Диодный мост для трансформатора 24 вольта своими руками
Обновлено: 16.05.2024
Простые схемы блоков питания. Для начинающих. Часть 1 - трансформаторный.
Всем здравствуйте! Сегодня, по нескольким, просьбам решил написать краткую статью в которой мы слегка "пробежимся" по некоторым схемам блоков питания. И немного сравним плюсы и минусы тех и других.
В схемах первых блоков питания использовались понижающие (повышающие) трансформаторы. В зависимости от того что требовалось. Повысить или понизить напряжение. Схемы были достаточно просты, надёжны и имели не большое количество деталей. По большому счету можно обойтись всего тремя деталями. Трансформатор, диодный мост и фильтрующий электролитический конденсатор.
Вот схема простого не стабилизированного блока питания. Минус - не стабилизированное напряжение. Для некритичных схем.
Схема взята из интернета Схема взята из интернетаНе стабилизированный он считается по тому, что если входное напряжение будет занижено, то и выходное напряжение станет ниже заявленного. Выходное напряжение зависит от данных трансформатора.
Так-же были простейшие схемы со стабилизацией.
Стабилизация данного блока осуществляется подбором стабилитрона VD2. В зависимости от напряжения стабилизации стабилитрона можно "настроить" выходное напряжение блока питания.Минусом этой схемы является слабый выходной ток такого блока.
Так-же были схемы со стабилизацией и защитой от короткого замыкания на транзисторах. Такие схемы можно использовать для изготовления лабораторных блоков питания. Минусом таких блоков является относительно бОльшее количество деталей, но есть и свои плюсы в защите и более высоком выходном токе.
И по проще ,с регулировкой, стабилизацией, но без защиты.
Ещё есть схемы со стабилизацией на микросхемах типа КРЕН или их современных собратьях типа LM78xx KIA78xx и прочих.
Есть стабилизаторы типа LM79xx- всё то-же самое но другой полярности .
Схема без регулировки выходного напряжения. Плюс - стабилизированное выходное напряжение до 35 вольт (зависит от включения крен) и хороший выходной ток до1,5 ампера, есть внутренняя защита. Минусом является то, что нужен хороший радиатор для охлаждения стабилизатора и мощный трансформатор.
Также на этих стабилизаторах (крен) можно собрать и регулируемую схему.Плюсы- плавная регулировка напряжения, хороший ток. Минусы - хороший радиатор и наличие трансформатора с большИм выходным напряжением и током.
Есть схемы блоков питания с более высоким выходным током. Так-же регулируемые. На стабилизаторах типа LM317- аналог крен. Выходной ток повышается за счёт добавления выходного транзистора.
Так-же есть схемы с двухполярным питанием. Эти схемы имеют так-же бОльший выходной ток. Так-как на "выходе" блока установлены силовые транзисторы.
А сейчас подведём краткий итог использования трансформаторных блоков питания.
Минусами является то, что в большинстве случаев требуется хороший трансформатор.С достаточно высоким КПД. А это в обычных трансформаторах требует большИх размеров. В таких блоках желательно примерять тороидальные трансформаторы. Нужно хорошее охлаждение для элементов. И конечно относительно не большой выходной ток. Хотя для начинающего радиолюбителя в начале практики вполне себе достаточно. Для схем на стабилизаторах типа КРЕН(LM78xx) выходное напряжение трансформатора должно быть выше стабилизируемого примерно на 15-20% выше! Пример если блок питания на 12 вольт, то трансформатор должен быть примерно 15 вольт.
Плюсами этих блоков является всё-же относительно не большое количество деталей, лёгкость в сборке схемы, практически не требуют никакой отладки и как правило работают с первого раза. Схемы сами по себе достаточно надёжны! Что опять-же важно и не только для начинающих, но и для профессионалов!
Ну вот вкратце и всё чем хотел на данный момент поделится.
В следующих публикациях рассмотрим другие схемы блоков питания, в том числе будут и импульсные.
Надеюсь для начинающих радиолюбителей статья будет полезна.
Всем спасибо за внимание!
Если статья поможет вам в решении некоторых проблем, буду очень рад.
Остались вопросы или пожелания? Не стесняйтесь, пишите в комментариях, с удовольствием пообщаемся.
Ставьте лайки и подписывайтесь на канал и вы всегда будете в курсе новых публикаций.
Приходите почаще будет много интересного, а также читайте и другие статьи нашей странички и смотрите видео.
