрически соединена с положительным кольцом, другая — с отрицательным. При вращении двигателя щетки цепи переменного тока по очереди контактируют с сегментными пластинами, в результате чего направление тока постоянно меняется. Более качественный переменный ток дает связка «двигатель постоянного тока – механический генератор», но у этого инвертора ниже КПД.

Релейный инвертор

Тут же пружина отбрасывает сердечник в исходное положение, так что к упомянутому контакту подключается катод. Такие колебания повторяются многократно, пока на катушку соленоида подается постоянный ток.

Электронный инвертор

С появлением и постепенным удешевлением полупроводников электромеханические инверторы перекочевали в разряд устаревших.

В их электронном аналоге ток перенаправляется ключевыми транзисторами, управляемыми микросхемой. Именно такие инверторы применяются в инверторных сварочных аппаратах, импульсных блоках питания, ИБП и др.

При использовании особых быстро переключающихся транзисторов такой инвертор способен создать из постоянного тока переменный с частотой в десятки кГц. Это позволяет уменьшить габариты трансформатора и потери в нем (сварочные аппараты, импульсные блоки питания). Существует несколько видов электронных инверторов. Они описываются в последнем разделе.

Переменный ток и его свойства

Переменный ток циклически меняет направление и силу, характеризуется следующими параметрами:

Переменный ток уступает постоянному в следующем:

Но есть у переменного тока и полезная особенность: создаваемое им магнитное поле также является переменным, а значит, оно способно наводить в проводниках ЭДС (закон электромагнитной индукции).

Переменный ток делает возможным работу таких устройств:

Наличием переменного магнитного поля объясняется и упомянутое выше увеличение сопротивления проводника. В нем полем также наводится ЭДС, противодействующая данному переменному току. Эта ЭДС выше в центре проводника, где сконцентрированы силовые линии поля, соответственно, носители заряда вытесняются наружу (поверхностный или скин-эффект).

В итоге вместо всего сечения проводника ток пропускает только некоторая его часть, отчего и возрастает сопротивление. Еще отличие переменного тока от постоянного — способность протекать по цепи с последовательно включенным конденсатором. Для постоянного тока разрыв между обкладками непреодолим, тогда как переменный протекает почти свободно, заряжая обкладки то с одним, то с другим знаком.

Схемы преобразователей

Инверторы классифицируются по принципу работы, форме и схеме.

Принцип действия

По данному признаку устройства делятся на два типа: автономные и инверторы, ведомые сетью.

Автономные делятся на несколько подгрупп, объединяющих инверторы:

Инверторы, ведомые сетью иначе называются зависимыми. Применяются, к примеру, в качестве силовых преобразователей на электровозах.

Схемы

Существует несколько основных схем инверторов:

Принципиальная схема преобразователя

Форма

По форме выходного напряжения инверторы делятся на:

Полученное постоянное напряжение преобразуется в близкое к синусоидальному переменное.

Видео по теме

О том, как из постоянного тока сделать переменный и наоборот, в видео:

У каждой разновидности тока есть и преимущества, и недостатки. Потому инверторы и выпрямители применяются достаточно часто. В статье приведены только основные схемы преобразователей, всего же их довольно много.

Источник

Преобразование постоянного тока в переменный и наоборот

Способы получения электричества

Сегодня невозможно представить свою жизнь без электроэнергии. Ежедневно все население нашей планеты использует миллионы ватт электричества для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Но очередной раз, включая электрочайник, человек не задумывается о том, какой путь пришлось проделать электричеству, чтобы он смог заварить себе утреннюю чашку ароматного кофе.

Существует несколько способов получения электричества:

Для того чтобы понять природу возникновения электрической энергии, рассмотрим несколько примеров.

Электричество из энергии ветра

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Самый простой способ его получения — энергия природных сил.

В данном примере от энергии ветра. Природный феномен дующего с различной силой ветра люди научились использовать давно. Укрощает ветер простой ветряк, оборудованный приводом и соединённый с генератором. Генератор и вырабатывает электрическую энергию.

Излишки тока при постоянном использовании ветряка можно накапливать в аккумуляторных батареях. Выработанный постоянный экологически чистый ток в быту и производстве не применяется.

Полученный и преобразованный в переменный ток, он идет для бытового использования. Накопленные излишки электричества хранятся в аккумуляторных батареях. При отсутствии ветра запасы электричества, хранящиеся в аккумуляторах, преобразуются и поступают на нужды человека.

Электроэнергия из воды

К большому сожалению, этот вид природной энергии, дающий возможность получать электричество, не везде имеется. Рассмотрим способ получения электричества там, где воды много.

Простейшая ГЭС, сделанная из дерева по принципу мельницы, размер которой порядка 1,5 метров, способна обеспечить электричеством, используемым и на отопление, частное подсобное хозяйство. Такую бесплотинную ГЭС сделал русский изобретатель, уроженец Алтая — Николай Ленев. Он создал ГЭС, перенести которую могут два взрослых мужчины. Все дальнейшие действия аналогичны получению электричества от ветряка.

Вырабатывают электричество и крупные электростанции и гидростанции. Для промышленного получения электричества применяют огромные котлы, дающие пар. Температура пара достигает 800 градусов, а давление в трубопроводе поднимается до 200 атмосфер. Этот перегретый пар с высокой температурой и огромным давлением поступает на турбину, которая начинает вращаться и вырабатывать ток.

То же самое происходит и на гидроэлектростанциях. Только здесь вращение происходит за счёт больших скорости и объема воды, падающей с огромной высоты.

Обозначение тока и применение его в быту

Постоянный ток обозначается DC. На английском языке пишется как Direct Current. Он в процессе работы со временем не меняет своих свойств и направления. Частота постоянного тока равна нулю. Обозначают его на чертежах и оборудовании прямой короткой горизонтальной черточкой или двумя параллельными черточками, одна из которых пунктирная.

Используется постоянный ток в привычных нам аккумуляторах и батарейках, используемых в огромном числе различного типа устройств, таких как:

Все ежедневно пользуются мобильным телефоном. Зарядка его происходит через блок питания, компактный преобразователь DC/AC, включаемый в бытовую розетку.

Электрические приборы потребляют переменный однофазный ток. Электроприборы заработают только с подключением трансформатора и выпрямителя тока. Многие производители устанавливают преобразователь DC/AC непосредственно в сам агрегат. Это намного упрощает эксплуатацию электрооборудования.

Преобразователь постоянного напряжения 12В в переменное 220В


Попробую с вами поделиться очередной поделкой. Оригинальностью она как то не блещет, но тем не менее кто то сделает для себя определенные выводы, а кто то укажет мне на мои ошибки.
Тема такая, простейший преобразователь постоянного напряжения 12В в переменное 220В, должен зажечь хотя бы светодиодную лампу. В интернете великое множество преобразователей, на любой вкус. Есть и на реле, без транзисторов.


И на транзисторах с трансформатором и дросселем из компьютерного блока питания


И на микросхеме


и. т. д., перечислять думаю не стоит, я пошел своим путем, но по проторенной тропинке. За основу взял симметричный мультивибратор. Мультивибратор является, чуть ли не самым популярным устройством у радиолюбителей, очень простая и полезная штука, которая не требует отладки.


Немного поколдовав с монтажной панелькой я решил раскачивать одно плечо высокой частотой, заменив некоторые детали.


Монтаж делал навесным, деталей мало, тратить время на изготовление платы не стал, (пушистость) монтажа придавил скобами закрепив на панели.


Мосфет прикрутил на толстую металлическую пластину — радиатор.


Импровизированный монтаж решил собрать на скрутки, мало ли что сгорит, легче менять


Задача выполнена, лампа горит как от сети 220В

На этом можно было бы и закончить, но тут вспомнил о критиках.Могут написать: да это только ленивый не делал, да кому это надо, да мощи этого преобразователя хватит осветить только палатку да уличный туалет. Зачем возился и тратил свое, а теперь и наше время. Полностью с вами согласен. Упрощаю ранее поставленную задачу.

У каждого когда нибудь но сгорала светодиодная лампа и практически всегда ее выбрасывали. А ведь можно ей дать второй шанс послужить верой и правдой. Обычно в лампах выгорает электроника, а светодиоды остаются целыми, (конечно и они могут подвести, но и них тоже можно перепаять).

Для этого много не надо: Молоток – это если стеклянная колба не снимается, или предательски треснула. Аккумулятор 12В с ограничительным резистором (желательное напряжение 10 вольт в моем случае), или литий ионный аккумулятор 4.2 вольта с китайским повышающим модулем.


Накинул провода на аккумулятор 12В с ограничительным резистором


И стало светло. Этот вариант подойдет для освещения той самой палатки, о которой писалось выше, сарайчика ну мало ли где не нужна мобильность.


Или облегченный вариант, как бы фонарик с которым свободно можно перемещаться ночью. В лампе находятся очень яркие светодиоды. Опять-таки, емкость ограничивает время.

Как из постоянного тока сделать переменный?

Выше говорилось, что все аккумуляторы, батарейки для фонариков, пультов телевизоров имеют постоянный ток. Чтобы преобразовать ток, существует современное устройство под названием инвертор, он с легкостью из постоянного тока сделает переменный. Рассмотрим, как это применимо в повседневности.

Бывает, что во время нахождения в автомашине человеку необходимо срочно распечатать на ксероксе документ. Ксерокс имеется, машина работает и, включив в прикуриватель переходник на инвертор, он может подключить к нему ксерокс и распечатать документы. Схема преобразователя достаточно сложна, особенно для людей, которые имеют отдаленное понятие о работе электричества. Поэтому в целях безопасности лучше не пытаться самостоятельно соорудить инвертор.

Преимущества сварки постоянным током

Переменный ток и его свойства

Протекая, переменный ток в течение одной секунды меняет направление и величину 50 раз. Изменение движения тока — это его частота. Обозначается частота в герцах.

У нас частота тока 50 герц. Во многих странах, например США, частота равна 60 герц. Также бывает трёхфазный и однофазный переменный ток.

Для бытовых нужд приходит электричество, равное 220 вольтам. Это действующее значение переменного тока. Но амплитуда тока максимального значения будет больше на корень из двух. Что в итоге даст 311 вольт. То есть фактическое напряжение бытовой сети составляет 311 вольт. Для изменения постоянного тока на переменный применяются трансформаторы, в которых используются различные схемы преобразователей.

Так почему же для энергоснабжения выбрали переменный ток, а не постоянный?

При передаче электроэнергии ток проходит по проводам, длиной сотни километров, нагревая их и рассеивая в воздухе энергию. Это неизбежно как для постоянного, так и для переменного токов. Но мощность потерь зависит только от сопротивления проводов и тока в них:

Мощность, которую передается по линии, равна:

Отсюда следует, что при увеличении напряжения для передачи той же мощности нужен меньший ток, и мощность потерь при этом уменьшается. Вот поэтому протяженных ЛЭП напряжение повышают. Есть линии на 6кВ, 10кВ, 35кВ, 110кВ, 220кВ, 330кВ, 500кВ, 750кВ и даже 1150кВ.

Но в процессе передачи электроэнергии от источника к потребителю напряжение нужно неоднократно изменять. Проще это сделать на переменном токе, используя трансформаторы.

Недостатки переменного тока проявляются при передаче энергии по кабельным линиям. Кабели имеют емкостное сопротивление между фазами и относительно земли, а емкость проводит переменный ток. Появляется утечка, нагревающая изоляцию и выводящая со временем ее из строя.

Схемы преобразователей

Самая простая схема решения вопроса о том, как из постоянного тока сделать переменный 220 В, не существует. Это может сделать диодный мост. Схема преобразователя DC/AC имеет в своём составе четыре мощных диода. Мост, собранный из них, создает движение тока в одном направлении. Мостик срезает верхние границы переменных синусоид. Диоды собираются последовательно.