Самодельное зарядное устройство в гараж (Ч.1)
Думаю многие автомобилисты сталкиваються с тем, что нужно зарядить аккумулятор. И вроде можно купить зарядное устройство, но нормальное стоит довольно таки много!
Но я расскажу, как можно сделать практически бесплатно!
Первое что нужно найти, то это телевизор "Славутич 202" или похожий типа "Горизон, Весна и т.д). Они регулярно выбрасываются на мусор. В нем есть практически все, что нам будет нужно!
Самая важная деталь любого зарядного устройства это силовой трансформатор. Его марка будет ТС-270, ТС-250, ТС-180. (Очень редко попадаються ТС-310).
Его нужно раскрутить, разъединить сердечник легким ударом ручки молотка, и с катушек смотать все вторичные обмотки.
Теперь нужно намотать вторичную обмотку.
Нужно найти медного эмалированного провода в диаметре 1,5-2мм, где то грамм 500. Можно купить в интернете, можно найти на радиорынках…
Можно сделать еще проще, но уже будет не так красиво. Разматываем еще один такой трансформатор, снимаем аккуратно первичку, и мотаем вторичку в 3 провода. Получиться 0,8*3= 2,4мм!
Мотать нужно провод виток витку, и на каждой катушке мотать в одну сторону, это важно!
Сколько будем мотать витков?
Берем моточные данные на трансформатор
Берем любую катушку из наведенной таблицы:
375/110=3,4 витка на 1 вольт.
И это значит, чтобы намотать вторичку на 22 вольта:
22*3,4=76 витков.
Дальше есть 2 варианта: намотать
1) 2 катушки по 76 витков
2) 2 катушки по 38 витка.
Что мы с этого имеем?
В первом варианте мы будем использовать всего 2 диода в выпрямителе.
У втором уже нужно ставить 4 диода, то есть мы экономим меди, но при этом нужно ставить больше диодов.
Намотка должна выглядеть как то так:
Так, значит трансформатор намотали.
Далее идем к диодному мосту.
Покупаем готовый такой как KBPC3510.
Для него будем использовать 2 катушки по 38 витка.
Но себе я делал на двух диодах Д214
Важно! В обоих случаях диоды необходимо ставить на радиатор!
Вот так это выглядит схематически для второго и первого случая, которые мы рассмотрели выше:
Значит у нас трансформатор выдает уже 22 вольта постоянного напряжения, и теперь осталось сделать самое сложное — регулировку напряжения.
Схема и плата:
.
Начнем с платы. Берем кусок стеклотекстолита или гетинакса, нулевкой чистим текстолит, и рисуем карандашом дорожки.
Важно! На фото выше, где плата нарисованная, нужно брать внимание то, что плата нарисованная со стороны деталей, то есть это значить что дорожки на меди рисуем ЗЕРКАЛЬНО! Нужно просто отзеркалить с лева на право как бы.
Когда нарисовали карандашом все, берем обычный лак для ногтей самый дешевый, зубочистку и наводим все по карандашу. Пока лак сохнет, идем в гараж и ищем электролит из старого аккумулятора.
Далее в одну часть перекиси водорода 3% добавляем одну часть электролита и обычную кухонную соль где то 1/5 часть.
Когда лак высох, опускаем плату в раствор, и через 20-30 минут получаем вытравленную плату. Растворителем смываем лак, керним отверстия под детали, после чего сверлим их сверлом 1мм.
Пожалуй, сделаю конец в первой части, скоро продолжим.
Далее будет уже непосредственно сборка регулятора.
Привет дорогие друзья! Сегодня хочу рассказать вам все нюансы переделки вот такого трансформатора от микроволновки в зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с максимальным током заряда 10А. Переделка будет очень простой по самой распространённой схеме это трансформатор, диодный мост, конденсатор, пока сделаю без регулировки тока и напряжения, потом добавлю регулировку тока и напряжения.
Несмотря на простоту переделки, в процессе изготовления я столкнулся с некоторыми нюансами, о которых в интернете мало кто рассказывает. Поэтому я решил подробно об этом рассказать.
Зарядное имеет защиту от перегрева и от короткого замыкания. При длительной работе около 24 часов и нагрузке 8А корпус трансформатора нагревался до температуры порядка 65 градусов. Сам же корпус зарядного имел температуру около 30 градусов.