Вторая схема преобразователя переменного тока — это параллельное подключение на выход с моста, собранного из диодов, конденсатора или фильтра, который сгладит и исправит провалы между пиками синусоид.

Отлично преобразует постоянный ток в переменный инвертор. Схема его сложна. Используемые детали не из дешевого порядка. Потому и цена на инвертор немаленькая.

Война токов

Активное использование постоянного тока началось в конце 19 века. Тогда Эдисон довел до ума лампочку (1890) и основал первые в Нью-Йорке электростанции, которые производили постоянный ток напряжением 110 Вольт.

Использование постоянного тока было связано с существенными потерями при его передаче на большие расстояния. Переменный ток нельзя было использовать из-за того, что не было соответствующих счетчиков и моторов, работавших на переменном токе. Так же был затруднен процесс преобразования постоянного тока в переменный. При этом переменный ток можно было без потерь передавать на большие расстояния.

В то время в Америку из Сербии приехал Никола Тесла, который устроился на работу в компанию к Эдисону. Тесла изобрел электродвигатель переменного тока, понял все выгоды и предложил Эдисону его использование.


Тесла и Эдисон

Эдисон не послушал Теслу и к тому же не выплатил ему зарплату. Так и началось знаменитое противостояние изобретателей — война токов.

Она длилась более ста лет и закончилась в 2007 году. Тогда Нью-Йорк полностью перешел на электроснабжение переменным током.

Какой электрический ток опаснее – постоянный или переменный?

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся на работе и в быту с электроприборами, подключенными в розетки. Ток, бегущий от электрического щита до розетки, однофазный переменный. Происходят случаи поражения электрическим током. Меры безопасности и знания о поражении током необходимы.

В чем принципиальная разница между попаданием под напряжение переменным током и постоянным? Имеется статистика, что переменный DC однофазный ток в пять раз опаснее постоянного AC тока. Поражение током, вне зависимости от его типа, само по себе отрицательный факт.

Преобразование переменного тока в постоянный

Для того чтобы генератор переменного тока был способен заряжать батарею и обеспечивать питание других компонентов транспортного средства, требуется преобразовать переменный тик (alternating current — АС) в постоянный (direct current — DC). Самый подходящий электронный компонент для этой задачи — кремниевый диод. Если переменный ток одной фазы пропустить через диод, на выходе диода появится полуволна, как показано на рисунке. В этом примере диод позволяет проходить к положительному полюсу батареи только половине полупериодов волны. Отрицательные полупериоды блокируются.

Рис. Однополупериодное выпрямление

На рисунке ниже показано, что мостовой выпрямитель с четырьмя диодами выпрямляет обе полуволны однофазного напряжения. Диод часто рассматривается как односторонний клапан для электрического тока. И хотя это хорошая аналогия, важно помнить, что диод хорошего качества блокирует обратный ток с напряжением приблизительно 400 В, а для того, чтобы диод начал проводить в прямом направлении, требуется небольшое напряжение — около 0,6 В.

Рис. Мостовой двухполупериодный выпрямитель (одна фаза)

Чтобы выпрямлять напряжение трехфазной машины, потребуется шесть диодов. Они тоже связаны в виде моста, как показало на рисунке. Мост состоит из трех «пропускающих» и трех «запирающих» диодов. Форма выходного напряжения, создаваемого этой цепью, приведена на рисунке совместно с сигналами трех фаз.

Рис. Трехфазный мостовой выпрямитель

В блок выпрямителя часто вводятся еще три диода, выпрямляющих положительную полуволну напряжения. Они обычно меньше главных диодов и используются только для того, чтобы питать малым током обмотку возбуждения магнитного поля в роторе. Дополнительные диоды известим как экстра-диоды, диоды магнитного поля или диоды возбуждения. На рисунке показан выпрямитель с девятью диодами.

Вследствие значительных токов, текущих через главные диоды, им требуется радиатор для отвода тепла, чтобы предохранить их от термического повреждения. В некоторых случаях вместо одного диода ставят нескольких соединенных параллельно, чтобы они без повреждения выдерживали большие токи. Диоды в блоке выпрямителя служат для предотвращения обратного тока от батареи к генератору. Они также позволяют нескольким генераторам переменного тока работать параллельно без синхронизации, так как ток не может течь от одного генератора к другому.

Когда используется статор с соединением обмоток «звезда», сумма напряжений в нейтральной точке звезды теоретически равна 0 В. Однако на практике из-за небольших погрешностей в конструкции статора и ротора и в этой точке возникает потенциал. Этот потенциал (напряжение) известен как третья гармоника и показан на рисунке. Его частота — утроенная основная частота фазной обмотки. Подключив к центру звезды два дополнительных диода, один в прямом и один в обратном включении, можно извлечь дополнительную мощность. Прирост мощности достигает 15%.

На последнем рисунке показана полная схема электрогенератора при использовании главного выпрямителя с восемью диодами и тремя диодами возбуждения поля. На схеме показан также регулятор напряжения. Индикаторная лампочка, помимо основной функции предупреждения о неисправности генератора, служит для подачи начального тока возбуждения в обмотку ротора. Генератор не всегда может самовозбуждаться, поскольку остаточный магнетизм обычно недостаточен для создания такого напряжения, которое преодолеет прямое смешение диодов выпрямителя (0,6 или 0,7 В). Типичная мощность лампочки индикатора — 2 Вт. Многие изготовители также подключают параллельно лампочке резистор, чтобы усилить возбуждение генератора и гарантировать его работу, если лампочка сгорит. Лампочка, предупреждающая об отсутствии заряда, погаснет, когда в обмотку ротора пойдет ток от диодов возбуждения, поскольку в этом случае на обоих выводах лампочки возникнет одно и то же напряжение (разница потенциалов на лампочке станет равной 0 В).

Рис. Полная внутренняя схема генератора переменного тока

Последствия от поражения током

Небрежность в обращении с электроприборами может, мягко говоря, негативно сказаться на здоровье человека. Поэтому не стоит экспериментировать с электричеством, если на то нет специальных навыков.

Действие тока на человека зависит от нескольких факторов:

С учетом всего перечисленного можно сказать, что действие переменного тока намного опаснее, чем постоянного. Имеются данные экспериментов, подтверждающие факт, что для получения равного результата при поражении сила постоянного тока должна быть в четыре — пять раз выше, чем переменного.

Сама природа переменного тока отрицательно сказывается на работе сердца. При поражении током происходит непроизвольное сокращение сердечных желудочков. Это может привести к его остановке. Особенно опасно соприкосновение с оголенными жилами людям, имеющим сердечный стимулятор.

У постоянного тока частота отсутствует. Но высокие напряжение и сила тока могут привести также к летальному исходу. Выйти из под контакта с постоянным электрическим током проще, чем из-под контакта с переменным.

Этот небольшой обзор природы электрического тока, его преобразования должен быть полезен людям, далеким от электричества. Минимальные познания в области происхождения и работы электроэнергии помогут понять суть работы обычных бытовых приборов, которые так необходимы для комфортной и спокойной жизни.

Трёхфазные выпрямители

Устройства, которые используются для получения постоянного тока из переменного трёхфазного тока, называются трёхфазными выпрямителями. Трёхфазные выпрямители в бытовой технике, конечно, не используются. Единственный прибор, который может использоваться в быту это сварочный аппарат. В качестве трёхфазных выпрямителей используются наработки двух известных электротехников Миткевича и Ларионова. Самая простая схема Миткевича называется «три четверти моста параллельно», что означает три силовых диода включенных параллельно через вторичные обмотки трёхфазного трансформатора. Схема.

Коэффициент пульсаций на нагрузке очень мал, что позволяет использовать конденсаторы фильтра небольшой ёмкости и малых габаритов.

Более сложной является схема Ларионова, которая называется «три полумоста параллельно», что это такое хорошо видно из рисунка.

В схеме используется уже шесть диодов и немного другая схема включения. Вообще схем трёхфазных выпрямителей достаточно много и наиболее совершенной, хотя редко употребляемой является схема «шесть мостов параллельно», а это уже 24 диода! Зато эта схема может выдавать высокое напряжение при большой мощности.

Трёхфазные мощные выпрямители используются в электровозах, городском электротранспорте (трамвай, троллейбус, метро), в промышленных установках для электролиза. Так же промышленные системы очистки газовых смесей, буровое и сварочное оборудование используют трёхфазные выпрямители.

Ну вот, в общем-то, и все! Теперь вы знаете, какие бывают выпрямители переменного тока и сможете легко обнаружить их на принципиальной схеме или печатной плате любого прибора.

Все вопросы, пожелания и предложения вы можете оставить в комментариях.

Источник

Видео

Если подать переменку на двигатель постоянного тока

Как сделать мощный двигатель постоянного тока из ротора двигателя переменного тока 220 В

ПОСТОЯННОЕ в переменный и ОБРАТНО

Электродвигатель постоянного тока (DC motor)

Как преобразовать постоянный ток в переменный (Expert) #4

преобразователь постоянного напряжения 12В в переменное 220

Электродвигатель постоянного тока П -11 С1 У4 работа

💡 ПОСТОЯННОЕ в ПЕРЕМЕННОЕ и ОБРАТНО 💡 Всё одной схемой!

Электродвигатели постоянного тока

эпопея продолжается двигатель постоянного тока

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.

Способы применения

Особенно широко преобразователи тока с 12 на 220 В применяются в местах, где отсутствует снабжение электроэнергией. От любого автомобильного аккумулятора можно сделать 220 В для обеспечения подачи электричества в загородный дом.
Следует помнить, что инверторы напряжения из 12 В в 220 В преобразуют форму электрического тока, которая ограничивает его использование. То есть не все электрические приборы способны воспринимать напряжение, подающееся графически почти по прямоугольной форме. Конструктивно инверторы бывают:

  • автомобильными;
  • стационарными;
  • мобильными.

Если рассматривать выходную мощность, то автомобильные АКБ максимально выдают 500 Вт, а стационарные — до 10 тыс. Вт. Если при выезде за город на отдых или дачный участок необходимо в вечернее время осветить помещение или место ночевки, то самый простой способ заключается в подсоединении к преобразователю светодиодного светильника.

Стационарные преобразователи напряжения 12—220 вольт в основном применяются для трансформирования электрической энергии солнечных батарей и ветряных конструкций. Мобильные инверторные преобразователи подключаются к сети от 12 до 50 В и считаются неприхотливыми в выборе источника питания. Для обслуживания автомобилей это устройство представляет собой зарядное устройство с розеткой.

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.

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.

Назначение и принцип работы

Что такое преобразователь напряжения. Так называют электронный прибор, изменяющий величину входного сигнала. Он может использоваться в качестве устройства, повышающего или понижающего его значение. Входное напряжение после преобразования может изменить как свою величину, так и частоту. Такие устройства, изменяющие постоянное напряжение (преобразовывающие его) в выходной сигнал переменного тока, получили название инверторов.

Преобразователи напряжения находят применение как в виде автономного устройства, питающего потребителей энергией переменного тока, так и могут входить в состав других изделий: систем и источников бесперебойного питания, устройств повышения постоянного напряжения до необходимой величины.

Инверторы представляют собой генераторы напряжения гармонических колебаний. Источнику постоянного тока с помощью специальной схемы управления создается режим периодического переключения полярности. В результате на выходных контактах устройства, к которым подключена нагрузка, формируется сигнал переменного напряжения. Его величину (амплитуду) и частоту определяют элементы схемы преобразователя.

Управляющее устройство (контроллер) задает частоту переключения источника и форму выходного сигнала, а его амплитуду определяют элементы выходного каскада схемы. Они рассчитаны на максимальную мощность, которую потребляет нагрузка в цепи переменного тока.