И все же данное зарядное я вам не рекомендую использовать для длительной зарядки аккумулятора только для кратковременной, т.к. такой блок питания выдает большой ток и без регулировки тока его использование приведет к быстрому нагреванию пластин, что не очень хорошо для него. Поэтому данное зарядное без регулировки тока используйте только кратковременный заряд.
Итак, для переделки нам понадобится (сразу буду называть стоимость) (может у кого ни будь пропадет желание) трансформатор б
\у (5$), диодная сборка(мост) на 50 А китайский (2,5$), провод сечением 2,5 кв.мм. 6 м (2$), вольтамперметр китайский (5$), корпус блока питания с вентилятором и проводом (2,5$), крокодилы(1$), конденсатор на 5000 мкФ(1$) 50В, термореле 85 град. (1$). У меня ничего из этих составляющих не оказалось, итого общая стоимость составляет 20-25$.
Для начала берем трансформатор и всеми возможными способами удаляем вторичную обмотку (она расположена над первичной, и имеет более толстый провод). Не рекомендую использовать для этого болгарку, т.к. очень легко можно повредить первичную обмотку. Лично я делал это так: спилил ножовкой по металлу с одного (любого) торца обмотку, и насмотревшись видеороликов на ютубе начал просверливать сверлом торец обмотки (занятие это очень оказалось длительное и как выяснилось ненужное) нужно просто выбивать эту обмотку, она очень легко выходит. Весь процесс удаления вторичной обмотки занял у меня около 30 минут. Если в процессе удаления обмотки вы повредили электрокартон, не беда возьмите обычный картон вырежьте по размеру и просто вставьте его в эти отверстия, это нужно, что бы не повредить провод об острые края трансформатора, когда будете наматывать провод. У меня получилось аккуратно удалить, без повреждений.
Далее я взял 6м многожильный гибкий провод, сечением 2,5кв. мм и аккуратно виток к витку начал наматывать вторичную обмотку.
Тут немного поясню т.к. я делаю зарядное устройство рассчитанное на максимальный ток 10 А, то буду использовать провод маленького сечения способного выдержать такой ток. Принято считать, что 1 кв. мм медного провода способен выдержать ток 10А. Т.е. медный провод сечением 2.5, квадрата, способен выдержать длительный ток 25А, мне вполне подойдет. Если же вы хотите повысить выходной ток, то соответственно нужно выбирать более толстый провод 4 или 6 квадрата.
Использую многожильный гибкий провод т.к. его, по сравнению с одножильным проводом, намного легче наматывать. Не советую пробовать, очень трудно, я пробовал, и практически не имеет смысла.
Делаю 10 витков и не обрезая провод, подключаю щупы мультиметра к концам провода, мультиметр выставляю на измерение переменного напряжения. Подключаю трансформатор к сети 220В. Смотрю на показания, делю полученное значение на 10 и таким образом узнаю сколько вольт выдает мне один виток. В среднем должно получится 1 вольт на 1 виток. У меня получается 0.98В на 1 виток.
На выходе вторичной обмотки мне нужно получить 12В, т.к. после подключения конденсатора напряжение увеличится на величину 1,4 (объяснять почему не буду, кому интересно почитайте в интернете), и составит 12*1,4=16,8, это немного больше чем нужно для зарядки аккумулятора, но нужно учесть еще и то, что диодный мост даст просадку напряжение около 1,2В т.е. в зависимости от самих диодов или моста, в итоге я получу 15,5В, что для зарядки АКБ будет достаточно.
Т.е. по моим расчетам мне нужно намотать еще два витка(12витков*0,98В=11,7; 1,4*11,7=16,4В). Наматываем, и проверяем получаем 11,7 В. 11,7 умножаем на 1,4 получаем 16, 4В отнимаем 1,2 В получаем на выходе 15,2. Но мой вам совет не обрезая провод все же собрать сначала схему, т.е. подключить диодный мост, конденсатор и замерить напряжение после конденсатора. Если получилось, то напряжение, которое вам нужно то можно обрезать провод, если нет, нужно отмотать или намотать еще виток. Тут есть один нюанс: подключать кулер и электронный вольтамперметр нужно ТОЛЬКО после конденсатора, если вы их подключите без конденсатора они просто у вас выйдут из строя, несмотря на то, что напряжение у вас не превышает 20В (кулер рассчитан на макс напряжение 20В, а вольтамперметр по питанию 5-30В). Мною проверено у меня так сгорел один кулер и один электронный вольтметр.
На этом трансформатор готов. Теперь беру компьютерный блок питания, удаляем все внутренности, оставляем только один сетевой разъем и кулер.
Теперь устанавливаю трансформатор в корпус блока питания, он помещается только в одном месте на против кулера. Кулер сразу переворачиваем т.е. что бы он работал на обдув трансформатора. Сразу скажу, что просто поменять провода кулера не получится, он крутится только в одну сторону, при подключении в обратной полярности может сгореть, (не экспериментируйте проверенно).
Для защиты трансформатора буду использовать на входе предохранитель на 10А и термореле на 85 градусов, которое будет отключать трансформатор при превышении этой температуры и по мере его остывания будет включать его вновь. Термореле буду крепить к первичной обмотке т.к. первичная обмотка нагревается сильнее вторичной, и если она сгорит ее восстановить будет не возможно, диодный мост закреплю на небольшой радиатор взятый из материнки компьютера. Т.к использую маленький радиатор то диодный мост использую на 50А для меньшего его нагревания.
Далее все собираю по схеме.
Подробнее в видео на моем канале
Недостатки: тяжелое(вес 5 кг); греется; шумит(небольшой гул от трансформатора); дороговаты комплектующие, если нет ничего и всё покупать;
Достоинства: надежное, мощное
Мой отзыв: я уже делал зарядное для АКБ из компьютерного блока питания, блока питания ноутбука и вот попробовал из трансформатора, и если честно мне больше всего нравится пользоваться только ноутбучным зарядным, т.к. оно маленькое, компактное, не тяжелое и отлично заряжает малым током.
Это трансформаторное зарядное больше подойдет для больших аккумуляторов, но только с регулировкой тока.
Всем удачи!
Питание шуруповерта от сети 220В
Наконец-то я приступил к осуществлению своей давней задумки, а именно обеспечить питание для шуруповерта от сети 220 вольт. Несомненно у некоторых из вас тоже имеется шуруповёрт, с изношенным, негодным аккумулятором, который уже не берет зарядку. В моем расположении имелось два экземпляра.
У первого (черный) рабочее напряжение составляет 18 Вольт. Именно его я первоначально хотел запитать от сети, т.к. удобно лежит в руке и довольно мощный. Но отсутствует кнопка. Возможно в будущем отрежу рукоятку и сделаю из него подобие бормашинки. Второй экземпляр рассчитан на 12 Вольт. Отслужил довольно долгое время. Аккумуляторную батарею конечно можно приобрести новую или в крайнем случае заменить банки. Но все таки хочется иметь под рукой всегда готовый инструмент, тем более что электродрель не всегда удобно использовать т.к. она тяжелая. Осуществить эту задумку нам поможет силовой трансформатор.
Был использован понижающий трансформатор ТС-250-36. "250" - это его номинальная мощность, а цифра 36 означает, что на выходе будет напряжение 36 В. Он имеет О-образный магнитопровод. Обмотки у него расположены таким образом, что половина первичной намотана слева, вторая половина с правой стороны. Аналогичным образом намотана и вторичная обмотка, которая расположена поверх первичной.
Отличить обмотки друг от друга у понижающего трансформатора не сложно, т.к. вторичная выполнена из более толстого провода, а та, на которую подается сетевое напряжение из более тонкого провода. Это из за того что по ней протекает ток меньшей величины.
Обмотки имеют симметричное расположение и две половинки по 18 Вольт соединяются проводом (место соединения хорошо видно на нижнем фото). Я буду использовать одну половину.
Но прежде чем перематывать трансформатор, нужно провести измерения. Я призываю быть аккуратными при работе с током, не прикасаться к токоведущим частям, а также всегда проверяйте правильно ли установлен предел измерений на мультиметре.
Справа измеряется напряжение на половине вторичной обмотки. Как видно, напряжение немного превышает паспортные значения, т.к. здесь не подключена никакая нагрузка.
Итак я отделил одну половинку и теперь приступаем к разборке трансформатора. Между слоями бумаги находилось большое количество парафина.
Вторичная обмотка в моем случае намотана в два слоя, отделенных слоем бумаги. Чтобы снизить напряжение вторички с 18 вольт пришлось снять почти половину витков.
При определении требуемого напряжения нужно учитывать, что после трансформатора будет стоять диодный мост, который снизит напряжение примерно на пару вольт. Но добавление сглаживающего конденсатора вызовет повышение напряжения примерно в 1,4 раза. Т.е. в отсутствии нагрузки, выпрямленное напряжение на конденсаторе будет равно амплитудному значению.