Контроллер используется и для регулирования величины выходного сигнала, которое достигается управлением длительностью импульсов (увеличение или уменьшение их ширины). Информация об изменениях величины выходного сигнала на нагрузке поступает в контроллер по цепи обратной связи, на основании которой в нем формируется управляющий сигнал на сохранение необходимых параметров. Этот метод называется ШИМ (широтно-импульсной модуляцией) сигналов.

В схемах силовых выходных ключей преобразователя напряжения 12В могут использоваться мощные составные биполярные транзисторы, полупроводниковые тиристоры, полевые транзисторы. Схемы контроллеров выполняются на микросхемах, представляющих собой уже готовые к работе устройства с необходимыми функциями (микроконтроллеры), специально разработанных для таких преобразователей.

Схема управления обеспечивает последовательность работы ключей для обеспечения на выходе инвертора сигнала, необходимого для нормальной работы устройств потребителя. Кроме того, управляющая схема должна обеспечивать симметрию полуволн выходного напряжения

Это особенно важно для схем, в которых на выходе используются повышающие импульсные трансформаторы. Для них недопустимо появление постоянной составляющей напряжения, которая может появиться при нарушении симметрии. Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:

Существует много вариантов построения схем инверторов напряжения (ИН), но выделяют из них 3 основные:

  • ИН бестрансформаторный мостовой;
  • трансформаторный ИН с нулевым проводом;
  • мостовая схема с трансформатором.

Каждая из них находит применение в своей области в зависимости от примененного в нем источника питания и требуемой выходной мощности для питания потребителей. В каждой из них должны быть предусмотрены элементы защиты и сигнализации.

Защита от понижения и повышения напряжения источника постоянного тока определяет диапазон работы инверторов «по входу». Защита от повышенного и пониженного выходного переменного напряжения необходима для нормальной работы оборудования потребителя. Диапазон срабатывания устанавливается в соответствии с требованиями используемой нагрузки. Эти виды защиты обратимые, то есть при восстановлении параметров оборудования до нормы работа может быть восстановлена.

При срабатывании защиты вследствие короткого замыкания в нагрузке или чрезмерного возрастания выходного тока перед тем, как продолжить эксплуатацию оборудования, необходим тщательный анализ причин этого события.

Преобразователь 12В является наиболее приемлемым для создания локальной электросети. Наличие большого количества автомобилей и аккумуляторных батарей 12В постоянного тока позволяет их использовать для обеспечения запросов пользователей. Такие сети можно создавать в самых различных местах, начиная от собственного авто. Они мобильны и не зависят от места стоянки.

Инвертор или конвертер — в чем разница?

Когда мы рассуждаем о преобразовании электрической энергии из одного вида в другой, говорим о технических устройствах реализующих процесс преобразования, то неизбежно сталкиваемся с такими двумя понятиями как «инвертор» и «конвертер».

Порой может возникнуть путаница: что и в каком контексте будет правильным называть инвертором, а что — конвертером, ведь и тот и другой прибор являются электрическими преобразователями, и внешне часто очень похожи. Однако мы обычно не говорим «преобразователь», поскольку предпочитаем пользоваться более точными формулировками.

Итак, давайте разберемся, что же такое инвертор, что такое конвертер, и чем они отличаются друг от друга.

Слово «инвертор» происходит от латинского «inverto — инверто», обозначающего «переворачивать». Применительно к электрическим преобразователям, инвертором называют такой преобразователь, который, выражаясь простым языком, переворачивает вид тока.

Что это значит? Сегодня повсеместно внедрены сети переменного тока, поэтому принято считать, что первоначальный, исходный вид тока — именно переменный. Для получения постоянного тока из переменного применяются выпрямители.

Первые сетевые блоки питания постоянного напряжения были трансформаторными, где ко вторчной обмотке трансформатора были присоединены как минимум диодный мост и конденсаторный фильтр. На выходе такого блока питания получалось постоянное напряжение, которое позволяло иметь в нагрузке прямой, постоянный ток, то есть не переменный, не синусоидальный, не такой формы ток, как тот, который получается от розетки.

Но что если теперь задаться целью получить из постоянного тока снова исходный переменный? Разумеется, этого не удастся достичь, просто подключив диодный мост и трансформатор задом на перед к источнику постоянного напряжения, допустим к автомобильному аккумулятору или к конденсатору, стоящему на выходе солнечной панели.

Тут то нам и потребуется самостоятельный активный прибор, который сделает нечто, с виду похожее на «переворачивание» выпрямителя. Такой активный прибор, содержащий в себе полупроводниковые ключи, и способный обратно превратить (будто бы перевернуть выпрямитель) постоянный ток в переменный, принято называть инвертором.

Например DC-AC инвертор 12В на 220В позволяет от бортовой сети автомобиля получить переменное напряжение постоянной частоты как в розетке.

Импульсные сварочные аппараты, кстати, называют инверторами, именно потому, что они преобразуют постоянное напряжение, получаемое выпрямлением сетевого напряжения, — в переменное высокой частоты, которое затем выпрямляется, и снова таким образом превращается в постоянное.

Частотный инвертор также превращает постоянное напряжение в переменное требуемой частоты, да еще и с заданным числом фаз и т. д. Таким образом, инвертор в конце концов всегда меняет форму (вид) тока и напряжения, и так исторически сложилось, что инверторами стали называть именно преобразователи постоянного тока в переменный, то есть DC-AC преобразователи.

Что же касается слова «конвертер», то оно происходит от латинского «конвертере», обозначающего изменение или превращение. Как вы видите, данное понятие имеет более широкое значение. Не случайно в состав конвертера зачастую входит и инвертор.

Мы говорим DC-DC конвертер, имея ввиду преобразователь постоянного напряжения одной величины — в постоянное напряжение другой величины. DC-AC инвертор входит в конструкцию такого конвертера в качестве активного промежуточного звена, без которого не обойтись.

Но поскольку входное напряжение постоянное и выходное — тоже постоянное, то вид напряжения не изменяется, то есть прибор ничего не «переворачивает», а поэтому называть его инвертором не будет правильным. Это — конвертер.

Конвертер, как самостоятельное устройство, не изменяет вид тока, а изменяет только его характеристики, например величину действующего напряжения, если речь идет о преобразователе постоянного тока (DC-DC конвертер) или частоту, если речь идет о преобразователе частоты (AC-AC конвертер).

Однако, конвертерами сегодня именуют и AC-DC преобразователи, поскольку переменное напряжение в них сначала всегда выпрямляется, то есть превращается в постоянное, и только затем преобразуется (с помощью инвертора, кстати) в постоянное, но с другим выходным значением.

Источник

Способы получения

Сегодня насчитывается довольно большое количество методов получения переменного тока. Поэтому в рамках статьи мы рассмотрим наиболее интересные с практической точки зрения.

Рамка с магнитами

Для этого вам понадобится рамка из любого металла, концы которой позволяют организовать вращение. С противоположных концов по отношению к рамке устанавливаются два магнита, направленные противоположными полюсами. Следует заметить, что величина переменного тока будет зависеть от сопротивления проводов, поэтому лучше брать изделие большого сечения и с высокой удельной проводимостью. При вращении контура в его электрической сети будет наводится ЭДС, которая и приведет к протеканию переменного тока.

Рис. 1. Рамкой и магнитами

Как видите на рисунке выше, при равномерном максимальном удалении сторон металлического кольца от полюсов магнита величина электродвижущей силы равна нулю, магнитные линии не пересекают проводник. Синусоида напряжения и тока берут начало из нулевой отметки. Затем происходит движение рамки и ЭДС изменяется до тех пор, пока не достигнет своего максимума при оптимальном приближении сторон к магнитам. По мере дальнейшего вращения рамки ее стороны снова будут удаляться от магнитов и переменная ЭДС снова снизится до нуля.

При перемене положения меняется и направление протекания переменного тока, что на графике отображается в виде перехода кривой в отрицательную плоскость графика. Разумеется, для промышленных генераторов такая схема не подходит, поэтому в них используется усовершенствованный принцип.

Асинхронный и синхронный генератор

Асинхронная электрическая машина по своей конструкции схожа с устройством трансформатора. Ее используют для генерации и передачи электроэнергии переменного тока в трехфазных сетях. Как правило, электрическая машина может использоваться и как трехфазный двигатель, и как генератор, многие из них являются обратимыми.

По своему устройству она напоминает рамку, но в трехфазном исполнении – для каждой из фаз в статоре помещается своя катушка, заменяющая один виток кольца. Все обмотки фаз смещены друг относительно друга на 120° в геометрической плоскости.

Рис. 2. Устройство асинхронного генератора

Благодаря физическому смещению обмоток, переменный ток наводится в них с тем запозданием, по отношению к предыдущей фазе, которое требует ротору для преодоления соответствующего расстояния. За счет чего напряжение и ток в каждой из фаз получаются смещенными друг относительно друга. Частота вращения определяет скорость пересечения синусоидой оси абсцисс за единицу времен. В отечественных сетях промышленная частота переменного тока составляет 50Гц.

Рис. 3. Напряжение в трехфазной сети

Однако, как генераторы переменного тока, асинхронные машины имеют ряд недостатков:

  • большие пусковые токи;
  • отставание электродвижущей силы от магнитного поля, которое ее индуцирует;
  • меньшая степень контроля за системой.

Поэтому сейчас довольно часто применяется схема генератора синхронного типа. Конструктивно он схож с предыдущей моделью, с тем отличием, что он имеет дополнительную катушку, подключаемую через скользящий контакт. Она в значительной мере снижает пусковые токи и облегчает работу.

Рис. 4. Схема синхронного генератора

Инвертор

За счет развития технологий, переменный ток в современном мире можно запросто получить не только от трехфазных генераторов. Немаловажную роль играют солнечные электростанции, которые производят постоянный ток, мало применяемый в быту и производстве напрямую. Для преобразования готового постоянного тока в переменный, используются специальные приборы – инверторы.

Рис. 5. Схема инвертора

На рисунке 5 выше приведен пример простейшего инвертора для получения переменного тока. Как видите, постоянное напряжение с батареи подается на пару транзисторов VT1 и VT2. За счет отличий в скорости открытия, один из транзисторов будет открываться раньше и весь ток пойдет через него до получения некоторого прообраза полупериода. Конечно, такая кривая переменного тока будет далека от идеальной синусоиды, но более чем достаточно для повышения величины напряжения на трансформаторе Tr до 220В.

Это наиболее простой вариант преобразования постоянного напряжения в переменное, он может не выдавать одинаковую частоту с индукционными генераторами и рассматривается нами только в качестве примера. Для домашнего и производственного использования выпускают более сложные модели.

Источник

Назначение устройства

Устройство, которое преобразует напряжение, также называют инвертором.

Инвертор — это электронный прибор служащий для трансформации подаваемого на его вход постоянного напряжения в электрический сигнал, изменяющийся по времени с другой величиной амплитуды. То есть если на вход прибора подать постоянный сигнал равный 12 вольт, то на его выходе можно будет получить переменное напряжение 220 вольт.

Принцип работы устройства основан на преобразовании электрической энергии. Существуют приборы как заводского изготовления, так и самодельные, но принцип их работы одинаков. Разница лишь в качестве — надёжности и правильности формы выходного сигнала.

Схемотехника устройств построена на использовании высокочастотных трансформаторов, специализированных микросхем и транзисторов. По виду исполнения схемы инверторы бывают:

  1. Мостовые — в принципиальной схеме такого типа преобразователей не используются трансформаторы. Обычно так изготавливаются устройства с мощностью до 100 ВА.
  2. Трансформаторные — ключевую роль в схеме играет трансформатор, имеющий нулевой вывод. Такая схема несложна, но обычно предназначена для питания устройств, мощность которых не превышает 500 ВА.
  3. Комбинированные — в их схемотехнике используются транзисторы и трансформаторы. Такой подход позволяет создавать преобразователи с широким диапазоном мощностей.