По мере отматывания вторички, делаем измерения. Вскоре, я остановился на значении 11,2 Вольт, т.к. боялся просадки при подключении нагрузки.
Когда трансформатор подготовлен (хотя некоторые могут использовать готовый с нужными параметрами), теперь пришло время познакомиться со схемой.
К выходу трансформатора нужно припаять диодный мост (VDS), чтобы переменный ток преобразовать в постоянный пульсирующий.
Диодный мост можно собрать из отдельный диодов либо использовать готовый. При его подборе следует учитывать сколько ампер потребляет ваш шуруповерт (мост подобрать с запасом).
Провода от вторичной обмотки припаиваем к выводам диодного моста, там где буквы АС (переменный ток).
Ну а после моста нужно припаять конденсатор для сглаживания пульсаций. Его напряжение должно превышать напряжение питания шуруповерта хотя бы в два раза. А емкость от 470 мкФ до 2200 мкФ.
По желанию в схеме перед трансформатором можно добавить выключатель и предохранитель.
Итак, после подключения схемы я произвел измерения. Холостое напряжение на выходе блока питания (когда нагрузка не подключена) составляет 15 вольт. При запуске шуруповерта, оно проседает до 11,5 вольт, что является нормой, поэтому ничего страшного. Полностью заряженный новый аккумулятор выдавал 13 Вольт.
Так выглядит инструмент изнутри. Здесь можно найти предельные параметры кнопки, а так же можно заметить что управляется двигатель мощным полевым транзистором.
Для того чтобы было удобно подключатся к блоку питания я разобрал аккумулятор. От него нам потребуются контакты.
Эту деталь нужно залудить. У меня пайка обошлась с использованием канифоли, но в некоторых случаях может потребоваться флюс для пайки алюминия.
Конечно же при пайке проводов от блока питания не забываем про полярность, обычно она указана на корпусе аккумулятора.
Отсек стал очень легким. Провод был загерметизирован термоклеем.
Тесты показали, что шуруповерт при работе от блока питания справился с поставленными задачами.
К этой статье имеется видео, в котором подробно показан процесс создания блока питания, перемотка трансформатора, подключение и тест.
Выпрямление 24В Диодным Мостом
Объявления
.thumb.jpg.38f0e19f17eb81e07e21499ada1d0ffc.jpg)
Куплю убитые динамики ( по одной шт. каждого) или железо отних: Rft Regent L3060 10Гд-29. Либо обменяю, любой та любой.
Провел анализ микросхем RDA5807. Пришел к следующим результатам: RDA5807SP - управление с кнопок есть, RDS нет, питание 5 вольт. RDA5807M - RDS есть, управление с кнопок нет. RDA5807FP - управление с кнопок есть, RDS есть. К сожалению из двух RDA5807FP не заработала ни одна. Проверил 3 штуки RDA5807SP и две RDA5807M - все рабочие. Больше на RDA5807FP заморачиваться не буду. Программно все аналоги. @asvetp ! Очень понравился приемник с RDS. Спасибо за прекрасный проект!
ну вот, я так и знал, что претензии могут быть только ко мне, хоть я не являюсь той организацией которая продаёт электроэнергию, и даже если у меня какие-то электроприборы выйдут из строя, по причине превышения напряжения в сети (даже когда у меня три разных прибора покажут напряжение
304 Вольта), они-то без бумажек, хоть при измерениях в радиоаппаратуре, при измерении напряжений на стабилизаторах напряжений - всё соответствует напряжениям указанным в даташите на микры стабилизаторов. да и более яркий свет от лампочки - тоже не показатель. ), я ничего выходит не докажу. да что там, наверное даже и с бумажками ничего доказать не смогу - это же не теорема, а они не преподаватели математики.
Как сделать выпрямитель и простейший блок питания
Выпрямитель - это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.
Определение
Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине. Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.Различают два типа выпрямителей:
- Однополупериодный . Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.
- Двухполупериодный . Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя – это две основных характеристики.
Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?
Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.
Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.
Выходное напряжение
Основные величины переменного напряжения - амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.
Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.
Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что действующее напряжение в 1.41 раз меньше амплитудного. Или:
Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:
Однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода. Он просто не пропускает обратную полуволну. На выходе получается напряжение с сильными пульсациями от нуля до амплитудного значения входного напряжения.
Если говорить совсем простым языком, то в этой схеме к нагрузке поступает половина от входного напряжения. Но это не совсем корректно.
Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны от входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, так вот напряжение на выходе выпрямителя то же ниже по величине, чем действующее переменное на входе.
Но, если сгладить пульсации с помощью конденсатора, то, чем меньшими будут пульсации, тем ближе напряжение будет к амплитудному.
О сглаживания пульсаций мы поговорим позже. А сейчас рассмотрим схемы диодных мостов .
1. Выпрямитель по схеме Гретца или диодный мост;
2. Выпрямитель со средней точкой.
Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста – четыре диода соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:
Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в современных импульсных блоках питания, или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.
Вторая схема – выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.
По своей сути – это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым – к отводу от середины обмоток.
Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком – использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.
Сглаживание пульсаций
Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.
Для сглаживания пульсаций используют фильтры – параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…
Но самый распространенный и простой вариант – это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости – десятки тысяч микрофарад.
Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.
Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор – тем меньше пульсации.
Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:
где R – сопротивление нагрузки, а C – емкость сглаживающего конденсатора.
Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t. Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.
Отсюда следует – чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их еще называют полярными или поляризованными.
Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва – у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.
Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).
Чтобы посчитать емкость сглаживающего конденсатора можно использовать приближенную формулу:
Где Iн – ток нагрузки, Uн – напряжение нагрузки, Kн – коэффициент пульсаций.
Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить керамический конденсатор как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.
Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В
Знакомые с автобазы маршрутных микроавтобусов попросили сделать зарядное устройство для зарядки аккумуляторов 12 В и 24 В. Поскольку пользоваться им будут абсолютно неподготовленные люди, решено сделать его устойчивой к ошибкам от далёких от электроники юзерам.
Просмотрев несколько разных схем с сайта 2Схемы обнаружилось, что бессмысленно делать какую-то автоматику и электронику. Выпрямитель должен просто давать правильное напряжение и, при необходимости, оптимальный ток. Что как раз нужно автомобильным аккумуляторам.
Схема выпрямителя для АКБ на 12 и 24 В
В общем конструкция тривиальна. Трансформатор, выключатель, диодный мост, светодиоды, амперметр, реле, кнопка. Вот и всё.
Как действует зарядное устройство
Далее тут есть переключатель напряжения в сочетании со светодиодами, которые информируют о текущем напряжении на выходе. Можно было соединить две обмотки параллельно и тогда выходной ток был бы больше, но в наличии был переключатель только однополюсный. Конечно вы можете сделать такую модификацию либо использовать другой трансформатор и получать разные напряжения, например 6 В и 12 В. Нужно только впаять другое реле и светодиоды.
Конечно ошибкой является отсутствие предохранителя на выходе выпрямителя, который защитил бы АКБ в случае пробоя моста. Кроме того, сетевой предохранитель следует обязательно размещать на обмотке.
Что касается отсутствия регулирования тока. Вероятно оно и не нужно при такой текущей эффективности. Максимальный ток составляет 3,5 А, то есть можете легко зарядить авто аккумулятор 36 Ач и выше. Перегрузка тоже не угроза, потому что напряжение низкое и ток будет падать с ростом напряжения. Естественно заряжая аккумулятор не забывайте, что он подключен (автомата тут нет).
Полезное: Активная нагрузка с измерением емкости аккумулятора
Если трансформатор на напряжение 20 В, то будет ток намного больше, чем 10 А, а если 10 В, ток, вероятно, вообще не будет течь. Для зарядки батареи обычно достаточно 5 А. Помните еще одну вещь: чем больше ток, который заряжаете АКБ, тем быстрее придётся заменить его новым!
Схема защиты зарядного
Можно использовать два решения. Сначала установите дополнительный выпрямительный диод в направлении противоположном «стабилитрону» в цепи катушки реле. Второе решение состоит в том, чтобы поставить выпрямительный диод в противоположном направлении вместо «стабилитрона», а светодиод также обратно плюс резистор и использовать его как знак обратного подключения батареи.
Также советую использовать диоды Шотки, например, от блока питания компьютера. Эти диоды выделяют меньше тепла чем обычные. Дальнейшее снижение потерь мощности в выпрямителе может быть достигнуто с помощью трансформатора с симметричной (двойной) вторичной обмоткой. Трансформатор тут на 50 Вт, нельзя ожидать от него многого, но он всё-же делает свою работу уже долгое время.