Простая схема переменного источника питания

Если вы новичок и вам нужен источник питания, выходное напряжение которого можно регулировать. Тогда схема регулируемого источника питания — это то, что вам нужно. Но есть много схем в этой категории. Итак, я пытаюсь собрать большинство из них в этот список. Что вы можете выбрать наиболее подходящий для вашего использования и обучения.

Я думаю, что мы должны сначала изучить транзисторные схемы, прежде чем ИС, чтобы понять основы. Но если вы ищете схему, пригодную для практического использования, приоритет следует отдавать схемам IC.

Что такое переменная цепь питания?

1# Схема электроснабжения переменной питания

Блок-схема

Нерегулируемый источник питания

Регулируемое эталонное напряжение

Переводные транзисторы

Защита от перегрузки

Как схема электроэнергии

.

Регулировка и использование

Будьте осторожны Распиновка компонентов

2# 0-20V Переменная Схема блока питания

Как это работает

3# Переменный источник питания 1A, 0-30В

Как это работает

Детали

Список покупок

Создание этого проекта Переменный источник питания 50 В, 3 А

Источник питания LM317 (моя первая схема)

Похожие сообщения

Что такое переменный источник питания?

Блок питания с регулируемым выходным напряжением или током.

Например, вы экспериментируете со схемой, для которой требуется источник питания на 12 В, поэтому вы начинаете искать схему на 12 В. Но вы также хотите знать, работает ли он лучше с источником питания 15 В или 9 В.

Конечно, было бы неудобно иметь 3 блока питания на 9В, 12В и 15В только для пробы. Если только вы не коллекционер блоков питания, как я. LOL

Было бы лучше, если бы вы могли делать все это с помощью всего лишь одного регулируемого источника питания?

Да!

Конечно, он сохранит свою основную особенность, заключающуюся в том, что он поддерживает то же постоянное напряжение, что и обычный источник питания с фиксированной выходной мощностью. Например, когда вы устанавливаете напряжение на 9 В, оно всегда будет оставаться на постоянном уровне 9 В, независимо от того, насколько велика нагрузка.

1# Цепь регулируемого источника питания

Эта схема может выдавать 0–30 В, 2 А. Это может быть лучше всего подходит для вас. Потому что в нем мало деталей, небольших по размеру, а также очень дешевых.

Особенности этого телефона: Постоянное напряжение непрерывно от 0 до 30 вольт. И, подать ток до 2 ампер. И легко помещается в большую профессиональную коробку. Блок питания представляет собой схему, которую легко понять. Потому что есть вполне четкие составляющие.

Мне нравится его изучать. Если я тебе нравлюсь. Посмотрим. Это действительно легко понять?

Блок-схема

См. изображение ниже.

Это блок-схема простой цепи регулируемого источника питания. Позвольте мне объяснить вам, как это работает шаг за шагом.

Нерегулируемый источник питания


Преобразует сеть переменного тока в постоянный ток с более низким напряжением, около 36 В, 2 А. Почти все источники питания будут использовать его.

Я считаю, что вы хорошо использовали и поняли его работу.

Рекомендовано: Принцип работы нерегулируемого источника питания  

Регулируемое опорное напряжение

Электричество делится 2 способами.

Первый способ:
Небольшой ток протекает через регулируемое опорное напряжение.
Определяет уровень выходного напряжения постоянной выходной мощности.
Эта схема состоит из стабилитрона и переменного резистора.

Связанный: Узнать Принцип работы регулятора постоянного напряжения

Силовые транзисторы

Второй способ:
Наибольший ток будет течь через силовой транзистор. Он работает как большой мост для более высокого тока.

И имеет управляемый токоподвод. Для управления максимальным выходным током, 2А.

Читайте также: Простой фиксированный регулятор постоянного тока

Защита от перегрузки

Когда ток превышает 2А. Мощный транзистор работает. Там высокая температура. Пока он не может быть поврежден. А также повредить другие устройства.

Поэтому у нас должна быть секция защиты от перегрузки.

Внутри находится резистор для проверки более высокого тока и транзистор для уменьшения контролируемого тока силового транзистора.

Как работает переменная схема питания

Во-первых, мы подключаем линию переменного тока к схеме включения/выключения SW1 трансформатора T1 и предохранителя F1 к схеме защиты при слишком большом источнике питания.

Рисунок 1. Начало Цепь переменного источника питания 0-30 В 2 А

Здесь показан раздел нерегулируемого источника питания (двухполупериодный выпрямитель).

Во-вторых, T1 снижает напряжение переменного тока 220 В до 24 В 0 24 В.

Затем ток через оба диода D1, D2 к выпрямителям до напряжения постоянного тока.

Затем C1 фильтрует ток в постоянное напряжение около 36 В постоянного тока и макс. 2 А.

Имеется светодиод 1 для индикации включения питания и R1 ограничения тока до безопасного значения.

Rea d следующий: Ограничение тока с помощью резистора

Далее ток поступает на регулируемую секцию.

Опорное напряжение
R2-100 Ом и ZD1-30V соединены вместе как стабилизаторы постоянного тока 30 В .

Переменные резисторы VR1 используются для регулировки выходного напряжения в диапазоне от 0 до 30 В.

Что еще? постоянное напряжение будет управлять базой силового транзистора, ниже!

Имеются транзисторы Q1, Q2 в режиме Дарлингтона. Для привода или увеличения выходного тока до 2А.

Защита от короткого замыкания

Также имеется защита от короткого замыкания, включающая Q3, R3. Как это работает?

Вот пошаговый процесс.

  • Во-первых, нагрузка потребляет слишком много тока.
  • Во-вторых, напряжение на резисторе R3 больше 0,6 В, а также на B-E Q2.
  • Итак, между C-E как замкнутый переключатель. Чтобы остановить запуск Q1 и Q2.
  • И C-E Q2. Это открытый переключатель. Ток тоже можно через него понизить.
  • Таким образом, выходной сигнал является слаботочным для защиты этой цепи.

Примечание: На мой взгляд, эта перегрузочная часть не самая лучшая. Но лучше, чем ничего.

  • Конструкции 0-30В 3A LM723 и 2N3055 Блок питания

Как строится

Сборка схемы очень проста Поскольку устройства меньше Можно собрать вниз на перфорированной плате.

Пока силовой транзистор Q3 – 2N3055 работает, он будет горячим, поэтому мы всегда используем на нем радиатор.

  • 0-300В Высоковольтный источник питания

Следует использовать паяльник малой мощности не более 30 Вт. К пайке ножки транзисторов и диодов.

Настройка и использование

Прототип работает хорошо, имеет пульсации напряжения на выходе менее 1 мВ, а выходное напряжение будет падать ниже 0,1 В

При реальном использовании, несмотря на то, что он выключен, светодиодный индикатор питания все равно загорается на мгновение. Потому что светодиод получает ток от C1, который не разряжается полностью.

Если вы хотите немедленно остановить светодиод. Вы можете переместить R1 и LED1 через вторичную обмотку T1.

  • 0–30 В 5 А Регулируемый источник питания

Затем добавьте диод серии 1N4001 со светодиодом для защиты от обратного напряжения, при котором светодиод может быть поврежден, как показано на рисунке 2

Рисунок 2. Светодиод немедленно отключится при выключении

Если необходимо использовать двойной источник питания (положительная земля и отрицательная клемма) Для тестирования усилителя OCL .

Меняем секцию выпрямителя на новую, с двухполупериодной на мостовую и используем две вторичные катушки; 12В 2А .

Затем заземлите минус и плюс каждого канала, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Питание состоит из двух комплектов с мостовым диодом и конденсатором. 0072

Детали, которые вам нужны

0,25 Вт резисторов, допуск: 5%
R1: 3,3K, 0,25 Вт резистор
R2: 100 Ом, 0,5 Вт резистор
R3: 0,3 Ом 10W Резистор
VR1: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K: 10K. Потенциометр
Электролитические конденсаторы
C1: 2200 мкл 50 В
C2: 220 мкф 50 В
Полупроводники и др.
Q2, Q3: 2N3055 Power NPN Transistor
Q1: BC548, Q3: 2N3055 Power NPN Transistor
Q1: BC548, Q3: 2N3055 Power NPN Transistor
Q1: BC548, Q3: 2N3055. 100 В Диод
D3: 1N4002 1A 100 В Диод
ZD1: 30 В, 1 Вт, стабилитрон
T1: 117 В/230 В переменного тока, первичный, 24 В-0-24 В, 2 А, вторичный трансформатор
S1: тумблер включения/выключения Припой, корпус,

Будьте осторожны Распиновка компонентов

Некоторые детали имеют разные контакты. Нужно только правильно поставить!

Будьте осторожны с выводами компонентов в цепи питания

2# 0–20 В Переменная Схема цепи питания

Это простая схема 0–20 В переменная Схема блока питания при максимальном выходном токе около 1А.

В котором используются обычные компоненты, которые легко купить в любом магазине, и используются транзисторы в качестве основных и управляющих выходным напряжением с помощью потенциометра.


Переменный источник питания 0-20 В Схема цепи

Это также регулируемый источник питания для моделей железных дорог и общих проектов.

Мой друг приходит ко мне. Он приносит много электронных печатных плат. Он спрашивает меня, что нам с ними делать? Это отличная идея для вторичной переработки.

Мне нравится делать проект источника питания постоянного тока. Давайте сделаем простую схему переменного питания 0-20В. Он говорит хорошо, хорошая идея.

Он применит их со старым усилителем мощности , около 40 лет назад. Несмотря на то, что они очень древние, некоторые части все еще имеют множество применений. Нам это нравится.

Как это работает

В приведенной выше схеме, когда сеть 220 В/120 В перем.

Затем трансформатор Т1 меняет 220 В переменного тока примерно до 24 В переменного тока.

После этого выпрямительный мост D1-D4 преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный.

Конденсатор C1 действует как накопительный конденсатор, он фильтрует постоянный ток для сглаживания, как нерегулируемый источник питания .

Теперь у нас есть 36V DC напряжение на C1. Затем это проходит через R1 и оба стабилитрона ZD1 и ZD2, последовательно, каждый стабилитрон 10В. Они являются опорным напряжением. Использование R1 ограничивает ток до ZD1 и ZD2, чтобы поддерживать постоянное напряжение на уровне около 20 В.

Далее это напряжение поступает на базу регулятора Дарлингтона Q1, Q2. Оба транзистора будут увеличивать ток, так что напряжение на R4 или выходе на нагрузку остается постоянным.

Зачем мы добавляем эти компоненты:

  • Потенциометр VR1, регулировка выходного напряжения от 0 В до 20 В
  • Конденсатор C2, падение напряжения на VR1 для стабильного повышения сигнал (переходный шум) в цепи.
  • Диод D5, защита от напряжения обратной связи, которое может убить другие компоненты

Он использует все транзисторы от него. Вместо этого вы можете изменить номер транзистора, такой как TIP41, TIP31, 2SD313 , h2061, 2SC1061 , MJE3055 и другие. Но его ключевой особенностью является минимум , 40В, транзисторы NPN.

Регулируемый источник питания постоянного тока имеет выходное напряжение от 0 В до 20 В при 1 А с трансформатором, рассчитанным на 2 А ; или 0,7А для трансформатора, рассчитанного на 1А.

3# Переменный источник питания 1А, 0-30В

Я покажу вам старую интересную схему. Никаких микросхем, никакого стабилитрона. Но это также постоянное напряжение .

Это простой проект регулируемого источника питания на транзисторах, 0-30В 1А.

Зачем нам это делать?

Это небольшая цепь, дешевая, и ее легко купить.

Принцип работы

Посмотрите, в схему включены 2SC1061 и маленькие транзисторы в качестве основного. Он будет контролировать ток до 1 А.


Принципиальная схема регулируемого источника питания 0-30В 1А на транзисторах

Также еще несколько компонентов. Вы можете отрегулировать выходное напряжение с помощью VR1.

Таким образом, он подходит для изучения базового переменного регулятора.

Что еще?

Детали

ИС (интегральные схемы) так популярны в наш век электроники. Потому что они маленькие, легкие и, возможно, дешевле. Но кому-то это может не понравиться.

Им нравится транзисторные схемы . Потому что, когда он сломан. Мы можем отремонтировать его, заменив всего несколько деталей. Так что это так экономит деньги.

Но если микросхема. Нам нужно изменить IC.

Возможно, это дорого или мы не можем купить его в местных магазинах.

Эта схема представляет собой последовательный режим регулятора, поэтому она имеет высокий КПД.

В первую очередь в цепь поступает сеть переменного тока. Течет в нерегулируемую секцию постоянного тока . К ним относятся T1, D1, D2, D3, D4 и C1. Вы можете прочитать больше о Нерегулируемый источник питания постоянного тока .
Теперь напряжение на C1 составляет около 33 В постоянного тока.

Затем слабый ток поступает на базу Q1 через R1 — токоограничивающий резистор —. Поскольку Q1 и Q3 являются транзисторами эмиттерного повторителя пары Дарлингтона. Это заставляет Q1 и Q3 работать с высоким током.

Некоторый ток проходит через R5 к D5. Напряжение на нем постоянное напряжение , 0,6В.

Через резисторы R3, VR1 и R4 протекает даже небольшой ток. Это схемы делителя напряжения.

VR1, отрегулируйте выходное напряжение. Когда мы настраиваем VR1 для управления током смещения транзистора Q2- BC337 . Он будет управлять током смещения на базе управляющего транзистора Q1.

Для управления Q1 (мощный транзистор) работает с полным током, с регулируемым выходным напряжением от 0 до 30 В.

Вам может понравиться

  • Узнайте, как работает схема регулируемого источника постоянного тока
  • 0072
Списки покупок

0,25 Вт резисторы
R1, R2: 10K
R3, R4: 100 Ом

C1: 2200187

CO1: 2200187 50В 50В. Semiconductors
Q1, Q2: BC337, 50V 800mA NPN Transistor
Q3: 2SC1061 or TIP41 or h2061 or MJE3055, 50V 4A NPN Transistor
D1-D5: 1N4002, 100V 1A Diode
Others
VR1: 10K Potentiometer  
T1: Трансформатор 24В 1А

Создание этого проекта

Сначала соберите все компоненты в макет печатной платы, показанный ниже. Хотя это небольшая цепь. Но всегда будьте осторожны.

Схема печатной платы простого переменного источника питания 0–30 В, 1 А

Во-вторых, введите питание в цепь. Затем с помощью вольтметра измеряют выходное напряжение.

В-третьих, настройте VR1, затем посмотрите на счетчик, который должен меняться по мере того, как мы его настраиваем.

В-четвертых, проверьте подключение нагрузки к цепи. Выходное напряжение должно быть постоянным и не изменяться.

Не забудь. Q3-C1061 должен иметь надлежащий радиатор.

Прочее: Значение переменного источника питания в Википедии

Переменный источник питания 0–30 В при 3 А

Давайте создадим лабораторный источник питания постоянного тока 0–30 В 3 А. Высокоэффективный переменный регулятор с новой схемой с использованием UA723 и TIP3055. Подробнее: Блок питания 0-30В

Блок питания 0-50В 3А Переменный

Соберем схему блока питания 0-50В, 3А. можно регулировать выходное напряжение от 0 В до 50 В с защитой от перегрузки по току при 3 А. Простое линейное питание. Подробнее: Блок питания 0–50 В

Блок питания LM317 (моя первая схема)

Это первый регулируемый блок питания постоянного тока от 1,2 В до 30 В 1 А с использованием LM317. с помощью нескольких частей и простой сборки с компоновкой печатной платы и может точно регулировать выходное напряжение. Подробнее  Блок питания LM317

Apichet Garaipoom

Я люблю электронику. Я изучил их, создавая проекты «Электронные схемы» и «Простые», чтобы учить своих детей. Самое главное, я надеюсь, что наш опыт на этом сайте будет вам полезен.

Спасибо за поддержку. 🙂

Похожие посты

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь делать электронику Обучение легким .

Как сделать регулируемый источник питания?

Хамза Икбал, 28 октября 2019 г.

6 минут чтения

Каждому электрическому компоненту земного шара прямо или косвенно требуется питание для работы. Для подачи необходимой мощности используется устройство, известное как источник питания. Блок питания — это электрическая единица, работа которой заключается в обеспечении питания электрических нагрузок. Функция источника питания состоит в том, чтобы получать входное напряжение от источника и подавать необходимое напряжение для питания нагрузок, подключенных к выходной клемме. Блок питания общего назначения используется в домах, офисах, колледжах и т. д. Он получает входное напряжение 220 В от сети и имеет различные выходные клеммы для питания нагрузок, не требующих высокого напряжения. Выходной терминал в основном фиксированный 5В, 12В и переменный 0-30В.

Блок питания

Блок питания является наиболее важной частью любого проекта для работы всего оборудования. Давайте начнем и соберем еще немного данных, чтобы начать проект. Для этого проекта мы изготовим печатную плату (PCB).

Шаг 1. Сбор компонентов

Лучший способ начать любой проект — составить полный список компонентов. Это не только разумный способ начать проект, но и избавляет нас от многих неудобств в середине проекта. Список компонентов, которые очень легко доступны на рынке, приведен ниже:

  • Step Down Transformer
  • 1n4007 (4 Pieces)
  • 7805 Voltage Regulator
  • LM317 Voltage Regulator
  • 2200uF Capacitor
  • 100F Capacitor
  • 0.33uF Capacitor
  • 240 Ohm Resistor
  • 10k Ohm Potentiometer
  • Printed Circuit Плата
  • Комплект паяльника
  • Малая дрель
  • FECl3

Шаг 2: Изучение компонентов

Теперь у нас есть полный список всех компонентов, давайте перейдем на шаг вперед и пройдемся по краткому описанию. изучение всех составляющих.

A Трансформатор — это пассивное электрическое устройство, которое используется для повышения или понижения переменного напряжения в электроэнергетических приложениях. Существует два типа трансформаторов: понижающий трансформатор и повышающий трансформатор. Здесь мы используем понижающий трансформатор. этот тип трансформатора чаще всего используется в бытовых приборах, поскольку он снижает высокое напряжение от сети до 12 В. Сначала создается схема, а затем она запускает все измерения. Базовая конструкция трансформатора состоит из катушки и двух обмоток, первичной обмотки и вторичной обмотки. В понижающем трансформаторе первичные обмотки больше, чем вторичные обмотки, что помогает снизить первичное напряжение до вторичного напряжения.

Трансформатор

Диод — это электрический компонент, задачей которого является проведение однонаправленного тока. Мы сделали выпрямительный мост, используя четыре диода в нашей схеме. Мостовой выпрямитель представляет собой двухполупериодный выпрямитель, который преобразует переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Когда переменное напряжение проходит через мостовой выпрямитель, в течение первого полупериода два его диода становятся смещенными в прямом направлении, а два из них — в обратном, что приводит к проводимости одного цикла. во время второго полупериода диоды, которые раньше были смещены в обратном направлении, теперь становятся смещенными в прямом направлении, а два других становятся смещенными в обратном направлении, что делает другой полупериод положительным. Конечным результатом является волна постоянного тока.

Мостовой выпрямитель

7805 Регулятор напряжения: Регуляторы напряжения играют важную роль в электрических цепях. Даже при колебаниях входного напряжения этот регулятор напряжения обеспечивает постоянное выходное напряжение. Мы можем найти применение микросхеме 7805 в большинстве проектов. Название 7805 имеет два значения: «78» означает, что это стабилизатор положительного напряжения, а «05» означает, что он обеспечивает 5 В на выходе. Таким образом, наш стабилизатор напряжения обеспечит выходное напряжение +5 В. Эта микросхема может выдерживать ток около 1,5 А. Радиатор рекомендуется для проектов, которые потребляют больше тока. Например, если входное напряжение 12 В, а вы потребляете 1 А, то (12-5) * 1 = 7 Вт. Эти 7 Вт будут рассеиваться в виде тепла.

Регулятор напряжения

LM317  также является регулятором напряжения, но не фиксированным. Это регулируемый линейный регулятор напряжения. Он может выдерживать ток до 1,5 А и регулировать напряжение от 1,25 В до примерно 37 В. Для изменения напряжения требуется внешнее сопротивление. Он имеет множество применений, например, он используется в драйверах двигателей, блоках питания, зарядных устройствах, коммутаторах Ethernet и т. д.

LM317

Шаг 3: Моделирование схемы

Перед созданием схемы лучше смоделировать и проверить все показания на софте. Программное обеспечение, которое мы собираемся использовать, это Дизайнерский набор Proteus . Proteus — это программа для моделирования электронных схем. Сначала создается схема, а затем она запускает все измерения. Базовая конструкция трансформатора состоит из катушки и двух обмоток, первичной обмотки и вторичной обмотки. В понижающем трансформаторе первичные обмотки больше, чем вторичные обмотки, что помогает снизить первичное напряжение до вторичного напряжения.

Чтобы загрузить программное обеспечение, нажмите здесь.

  1. После загрузки и установки программного обеспечения Proteus откройте его. Откройте новую схему, щелкнув значок ISIS  в меню. ISIS
  2. Когда появится новая схема, щелкните значок в боковом меню. Откроется окно, в котором вы можете выбрать все компоненты, которые будут использоваться. Новая схема
  3. Теперь введите название компонентов, которые будут использоваться для создания схемы. Компонент появится в списке справа. Поиск компонентов
  4. Таким же образом, как описано выше, ищите все компоненты. Они появятся в Devices List.components List
  5. Теперь пока мы сделали всю схему на софте. Давайте смоделируем его, чтобы проверить, является ли результат, который мы получаем, желаемым или нет. Мы хотим получить фиксированные 5 В на одном выводе и переменные от 0 до 12 В на втором выводе. Для этого подключим вольтметр и снимем все показания. Во-первых, мы установим напряжение основного источника переменного напряжения   на 220 В и его частоту на 50 Гц. Чтобы изменить выход второго терминала, мы сдвинем ручку pot-hg  , который является нашим переменным сопротивлением. Снятие показаний

Шаг 4: Разводка печатной платы

Поскольку мы собираемся сделать аппаратную схему на печатной плате, нам нужно сначала сделать разводку печатной платы для этой схемы.

  1. Чтобы сделать компоновку печатной платы в Proteus, нам сначала нужно назначить пакеты печатных плат каждому компоненту на схеме. чтобы назначить пакеты, щелкните правой кнопкой мыши компонент, которому вы хотите назначить пакет, и выберите Инструмент упаковки. Назначить пакеты
  2. Нажмите на опцию ARIES в верхнем меню, чтобы открыть схему печатной платы.
  3. Нажмите на режим отслеживания и соедините все контакты, которые программа предлагает вам подключить, указывая стрелкой.
  4. Когда вся компоновка будет сделана, она будет выглядеть так. Компоновка печатной платы

Шаг 5: Изготовление аппаратных средств

Теперь мы смоделировали схему в программном обеспечении, и она отлично работает. Теперь давайте продолжим и разместим компоненты на печатной плате. PCB — это печатная плата. Это плата, полностью покрытая медью с одной стороны и полностью изолированная с другой. Изготовление схемы на печатной плате — сравнительно длительный процесс. После того, как схема смоделирована в программном обеспечении и сделана разводка ее печатной платы, схема распечатывается на масляной бумаге. Перед размещением масляной бумаги на плате печатной платы используйте скребок для печатных плат, чтобы потереть плату так, чтобы слой меди на плате уменьшился с верхней части платы.

Удаление медного слоя

Затем масляная бумага помещается на печатную плату и проглаживается утюгом до тех пор, пока схема не будет напечатана на плате (это занимает примерно пять минут).

Проглаживание печатной платы

Теперь, когда схема напечатана на плате, ее погружают в раствор горячей воды FeCl 3 , чтобы удалить лишнюю медь с платы, останется только медь под печатной платой.

Травление печатной платы

 

После этого потрите печатную плату скребком, чтобы проводка была видна. Теперь просверлите отверстия в соответствующих местах и ​​поместите компоненты на печатную плату.

Сверление отверстий в печатной плате

Припаяйте компоненты к плате. Наконец, проверьте непрерывность цепи и, если в каком-либо месте возникает разрыв, отсоедините компоненты и соедините их снова.

Проверка целостности цепи

Шаг 6. Проверка цепи

Теперь оборудование полностью готово. Запустим тест и измерим напряжения. подключите первичные клеммы трансформатора к источнику питания, чтобы включить его. Подключите светодиод с резистором 1 кОм к выходной клемме 5 В источника питания и небольшой двигатель постоянного тока к переменной выходной клемме. Включите питание, и вы увидите, что светодиод загорится. Чтобы проверить переменное напряжение, поменяйте ручку переменного резистора. При изменении сопротивления переменного резистора должна измениться скорость двигателя. Если все это происходит, значит, мы сделали хороший блок питания, который можно использовать для разных целей, например, для зарядки аккумуляторов, выполнения небольших школьных проектов, включения игрушек и т. д.

Метод получения постоянного тока | Tech

Электронное устройство работает на постоянном токе

Электронные устройства обычно работают на постоянном токе. Это характерно для бытовой техники, такой как смартфоны, компьютеры, телевизоры, холодильники и кондиционеры, а также для автомобильных устройств и производственных роботов, работающих внутри заводов. Однако не только эти электронные устройства работают при разных напряжениях, но и внутри одного электронного устройства требуемое напряжение меняется в зависимости от схемы. Итак, необходимо не только преобразовывать переменный ток розетки в постоянный, но и преобразовывать его в необходимое напряжение и подавать в цепь.

Кроме того, переменный ток изменяет напряжение со временем. Преобразование переменного тока в постоянный приведет к тому, что цепь станет нестабильной из-за колебаний напряжения, поэтому преобразование в стабильное напряжение становится необходимым.

Преобразование переменного тока в стабильный постоянный ток

Итак, мы представляем, как получить стабильное напряжение постоянного тока. Чтобы преобразовать мощность переменного тока, поступающую из сети энергокомпании, в мощность постоянного тока, преобразуйте напряжение с помощью трансформатора, а затем преобразуйте переменный ток в постоянный с помощью схемы выпрямителя. Однако, поскольку выход схемы выпрямителя имеет форму синусоиды и имеются колебания напряжения, необходимо дополнительно пройти сглаживающую схему, чтобы преобразовать ее в стабильный источник питания постоянного тока.

Основные шаги для получения стабильного напряжения постоянного тока показаны на рисунке. Однако получить полностью стабильное постоянное напряжение невозможно. Для извлечения стабильного постоянного напряжения из коммерческого источника питания требуются дополнительные шаги, и есть два способа. Один представляет собой линейный источник питания, а другой — импульсный источник питания.

Линейный источник питания

Первый — это линейный блок питания. Резистор используется для устранения и стабилизации избыточного напряжения путем сравнения нестабильного постоянного напряжения, полученного от промышленного источника питания, с эталонным напряжением. Хотя это можно реализовать дешево и просто, используя только резисторы, дополнительное напряжение выделяется в виде тепла, поэтому важно контролировать тепло в цепи. Кроме того, его нельзя использовать в схемах, чувствительных к нагреву.

Импульсный блок питания

Другой импульсный блок питания. Изменяют ширину импульса с помощью схемы включения, высокочастотного трансформатора, схемы выпрямителя, схемы сглаживания без резистора, при этом сравнивают нестабильное постоянное напряжение, извлеченное из промышленного источника питания, с опорным напряжением. Хотя выделение тепла можно подавить, не используя резистор, возникает шум, поэтому необходимо удалить этот шум. Импульсные источники питания отличаются низким энергопотреблением по сравнению с линейными источниками питания. Это источник энергии, изначально созданный в результате космических разработок НАСА. Космический аппарат не может тратить энергию в космос, где трудно выделять тепло. Он был разработан как источник энергии для использования энергии без отработанного тепла для спутников и космических аппаратов, работающих в космосе.

Основа линейного источника питания

Как указано в предыдущем абзаце, линейный источник питания — это метод получения постоянного тока при одновременном снятии дополнительного напряжения с переменного тока. Таким образом, вы можете получить только напряжение ниже исходного. Линейные источники питания стабилизируются в обход цепи управления после сглаживающей цепи. В этой части она стабилизируется за счет высвобождения избыточного тока напряжения, которое не удалось выровнять в сглаживающей цепи в виде тепла. В этой схеме есть два пути. Один — шунтирующий регулятор, а другой — последовательный регулятор.

Шунтовой регулятор состоит из резистора (R1) и стабилитрона в качестве диода регулятора напряжения (ZD), соединенных параллельно. Когда постоянное напряжение на выходе изменяется, шунтирующий регулятор сначала преобразует его в напряжение, которое должно быть выдано резистором, чтобы стабилизировать напряжение и разделить его на выходной ток и избыточный ток. Избыточный ток направляется на стабилитрон, где он расходуется в виде тепла. Когда входное напряжение колеблется, значение тока, выходящего из резистора, колеблется. Изменяя значение сопротивления диода постоянного напряжения, стабилизация достигается за счет того, что значение выходного тока остается постоянным.

С другой стороны, в последовательном регуляторе ток протекает через транзистор (Tr), который является элементом преобразования энергии. В этом транзисторе флуктуирующее напряжение заменяется постоянным напряжением. Он называется последовательным регулятором, потому что транзистор подключен последовательно к выходной стороне. В этом случае требуется опорное напряжение, чтобы заставить транзистор колебаться, чтобы поддерживать постоянное напряжение. Поэтому схема управления подключена параллельно транзистору, имеющему ту же схему схемы, что и шунтовой регулятор, как видно из рисунка. Разница в том, что это всего лишь транзистор, который стабилизирует напряжение за счет тепловыделения.

Преимущество регуляторов серии

заключается в более низком уровне шума и пульсаций, а также в стабильности по сравнению с шунтирующими регуляторами. В любом случае, линейный источник питания имеет простую схему и имеет недостаток, связанный с выделением тепла, но он может недорого производить постоянное напряжение.

Основа импульсного источника питания

Импульсный источник питания был разработан для решения проблемы, заключающейся в том, что структура была простой, но выделялась большая теплота по сравнению с линейным источником питания. В структуре импульсного источника питания используется электромагнитная индукция путем создания трансформатора (две катушки), который преобразует напряжение в частоту выше, чем у коммерческого источника питания. Это делается путем подачи импульса тока путем замыкания и размыкания цепи с помощью переключателя (S).

Существует два способа создания этого импульса: ШИМ (широтно-импульсная модуляция) и ЧИМ (частотно-импульсная модуляция). ШИМ — это метод управления путем изменения ширины импульса в соответствии с величиной постоянного напряжения при сохранении постоянной частоты. Хотя пульсации меньше, чем выходное напряжение, потребляемая мощность увеличивается. Он также характеризуется высокой отзывчивостью на нагрузку.

С другой стороны, энергопотребление может быть ниже на низких частотах, и PFM может быть выгодным, но когда реакция на колебания нагрузки медленная, пульсации будут больше. Эти характеристики обычно оцениваются, и PWM в основном используется в импульсных источниках питания, но PFM используется при небольшой нагрузке. Ну, есть два типа импульсных источников питания: неизолированное управление инвертором и изолированное управление трансформатором. Управление прерывателем сначала преобразует нестабильное постоянное напряжение в переменное напряжение (высокой частоты) от нескольких десятков кГц до нескольких МГц, частота которого намного выше, чем коммерческое переменное напряжение. С момента отключения питания он получил название «управление прерывателем».

В управлении инвертором поддерживается как повышение, так и понижение за счет использования характеристик дроссельной катушки (за счет самоиндукции), а затем получается стабильное постоянное напряжение за счет включения схемы управления и схемы сглаживания.

С другой стороны, в управлении трансформатором взаимная индукция высокочастотного трансформатора используется для той же роли, что и дроссельная катушка системы прерывателя.

Связанные технические статьи

  • Что такое блок питания? (Базовые знания)
  • Что такое блок питания постоянного тока? (Базовые знания)
  • В чем разница между источником питания постоянного напряжения и источником постоянного тока? Давайте разберемся с основным принципом
  • Принципы пайки (важно при производстве устройств электропитания)
  • Для новых инженеров-электронщиков: безопасное использование источника питания

Рекомендуемые продукты

Компания Matsusada Precision предлагает как серийные блоки питания постоянного тока регуляторного типа, так и блоки питания постоянного тока импульсного типа в зависимости от области применения.

Ссылка (японский сайт)

  • https://www.matsusada.co.jp/column/column-dc-power.html

Variable Power Supply Circuits — Circuits Geek

Вы когда-нибудь пытались разработать регулируемый источник питания? В этой статье описывается, как спроектировать переменную схему источника питания. До сих пор мы видели много схем питания, но главное преимущество этой схемы питания заключается в том, что она может изменять выходное напряжение и выходной ток.

Сделай сам — как работает схема зарядного устройства мобильного телефона?

Переменное питание, которое может варьироваться от 1,2 В до 30 В при токе 1 ампер

Выходной видеосигнал
Принципиальная схема

Переменный источник питания постоянного тока очень важен для проектов в области электроники, прототипирования и любителей. Для меньших напряжений мы обычно используем батареи в качестве надежного источника.

Вместо батарей с ограниченным сроком службы можно использовать переменный источник питания постоянного тока, реализованный в этом проекте.

Прочный, надежный и простой в использовании регулируемый источник постоянного тока. Схема работает следующим образом.

Трансформатор используется для понижения напряжения питания переменного тока до 24 В при 2 А. Мостовой выпрямитель используется для преобразования этого напряжения в постоянное.

Этот пульсирующий постоянный ток фильтруется с помощью конденсатора, чтобы получить чистый постоянный ток, и подается на LM317, который представляет собой микросхему регулятора переменного напряжения.

Для изменения выходного напряжения используются два переменных резистора номиналами 1 кОм и 10 кОм. POT 10 кОм используется для больших изменений напряжения, а POT 1 кОм используется для точной регулировки.

В зависимости от настроек POT, контакт ADJ микросхемы LM317 получает небольшую часть выходного напряжения в качестве обратной связи, и выходное напряжение изменяется.

На выходе стабилизатора напряжения используется конденсатор, чтобы выходное напряжение не имело скачков.

С помощью этого регулируемого источника питания постоянного тока выходное напряжение может изменяться от 1,2 В до 30 В при токе 1 А. Эту схему можно использовать как надежный источник постоянного тока и заменить батареи.

Важно прикрепить стабилизатор напряжения IC LM317 к радиатору, так как во время работы он нагревается.

Примечание

В приведенной выше схеме используется только трансформатор 15 В на входе, поэтому его можно изменять максимально до 15 В. Чтобы увеличить до 30 В, необходимо применить входное напряжение 30 В.

0–28 В, 6–8 А Схема блока питания с использованием LM317 и 2N3055

Эта конструкция может выдавать ток 20 А с небольшими изменениями (используйте подходящий трансформатор и огромный радиатор с вентилятором). В этой схеме требуется огромный радиатор, так как транзисторы 2N3055 выделяют большое количество тепла при полной нагрузке.

Компоненты схемы
  • Понижающий трансформатор 30 В, 6 А
  • Предохранитель F1 — 1 А
  • Предохранитель F2 — 10 А
  • Резистор R1 (2,5 Вт) – 2,2 кОм
  • Резистор R2 – 240 Ом
  • Резистор R3, R4 (10 Вт) – 0,1 Ом
  • Резистор R7 –
  • 6,8 кОм
  • Резистор R8 – 10 кОм
  • Резистор R9 (0,5 Вт) – 47 Ом
  • Резистор R10 – 8,2K
  • Конденсаторы С1, С7, С9 – 47 нФ
  • Электролитический конденсатор C2 – 4700 мкФ/50 В
  • С3, С5 – 10 мкФ/50 В
  • С4, С6 – 100 нФ
  • С8 — 330 мкФ/50 В
  • С10 – 1 мкФ/16 В
  • Диод D5 – 1n4148 или 1n4448 или 1n4151
  • Д6 – 1N4001
  • Д10 – 1N5401
  • D11 – красный светодиод
  • Д7, Д8, Д9 – 1N4001
  • Регулируемый регулятор напряжения LM317
  • Горшок RV1 – 5k
  • Pot RV2 – 47 Ом или 220 Ом, 1 Вт
  • Горшок RV3 – триммер на 10 тысяч
Схема

Хотя регулятор напряжения LM317 защищает цепь от перегрева и перегрузки, предохранители F1 и F2 используются для защиты цепи питания. Выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 составляет около 42,30 В (30 вольт * SQR2 = 30 В * 1,41 = 42,30).

Итак, нам нужно использовать все конденсаторы, которые рассчитаны на 50 В в цепи. Pot RV1 позволяет нам изменять выходное напряжение в диапазоне от 0 до 28 В. Минимальное выходное напряжение регулятора напряжения LM317 1,2В.

Для получения на выходе 0В используем 3 диода D7, D8 и D9. Здесь транзисторы 2N3055 используются для получения большего тока.

Pot RV2 используется для установки максимального тока, доступного на выходе. Если вы используете потенциометр 100 Ом/1 Вт, то выходной ток ограничен 3 А при 47 Ом и 1 А при 100 Ом.

Регулятор напряжения LM317

LM317 представляет собой 3-контактный регулируемый регулятор напряжения. Этот регулятор обеспечивает выходное напряжение в диапазоне от 1,2 В до 37 В при 1,5 А. Эта ИС проста в использовании и требует всего два резистора для обеспечения переменного питания.

Он обеспечивает внутреннее ограничение тока, отключение при перегреве, а также обеспечивает большее регулирование сети и нагрузки по сравнению с фиксированными регуляторами напряжения. Из-за всех этих особенностей эти ИС в основном используются в различных приложениях.

0–28 В, 6–8 А Применение в цепи питания
  • Используется в различных усилителях мощности и генераторах для обеспечения питания постоянным током.
  • Эта схема используется в приборах
  • Используется в качестве RPS (регулируемого источника питания) для подачи постоянного тока на различные электронные схемы.
Примечание

Эта схема изучена теоретически и может потребовать некоторых изменений для практической реализации.

Цепь регулируемого источника питания от регулятора постоянного напряжения

Регулятор постоянного напряжения используется для обеспечения фиксированного напряжения на выходной клемме и не зависит от подаваемого входного напряжения. Вот схема, создающая переменное напряжение. Блок питания разработан с использованием стабилизаторов фиксированного напряжения.

Принципиальная схема

Рабочий
  • Мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный.
  • Затем напряжение подается на регулятор напряжения 7805.
  • Выход регулятора можно изменять, изменяя сопротивление, подключенное к общему выводу 7805.
Как рассчитать значение сопротивления для различного напряжения?

Представьте, что сопротивление резистора, подключенного между клеммой связи и выходной клеммой регулятора, составляет 470 Ом (R1). Это означает, что значение тока составляет 10,6 мА (поскольку V = 5 В, кроме того, V = IR), существующее между com и выходом. Между поворотным переключателем и массой имеется ток в режиме ожидания около 2,5 мА.

Таким образом, доступно около 13,1 мА общего тока. Теперь предположим, что от схемы нам нужно от 5В до 12В. С выхода регулятора мы напрямую получили минимум 5В. В то время как если есть потребность в 12В, то между com и выходом имеется 5В, а для остальных 7В нам нужно подобрать соответствующий номинал резистора.

Здесь R=?

V = 7 В

I = 13,1 мА

Следовательно, V = I*R

R = 543 Ом

Следовательно, мы должны подключить резистор 543 Ом с сопротивлением 470 Ом, чтобы получить требуемый выход, т. е. 12 В. Хотя нам трудно получить такое значение резистора на рынке, поэтому мы можем использовать ближайшее значение резистора, то есть 560 Ом.

Теперь, если мы хотим иметь какое-то другое напряжение от 5В до 12В, тогда мы должны подключить резистор другого номинала.
Предположим, нам нужно 6 В, тогда

В = 6 В

I = 10,6 мА

R = 6 В/10,6 мА

R = 566 Ом

Но резистор R1 уже на 470 Ом, следовательно, уже подключен к цепи для 6 В значение резистора будет примерно 100 Ом (566-470 = 96). Таким же образом для разных напряжений будут рассчитаны разные значения сопротивления.

Несмотря на разные номиналы резисторов, в схеме можно использовать переменный резистор для получения другого значения напряжения.

Связанный артикул

  • Источник бесперебойного питания

 

Блок питания постоянного тока с переменным током/напряжением

Для питания электронных схем или при тестировании требуются различные диапазоны напряжения-ампер/мощности. Мы не можем обеспечить эту мощность от одной батареи. Либо надо ставить понижающий преобразователь, либо линейный стабилизатор напряжения. Но большинство недорогих понижающих преобразователей имеют ограничение по току не более 2 ампер.

Детали

Для питания электронных схем или при тестировании требуются различные диапазоны напряжения-ампер/мощности. Мы не можем обеспечить эту мощность от одной батареи. Либо надо ставить понижающий преобразователь, либо линейный стабилизатор напряжения. Но большинство недорогих понижающих преобразователей имеют ограничение по току не более 2 ампер.

Когда речь идет о нагрузке с низким сопротивлением, потребляемая мощность увеличивается, и понижающий преобразователь автоматически отключается. Что делать, если нам нужно питать нагрузку большими амперами при желаемом напряжении.

Настольные источники питания могут быть лучшим вариантом в этом случае. Большинство настольных источников питания имеют стабилизатор настройки постоянного тока/напряжения, большой экран и мощный импульсный источник питания. Но из-за дороговизны и доступности как-то вообще не возможно купить.

Настольные источники питания:

Энергия переменного тока преобразуется в постоянный ток через SMPS, а затем подается в схему контроллера. Который используется для внесения желаемых изменений в напряжение питания и ток. Чувствительный вольтметр подключен параллельно к выходу для измерения напряжения, а амперметр последовательно с одной выходной клеммой для измерения тока. Который является основным дисплеем блоков питания стенда. Некоторые из них также поставляются с измерением мощности.

Мощность = Напряжение*Ток

Таким образом, небольшой микроконтроллер используется для расчета значений, вычисления значений и отображения значений.

Наша установка:

Вместо того, чтобы делать SMPS, мы можем заказать его подешевле, а затем подключить схему контроллера, чтобы сделать собственный настольный источник питания с функциями постоянного тока и напряжения. Мы можем использовать мощный транзистор для переключения с линейным регулятором напряжения. Который может дать максимальный выход постоянных 10 ампер при большой нагрузке. Теперь, переходя к части дисплея, мы можем использовать 2 мультиметра, один в режиме измерения напряжения, другой в режиме тока. Или купите дешевый дисплей для измерения напряжения и тока.

Components required:

1) TIP3055 Power Transistor

2) 0.5ohms resistor 5watts

3) 10k, 4.7k potentiometer

4) LM317 Voltage regulator

5) 1k, 220R Resistors

6) Транзистор BD139

6) Конденсатор 100 нФ

7) Электролитический конденсатор 3500 мкФ (50 В)

8)) Заказная печатная плата (PCBWAY)

Принципиальная схема:

Подключите все схемы в соответствии со схемой. Потенциометр 4,7k используется для регулировки тока и 10k для настройки напряжения. Я всегда рекомендую использовать эту схему только с источником питания SMPS или линейным блоком питания с высокой степенью фильтрации. Чрезмерная пульсация может вызвать проблемы и со временем изменить отрегулированные настройки.

Конструкции печатных плат:

В соответствии со схемой я разработал макет печатной платы, и если вы хотите использовать то же самое, вы можете загрузить файлы Gerber отсюда.

Я использовал печатные платы 1,6 мм синего цвета и платы Hasl. Эти печатные платы производятся компанией PCBWAY, и качество, которое они предлагают в этом ценовом диапазоне, абсолютно превосходно. Зарегистрируйтесь в PCBWAY отсюда и получите бесплатные купоны для печатных плат. Если вы хотите узнать больше о PCBWAY и услугах, прочитайте эту статью здесь «Почему я выбираю PCBWAY для своих проектов».

В проектах печатных плат я также добавил функцию добавления измерителей напряжения и тока. Как вы знаете, вольтметр может быть подключен параллельно с выходом для отображения значения выходного напряжения. Точно так же амперметр можно подключить последовательно, и если вы пока не хотите использовать амперметр, просто замкните эти два контакта куском провода.

Сборка:

Сначала я собрал небольшие компоненты Резисторы/диоды, а затем конденсаторы и другие резисторы большой мощности. После пайки всех этих компонентов я разместил основные силовые транзисторы и припаял их на место.

Постоянный ток 5-10 ампер слишком велик и вызывает нагрев транзисторов. Поэтому нам нужен большой радиатор с подходящей пастой и листами слюды для изоляции.

Рабочий:

Может регулировать силу тока от 0 до 10 ампер в диапазоне напряжения от 0 до 30 вольт. Если вы хотите проверить действие, то высокая мощность нагрузки может показать вам правильные результаты.

А вот для теста мы использовали этот двигатель DC775. И наша схема справляется с этим очень точно.

Как заказать печатную плату в компании PCBWAY:

Сначала перейдите к…

Подробнее »

Посмотреть все детали

Нравится этот проект?

Делиться

Регулируемый источник питания

Отказ от ответственности:
1. Это руководство предназначено только для образовательных целей, и ни автор, ни этот веб-сайт не дают никаких гарантий, заявлений или гарантий в отношении информации, содержащейся в нем, или любого продукта, основанного на этом руководстве, или использования каких-либо компонентов или схемы.
2. — Этот проект был представлен в EE458 —  Design of Power System Components — class Калифорнийского государственного университета, Лонг-Бич. — Так что обязательно цитируйте!
Образец цитирования APA:
Двухполярный переменный линейный источник питания. (2019, 27 декабря). Получено ММ/ДД/ГГГГ с https://www.fwdskillzone.com/variable-power-supply.html.​

Обзор:
Почти все электронные устройства и инструменты питаются от источника постоянного тока. Этот источник постоянного тока может быть либо батареей, либо источником питания; однако для этих электронных устройств требуются не только источники постоянного напряжения, но и фильтруемое и регулируемое напряжение. Существуют различные типы источников питания, но этот проект охватывает проектирование и строительство только линейного источника питания. Линейный источник питания (LPS) — это тип источника питания, который используется в приложениях, требующих низкого уровня шума или очень низкого энергопотребления. Эта конструкция является идеальным подходом, когда простой трансформаторный выпрямитель достаточен для обеспечения недорогого решения.

Линейный источник питания с двойной полярностью и переменной полярностью

Цели:
Целью данного проекта является разработка и создание линейного источника питания с двойной полярностью и переменной полярностью с внешним 5-вольтовым портом универсальной последовательной шины (USB), фиксированным ± 12 В, и переменный выход от 1,25 В до 10 В при максимальном токе 1 А.
Теория:
Теория, лежащая в основе разработки этого DPV-LPS, состоит в использовании трансформатора для понижения входного напряжения 120 В переменного тока до 24 В переменного тока, за которым следует мостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов, которые преобразуют переменное напряжение в пульсирующее ОКРУГ КОЛУМБИЯ. Затем, используя конденсатор(ы), пульсирующий постоянный ток преобразуется в чистый постоянный ток. Конденсаторы выходного фильтра сглаживают пульсации на выходе постоянного тока. Наконец, регуляторы напряжения используются для получения различных выходных напряжений и для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения на выходе.

Основные компоненты:
Трансформатор: Для понижения напряжения со 120 В до 24 В
Трансформатор играет ключевую роль в конструкции источника питания постоянного тока. В этой конструкции используется понижающий трансформатор с центральным отводом, который снижает напряжение 120 В, поступающее от настенной розетки, до 24 В с максимальным током 1 А. Этот тип трансформатора называется центральным отводом, потому что два внешних отвода (общая обмотка) трансформатора дают общее напряжение на трансформаторе, а половина общего напряжения измеряется от каждого внешнего отвода до центрального вывода. Например, напряжение на двух внешних ответвлениях (обмотка в целом) трансформатора, который используется для этого проекта, составляет 24 В переменного тока, и оно обеспечивает 12 В переменного тока от каждого внешнего ответвления к центральному ответвлению (половина обмотки). Эти два источника питания 12 В переменного тока не совпадают по фазе на 180 градусов друг с другом; следовательно, легко получить положительное и отрицательное 12-вольтовые требования.

XFMR с центральным отводом и формы выходных сигналов

Для трансформатора с центральным отводом, показанного выше, выход представляет собой синусоидальную волну с центром вокруг нуля вольт. Пиковое напряжение Vpk в 1,414 раза (квадратный корень из 2) превышает среднеквадратичное значение выходного напряжения трансформатора. Тогда для трансформатора 120 В: 24 В пиковое напряжение будет 1,414 умножить на 24 = 33,94 В на внешних концах трансформатора. Трансформатор также будет иметь потери в обмотках; однако трансформатор, рассчитанный на 120 В: 24 В при 1 А, обычно обеспечивает выходное среднеквадратичное значение более 30 В. Таким образом, этот трансформатор идеально подходит для этого проекта, так как выходное напряжение будет выше, чем нам нужно.

Выпрямитель: Для преобразования переменного тока в постоянный
Преобразование переменного тока в постоянный требует использования трансформатора и выпрямителя, как показано на рисунке ниже. Трансформатор повышает или понижает напряжение в зависимости от требований; а выпрямитель удаляет отрицательный цикл входного сигнала, в результате чего на выходе остается только положительное напряжение. На приведенной ниже схеме показан мостовой выпрямитель, питаемый от трансформатора с центральным отводом.

Center Tap XFMR и мостовой выпрямитель (без фильтрации) и выходные сигналы


Фильтр или сглаживающий конденсатор(ы):
Для уменьшения пульсаций переменного тока в постоянном напряжении
большая нежелательная составляющая переменного тока. Схема выпрямителя без фильтра дает пульсирующий выходной сигнал. Это флуктуация может быть уменьшена, если часть энергии может храниться в конденсаторе, пока выпрямитель вырабатывает импульсы, и если разрешается разряжать конденсатор между импульсами. Вот где на помощь приходит использование фильтрующего конденсатора. Конденсатор, установленный параллельно нагрузочному резистору, уменьшает пульсирующее действие выходной волны выпрямителя. Затем конденсатор фильтра быстро заряжается и медленно разряжается; в результате он сгладит форму волны.

Мостовой выпрямитель (отфильтрованный) и выходные сигналы


Регуляторы напряжения : Для обеспечения регулируемого выходного напряжения нагрузка или колебания температуры. Регуляторы напряжения поддерживают постоянный уровень напряжения независимо от колебаний входного напряжения. В зависимости от конструкции для обеспечения желаемого выходного напряжения может использоваться регулятор. Этот регулятор напряжения может использовать как простую конструкцию с прямой, так и отрицательной обратной связью. Для этого проекта используются следующие три типа регуляторов напряжения: LM7912, LM7812 и LM317.

LM78XX и LM79XX представляют собой трехвыводные стабилизаторы с корпусом TO-220 для проходных отверстий. Эти регуляторы имеют фиксированное выходное напряжение, что делает их полезными в широком диапазоне применений. Согласно техническому описанию, эти регуляторы напряжения имеют внутреннее ограничение тока, тепловое отключение и схемы защиты безопасной зоны. Кроме того, с соответствующим радиатором они могут обеспечивать регулируемое напряжение с выходным током более 1 А. Точно так же регулятор напряжения LM317 выпускается в корпусах TO-220 и предназначен для использования в качестве положительно регулируемых регуляторов напряжения. LM317 может обеспечить ток нагрузки более 1,5 А с выходным напряжением, регулируемым в диапазоне от 1,2 В до 37 В. Требуемое выходное напряжение определяется с помощью схемы резистивного делителя напряжения. Это делает LM317 чрезвычайно простым в использовании устройством для любого выходного напряжения в диапазоне от 1,25 до 37 В. Чтобы получить необходимое выходное напряжение, нам нужно всего два резистора или резистор и потенциометр.
​Примечание: подробную информацию см. в соответствующих спецификациях.

Согласно техпаспорту выход регулятора напряжения LM317 определяется по следующей формуле: ​

\(\color{blue}{V_{out}  = V_{ref}*(1+ \frac {R2}{R1})+I_{adj} * R_{1}}\)

Обратите внимание, I_adjusted слишком мал, и им можно пренебречь. Тогда формула сократится до:

\(\color{blue}{V_{out}  = V_{ref}*(1+ \frac {R2}{R1} )}\)

Затем из таблицы данных собираются следующие значения.

  • Vref = 1,25 В
  • Iadj = 50 мкА » можно пренебречь
  • R1 = 240, это ограничивает выходной ток 1 А.

Принципиальная схема
После сбора всей необходимой информации и результатов расчетов схема блока питания будет разработана, как показано ниже. Эта принципиальная схема имеет дополнительные компоненты, которые не обсуждались выше. Эти компоненты не являются обязательными для конструкции, но они улучшат функцию соответствия формы DPV-LPS. Кроме того, в качестве дополнительных функций безопасности добавлены диоды защиты от обратного тока и переключатели STSP.

Принципиальная схема DPV-LPS

Анализ постоянного тока:
Следующий анализ выхода +12 В и -12 В выполняется в программе моделирования захвата OrCAD. Блок питания анализируется без нагрузки, как показано на рисунке ниже. Здесь мы тестируем два выхода регулятора напряжения, LM7912 и LM7812, без нагрузки. Как показано на рисунке ниже, регулятор №1 обеспечивает +12,801 В без нагрузки, а регулятор №2 обеспечивает -12,428 В.

Моделирование OrCAD DPV-LPS на холостом ходу.

Значения формы волны и курсора моделирования без нагрузки

Регулирование напряжения:
Регулирование напряжения является мерой того, насколько хорошо наш блок питания поддерживает постоянное выходное напряжение в диапазоне нагрузок. Регулировка напряжения рассчитывается по следующей формуле:

\(\color{blue}{V_{reg}  = \frac {V_{NL} — V_{FL}} {V_{FL}}*100% }\)
Где: V_{NL} = напряжение холостого хода
       V_{FL} = напряжение полной нагрузки
      

Печатная плата 92 доски. Однако для такого небольшого проекта, как этот, эти ограничения не имеют большого значения.
Проектирование печатной платы запускается в «схемном» верстаке программы Eagle CAD, и все символы компонентов размещаются и ориентируются на чистом листе схемы, как показано на рисунке ниже.

Схемный дизайн печатной платы EagleCAD

После того, как схема будет готова, далее выполняется электрическое соединение между каждой частью со слоем «сетей» и соответствующим образом присваиваются значения и имена нашим частям. Наконец, мы удостоверяемся, что все подключено в соответствии с критериями проектирования Eagle CAD, запустив проверку электрических правил (ERC). Затем выполняется разводка платы на «досочном» верстаке Eagle CAD. Затем мы использовали инструмент «PCB Trace Width Calculator» для расчета ширины дорожки и проложили соответствующие провода с соответствующей шириной дорожки 65 мил. Затем на верхнем и нижнем слоях печатной платы создается медная заливка заземляющего слоя, и эти заземляющие слои соединяются несколькими «переходными отверстиями» для соединения двух противоположных слоев платы. Эти «переходные отверстия» также помогают снизить тепловое сопротивление медной заливки печатной платы.

Маршрутизация печатной платы Eagle CAD

Схема печатной платы Eagle CAD (готовая к печати)

Затем выполните проверку правил проектирования (DRC), чтобы убедиться, что дизайн «платы» соответствует отраслевым стандартам. Затем исправьте все ошибки DRC, пока не получите сообщение «DRC: нет ошибки». Наконец, преобразуйте файл в формат файла Gerber с помощью CAM-процессора Eagle CAD, а затем отправьте файл Gerber в компанию по производству печатных плат, например:
— Путь печатной платы — https://www. pcbway.com/
— OSH park — https://oshpark.com/
— JLC PCB — https://jlcpcb.com
После изготовления печатной платы припаяйте все компоненты на печатную плату, как показано на рисунке ниже.

Сборка компонентов печатной платы

Затем спроектируйте и изготовьте корпус размером примерно 150 мм x 94 мм x 100 мм (Д х Ш х В), который должен иметь четыре монтажных отверстия или стойки для печатных плат диаметром 3 мм и диаметром 70,23 мм. друг от друга (от центра к центру) по горизонтали и на расстоянии 70,10 мм друг от друга по вертикали. Затем подключите все электрические провода от печатной платы к корпусу.
​В нашем случае мы использовали 3D-принтер для изготовления корпуса, как показано ниже.

Внутренний вид корпуса (сзади)

Передняя панель корпуса

Примечание: монтажное отверстие потенциометра перемещено в новое положение из-за пересечения с другими компонентами.

Проверка работоспособности
1. Проверка без нагрузки

Наконец, выполните последовательные тесты вывода, как показано в следующей таблице, и рассчитайте процент ошибки.
Процентная ошибка рассчитывается по формуле:

\(\color{blue}{Percent_{error}  = (\frac {{Фактическое}-{Ожидаемое}}{Ожидаемое})*100 }\)

Тест выхода без нагрузки


2. Тест выхода под нагрузкой
Следующий тест выхода выполняется для подтверждения максимального выходного тока при различных нагрузках. При зарядке планшета с полностью разряженной батареей максимальный ток нагрузки 900 мА получается от DPV-LPS, как показано на рисунке ниже.

Проверка максимального выходного тока зарядки через USB

Вывод:
В этом проекте мы рассмотрели процессы проектирования и сборки двухполярного переменного линейного источника питания, который обеспечивает фиксированные 12 В и -12 В, 5 В (USB) и переменный выход от 1,25 В до 10 В.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.