Диодный мост: схема подключения и назначение
В электротехнике существует несостыковка. С одной стороны, передавать энергию на большие расстояния удобнее, если она имеет форму переменного напряжения. С другой, для питания смартфонов, светодиодов в лампочках, плат в телевизорах и подобной бытовой техники требуется постоянный ток. Данную проблему успешно решает такое семейство радиодеталей, как выпрямительные диоды.
Что такое диоды
Диод – это полупроводниковый элемент на основе кристалла кремния. Ранее эти детали также изготавливались из германия, но со временем этот материал был вытеснен из-за своих недостатков. Электрический диод функционирует как клапан, т.е. он пропускает ток в одном направлении и блокирует его в другом. Такие возможности в эту деталь заложены на уровне атомарного строения его полупроводниковых кристаллов.
Интересно. Диоды обладают паразитной чувствительностью к температуре и свету. Прозрачные выпрямители в стеклянном корпусе могут использоваться как датчики освещённости. Германиевые диоды (прим. Д9Б) подходят в качестве термочувствительного элемента. Собственно из-за сильной зависимости свойств этих элементов от температуры их и перестали производить.
Однофазный и трёхфазный диодный мост
Существует две основные разновидности выпрямляющих сборок:
- Однофазный мост. Чаще используется в бытовых электроприборах. Имеет 4 вывода. На два их них подаётся переменное напряжение, т.е. фаза (L) и ноль (N). С двух оставшихся снимается постоянное, т.е. плюс (+) и минус (-).
- Трёхфазный мост. Встречается в мощных промышленных установках и оборудовании, питающимся от сети 380 вольт. На его вход подаются три фазы (L1, L2, L3). С выхода так же снимается постоянное напряжение. Такие мосты отличаются большими размерами и внушительными токами, которые они способны через себя пропустить.
Принцип работы диодного моста
Понять, как мост выполняет свою задачу, можно, разобравшись в том, как ведёт себя отдельный диод. Изначально имеются только два провода с переменным напряжением (L и N). Оно имеет форму синусоиды (рис. а). Если в схему добавить один диод, то он будет пропускать только положительную полуволну (рис. б), если этот компонент развернуть, то отрицательную составляющую (рис. в). Такое напряжение уже не будет переменным. Всё же оно не годится для питания серьёзных электроприборов. В нём наблюдаются моменты, когда ток совсем отсутствует. Применение четырёх диодов позволит получить постоянное напряжение без всяких прерываний (рис. г). Трёхфазные мосты выпрямляют по такому же методу. Однако они делают это одновременно с тремя синусоидами.
Выпрямитель
Полученное после диодного моста напряжение имеет форму синусоиды, у которой отрицательная составляющая отражена относительно оси времени. Проще говоря, оно имеет форму холмов и называется пульсирующим. Такое напряжение положительное. Не содержит моментов, когда ток не течёт. Но всё же оно нестабильное. Например, в точке «a» оно рано 0 вольт, а в «b» – имеет максимальное значение. Данный выпрямитель нельзя считать законченным.
Для решения этой проблемы требуется сглаживающий электролитический конденсатор. На плате он обычно располагается там же, где и диодная сборка. Ёмкость накапливает энергию в те моменты, когда она имеет пиковые значения (точка b), и отдаёт её в моменты провалов (a). На выходе получается прямая линия – полноценный постоянный ток, пригодный для питания последующих электронных компонентов, процессоров, микросхем и т.п.
Преимущества двухполупериодного диодного моста
Полный мост, также называемый двухполупериодным выпрямителем, по ряду характеристик лучше, чем просто одиночный диод. Объясняется это тем, что он даёт возможность:
- снизить подмагничивание трансформатора, после которого стоит двухполупериодный выпрямитель;
- снять с выхода напряжение с удвоенной частотой, которое в итоге проще сгладить;
- повысить КПД трансформатора, на вторичной обмотке которого установлен полный диодный мост.
Недостатки полного моста
У полноценного двухполупериодного моста имеются недостатки:
- Ток вынужден протекать не по одному диоду, а сразу по двум, включенным последовательно. Поэтому удваивается падение напряжения на выпрямительном элементе. Для маломощных мостов на кремниевых диодах оно может достигать 2 вольт. В мощных выпрямителях – порядка 10 В. Отсюда существенные потери мощности на выпрямляющем элементе и его повышенный нагрев.
- При выходе из строя одного и четырёх диодов мост продолжает работать. Данный дефект может быть незаметен без специальных замеров. Однако он создаёт риск более серьёзной поломки устройства, которое питается через неисправный мостик.
Конструкция
Схема любого выпрямительного моста включает в себя диоды. Они могут быть по отдельности распаяны на печатную плату или находиться в одном корпусе. Касаемо размера выпрямители бывают миниатюрными, например, импортные MB6S или советские КЦ405А. Последние в народе именуют «ка-цэшками» или «шоколадками».
Встречаются образцы с внушительными габаритами. Например, трёхфазный выпрямительный мост китайского производства. Прибор предназначен для токов в сотни ампер, поэтому имеет винтовой крепёж под силовые провода и плоскую металлическую теплопроводящую поверхность с отверстиями для фиксации на радиаторе охлаждения.
Маркировка выпрямителей
Не существует общепринятых правил, согласно которым производители маркируют свои диодные мосты. Каждый вправе называть своё изделие так, как считает нужным, т.е. по своей собственной номенклатуре.
Однако у большинства из этих деталей есть схожие признаки, помогающие визуально определить назначение их выводов. На фото трёхфазного моста (см. выше) отдельно выделен символ переменного тока – волнистая линия. Он указывает на то, что к этому контакту подключается входное синусоидальное напряжение. Также на некоторых моделях мостиков входные выводы помечаются буквами AC (Alternative Current), указывающими на переменный ток. При этом выходные контакты, с которых снимается постоянный ток, обозначаются символами DC (Direct Current) или традиционными «+» и «-». Дополнительно на некоторых выпрямителях со стороны плюса «подпилен» один из углов. Также на «+» может указывать и удлинённый вывод. Подобная маркировка свойственна многим электронным компонентам и называется ключом.
Диодный мостик своими руками
Чтобы самостоятельно собрать выпрямитель, понадобится 4 однотипных диода. При этом они должны подходить по обратному напряжению, максимальному току и рабочей частоте. Соединения нужно сделать в соответствии со схемой ниже. Между двумя катодами снимается положительное напряжение, между анодами – отрицательное. К точкам, в которых подключены разноимённые выводы диодов, подсоединяется источник переменного напряжения. Всю схему можно за пару минут спаять навесным монтажом или потрудиться и выполнить в виде небольшой печатной платы.
Дополнительная информация. Обратные напряжения диодов, включенных в последовательную цепь, складываются между собой.
Мостик своими рукамиВыбор типа сборки
Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:
- Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к.л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
- Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
- Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.
Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.
Проверка элементов
В большинстве случаев для проверки выпаивать мостик из платы не требуется. Тестировать его следует точно так же, как 4 p-n перехода с подключением по схеме диодного моста. Данное измерение настолько распространено, что его возможность реализована в любом мультиметре. Прибор для теста нужно переключить в режим диодной прозвонки.
Падение напряжения в прямом направлении на исправном выпрямительном диоде составляет 500-700 мВ. В обратном – прибор отобразит «1». Сгоревшая деталь чаще всего показывает в обоих направлениях «0», т.е. короткое замыкание. Реже бывает полный обрыв элемента (также в обе стороны). Все замеры следует повторить для каждого входящего в состав моста диода. Итого 8 измерений, т.е. 4 в прямом направлении и 4 – в обратном. Если тестируется диод Шоттки, то этот параметр составляет 200-400 мВ.
Использование барьера Шоттки
Применение диода Шоттки оправдано в двух случаях. Во-первых, когда нужно выпрямить высокочастотный ток. Барьер Шоттки идеально подходит для подобной задачи, ведь он имеет низкую ёмкость перехода и, соответственно, является быстродействующим. Во-вторых, когда требуется выпрямить большой ток в десятки или сотни ампер. В этом случае деталь отлично себя показывает ввиду низкого падения напряжения и малого тепловыделения.
Диодные мосты в мире электроники играют роль согласующего элемента. С их помощью можно подключать устройства, требующие постоянный ток, к сети удобного для передачи переменного напряжения. Подобных устройств очень много в быту, они крайне важны для комфортной жизни человека.
Видео
Диодный мост для трансформатора 24 вольта своими руками
интересные РАДИОСХЕМЫ самодельные
ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 24В
Схема устройства цветодинамического сопровождения музыки, выполненного на базе драйвера LED индикатора LM3914.
Теория работы импульсных источников питания и варианты схемотехники.
В нескольких схемах рассмотрим, можно ли параллельно включать стабилизаторы напряжения, микросхемы типа LM317 и аналогичные.
Читайте также: