Razjasnimo prvo što mislimo pod "stalnom napetošću". Kako nam kaže Wikipedia, konstantni napon (aka istosmjerna struja) je struja čiji se parametri, svojstva i smjer ne mijenjaju s vremenom. Izravna struja teče samo u jednom smjeru i za nju je frekvencija jednaka nuli.
Ispitali smo DC talasni oblik u članku Osciloskopa. Osnove rada:
Kao što se sećate, vodoravno na tabeli koju imamo vreme (Osi X) i okomito napetost(Os Y).
Da bismo pretvarali jednofazni napon jednostruke faze u jednofazni izmjenični napon niže (moguće veće) vrijednosti, koristimo jednostavan jednofazni transformator. A da bi se preobrazili do konstantnog napona pukotine, priključili smo diodni most nakon transformatora. Na izlazu je dobiven konstantan pulsirajući napon. Ali s takvom napetošću, kako kažu, ne možete vrijeme.
Ali što je sa pulsirajućim jednosmernim naponom?
da biste dobili najstvarniji konstantni napon?
Da bismo to učinili, potrebna nam je samo jedna radio komponenta: kondenzatorI tako treba biti povezan sa diodnim mostom:
U ovom se krugu koristi važno svojstvo kondenzatora: za punjenje i pražnjenje. Kondenzator s malim kapacitetom brzo se puni i brzo se prazni. Stoga, da bismo dobili gotovo ravnu liniju na valnom obliku, moramo umetnuti kondenzator pristojnog kapaciteta.
Ovisnost osipa od kondenzatora
Razmotrimo u praksi zašto trebamo instalirati veliki kondenzator. Na fotografiji u nastavku imamo tri kondenzatora različitog kapaciteta:
Razmotrite prvi. Izmjerimo njegovu nominalnu vrijednost pomoću našeg LC metra. Kapacitet mu je 25,5 nanoFarad ili 0,025microFarad.
Zakačimo ga na diodni most prema gornjoj šemi
I zalijepite se za osciloskop:
Gledamo oscilogram:
Kao što vidite, i dalje ostaje varanje.
Pa, uzmimo veći kondenzator.
Dobijamo 0,226 mikrofaradi.
Zakačimo se za diodni most kao i prvi kondenzator, uzimamo očitanja s njega.
A evo i samog talasnog oblika
Ne ... skoro, ali svejedno ne to. Ripples su i dalje vidljive.
Uzmemo svoj treći kondenzator. Kapacitet mu je 330 mikrofaradi. Ni LC-metar ne može da me meri s obzirom da na njemu imam ograničenje od 200 mikrofarada.
Zalijepimo ga za diodni most, uklonimo valni oblik s njega.
I evo je
Pa ovdje. Uostalom, još jedna stvar!
Dakle, izvući ćemo male zaključke:
- što je veći kapacitet na izlazu kruga, to je bolje. Ali, ne zloupotrebljavajte kapacitet! Budući da će u ovom slučaju naš uređaj biti jako velik, jer su kondenzatori velikog kapaciteta obično jako veliki. I početna struja punjenja bit će ogromna, što može dovesti do preopterećenja strujnog kruga.
- što je manje opterećenja na izlazu takve jedinice za napajanje, to će se više pojavljivati \u200b\u200bamplituda vapna. Muče se s tim, a koriste i integrirane stabilizatore napona, koji daju najčišći konstantni napon.
Kako odabrati radio elemente za ispravljač
Vratimo se našem pitanju na početku članka. Kako se postiže istosmjerna snaga od 12 volti za vaše potrebe? Prvo morate odabrati transformator, tako da on proizvodi ... 12 V? Ali nisu nagađali! Od sekundarnog namota transformatora ćemo dobiti.
gde
U D - efektivni napon, V
U max - maksimalni napon, V
Stoga, da bi se dobio 12 volta konstantnog napona, izlaz transformatora mora imati 12 / 1,41 \u003d 8,5 volta izmjeničnog napona. Sada je red. Da bismo postigli takav napon na transformatoru, moramo smanjiti ili dodati namote transformatora. Formula Zatim odaberemo diode. Diode biramo na osnovu maksimalne struje u krugu. Tražimo odgovarajuće diode za podatkovne tablice (tehnički opisi radijskih elemenata). Umetnemo kondenzator pristojnog kapaciteta. Odabiremo ga na osnovu činjenice da konstantni napon na njemu ne prelazi onaj koji piše na njegovoj oznaci. Najjednostavniji izvor istosmjernog napona spreman je za upotrebu!
Usput, dobio sam izvor napona istosmjernog napona od 17 volti, jer transformator ima 12 volti na izlazu (pomnožite 12 sa 1,41).
I na kraju, za bolje pamćenje:
Kako bi testirao rad pojedinih jedinica kućanskih aparata, domaćem majstoru može biti potreban napon od 12 volti i izmjenične i istosmjerne struje. Detaljno ćemo analizirati oba slučaja, ali prvo morate razmotriti još jednu količinu električne energije - snagu koja karakterizira sposobnost uređaja da pouzdano obavlja posao.
Ako snaga izvora nije dovoljna, tada to neće dovršiti zadatak. Na primjer, napajanje računara i akumulator automobila daju 12 volti. Struje opterećenja računara retko prelaze 20 ampera, a struja pokretanja baterije automobila je veća od 200 A.Automobilska baterija ima veliku rezervu snage za računarske zadatke, ali napajanje računara istim naponom od 12 volti apsolutno nije prikladno za odmotavanje startera, jednostavno će izgorjeti.
Načini dobivanja konstantnog napona
Od galvanskih ćelija (baterija)
Industrija proizvodi okrugle baterije raznih veličina (ovisno o snazi) s naponom od 1,5 volti. Ako uzmete 8 komada, onda od njih, kada se serijski povezu, samo dobijete 12 volti.
Priključci akumulatora moraju biti naizmjenično povezani s "plus" od prethodnog do "minus" sljedećeg. Napon od 12 volti bit će između prvog i posljednjeg terminala, a srednje vrijednosti, na primjer, 3, 6 ili 9 volti, mogu se mjeriti na dvije, četiri, šest baterija.
Kapacitet elemenata ne smije se razlikovati, inače će oslabljena baterija smanjiti snagu kruga. Za takve uređaje poželjno je koristiti sve elemente iste serije sa zajedničkim datumom izrade. Struja opterećenja sa svih 8 baterija koje su serijski sastavljene odgovara vrijednosti navedenoj za jednu ćeliju.
Ako postane potrebno priključiti takvu bateriju na opterećenje dvostruko veće od nazivnog izvora, morat ćete kreirati drugi sličan dizajn i istovremeno povezati obje baterije, povezujući njihove unipolarne terminale: „+“ na „+“ i „-“ na "-".
Iz akumulatora male veličine
Nikal-kadmijumske baterije su dostupne sa naponom od 1,2 volta. Da biste od njih dobili 12 volti, trebat će vam 10 spojenih elemenata u seriji, kao u sklopu razmatranom prije ovoga.
Po istom principu sastavlja se baterija nikl-metal hidridnih baterija.
Baterija koja se može puniti koristi se za dulji rad nego s uobičajenim galvanskim ćelijama: baterija se po potrebi može puniti i puniti više puta.
Od napajanja naizmeničnom strujom
Mnogi kućanski aparati imaju ugrađenu elektroniku koja se napaja ispravljenim naponom dobivenim pretvorbom 220 volti. Napajanje računara, laptop samo ispuštaju 12 volti ispravljeno i.
Dovoljno je spojiti se na odgovarajuće priključke izlaznog konektora i napajati napajanje kako bi se iz njega 12 V napajalo.
Slično tome, možete koristiti i napajanje starih radija, magnetofona i zastarjelih televizora.
Pored toga, možete samostalno sastaviti napajanje za istosmjernu struju odabirom odgovarajućeg kruga za to. Najčešći su pretvaranje 220 volti u sekundarni napon, koji se ispravlja diodnim mostom, izglađen kondenzatorom i reguliran od strane tranzistora koristeći rezalni otpornik.
Postoji mnogo sličnih shema. Prikladno je u njih uključiti stabilizirajuće uređaje.
Metode dobivanja izmjeničnog napona
Preko transformatora
Najpristupačnija metoda je uporaba padajućeg transformatora, što je već prikazano u prethodnom dijagramu. Industrija već dugo objavljuje takve uređaje za različite svrhe.
Međutim, domaćem majstoru uopće nije teško napraviti transformator za svoje potrebe od starih struktura.
Da biste transformator povezali s mrežom 220, primarni namot treba napajati zaštitom, sasvim je moguće provjeriti osigurač, mada je prekidač struje više prikladan za te svrhe.
Cijeli krug sekundarnog opterećenja mora se sastaviti unaprijed i provjeriti. Rezervna snaga transformatora od oko 30% omogućit će mu da radi dugo vremena bez pregrijavanja izolacije.
Druge metode
Tehnički je moguće dobiti 12 volti izmjenične struje iz generatora koje pokreće motor ili pretvaranjem istosmjerne struje u pretvarač. Međutim, ove su metode pogodnije za industrijska postrojenja i imaju složenu strukturu. Stoga se u svakodnevnom životu praktički ne koriste.
Napadi struje u našim domovima, nažalost, postaju tradicija. Da li dijete mora raditi domaću zadaću uz svijeću? Ili samo zanimljiv film na TV-u, volio bih ga gledati.
Sve to je popravljivo ako imate automobilsku bateriju. Za njega možete sastaviti uređaj koji se naziva pretvarač DC u AC (ili, u zapadnoj terminologiji, DC-AC pretvarač). Sl. 1 i 2 prikazuju dva glavna kruga takvih pretvarača.
Dijagram kruga
Krug na slici 1 koristi četiri snažna tranzistora VT1 ... VT4 koji rade u ključnom režimu. U jednom polukružnom naponu od 50 Hz, otvoreni su tranzistori VT1 i VT4.
Struja iz baterije GB1 protiče kroz tranzistor VT1, primarno navijanje transformatora T1 (s lijeva na desno prema dijagramu) i tranzistor VT4.
Sl. 1. Shematski dijagram pretvarača jednosmernog napona 12 V u izmjenični napon 220V.
U drugom polu ciklusu su otvoreni tranzistori VT2 i VT3, struja iz baterije GB1 prolazi kroz tranzistor VT3, primarno navijanje transformatora TV1 (s desna na lijevo prema shemi) i tranzistor VT2.
Kao rezultat toga, struja u namotaju transformatora TV1 ispada da se mijenja, a u sekundarnom namotu napon raste na 220 6. Kad koristite bateriju od 12 volti, koeficijent K \u003d 220/12 \u003d 18,3.
Generator impulsa s frekvencijom od 50 Hz može se graditi na tranzistorima, logičkim krugovima i bilo kojim drugim bazama elemenata.
Slika 1 prikazuje generator impulsa na integriranom timeru KR1006VI1 (čip DA1). Iz izlaza DA1 impulsi frekvencije 50 Hz prolaze kroz dva pretvarača na tranzistorima VT7, VT8.
Od prvog od njih, impulsi dolaze kroz strujno pojačalo VT5 do para VT2, VT3, od drugog - preko trenutnog pojačala VT6 u par VT1, VT4. Ako koristimo tranzistore s visokim koeficijentom prijenosa struje ("superbet") kao VT1 ... VT4, na primjer, upišite KT827B ili snažne tranzistore s efektom polja, na primjer, KP912A, tada se mogu izostaviti strujni pojačivači VT5, VT6.
U krugu na slici 2 koriste se samo dva snažna tranzistora VT1 i VT2, ali primarno navijanje transformatora ima dvostruko više okretaja i sredinu.
Sl. 2. Krug izlaznog dijela pretvarača impulsa napona na dva snažna tranzistora.
Generator impulsa u ovom krugu je isti, baza tranzistora VT1 i VT2 spojena je na točke A i B kruga generatora impulsa na slici 1.
Sl. 3. Dijagram indikatora pražnjenja baterije
Detalji i prilagođavanje
Vrijeme rada pretvarača određuje se kapacitetom baterije i snagom opterećenja. Ako dopustimo 80% pražnjenja baterije (olovne baterije dopuštaju takvo pražnjenje), tada izraz za vrijeme rada pretvarača ima oblik:
T (h) \u003d (0.7WU) / P
gdje je W kapacitet baterije, Ah; U nazivni napon akumulatora, V; P - snaga opterećenja, vati. U ovom izrazu se uzima u obzir i efikasnost pretvarača, koja iznosi 0,85 ... 0,9.
Potom, primjerice, kada se koristi automobilska baterija kapaciteta 55 Ah nominalnog napona 12 V s opterećenjem na žarulju sa žarnom niti snage 40 W, radno vrijeme će biti 10 ... 12 sati, a s opterećenjem na televizijskom prijemniku snage 150 W, 2,5-3 sata.
Predstavljamo podatke T1 transformatora za dva slučaja: za maksimalno opterećenje od 40 W i za maksimalno opterećenje od 150 W.
U tabeli: S - površina presjeka magnetnog kruga; W1, W2 - broj navoja primarnog i sekundarnog namota; D1, D2 - promjeri žica primarnog i sekundarnog namotaja.
Možete koristiti gotov transformator, ne dirajte mrežno namotavanje, već primarno navijanje. U tom slučaju, nakon namotavanja, trebate spojiti mrežnu namotu na mrežu i osigurati da je napon na primarnom namotu 12 V.
Ako koristite VT1 ... VT4 kao moćne tranzistore u krugu na slici 1 ili VT1, VT2 u krugu na slici 2 KT819A, a zatim zapamtite sljedeće.
Maksimalna radna struja ovih tranzistora iznosi 15 A, tako da ako računate na snagu pretvarača iznad 150 W, morate instalirati tranzistore maksimalne struje veće od 15 A (na primjer, KT879A) ili paralelno uključiti dva tranzistora.
S maksimalnom radnom strujom od 15 A, snaga disipacije na svakom tranzistoru bit će otprilike 5 W, dok je bez radijatora maksimalna disipirana snaga 3 W. Stoga je na ove tranzistore potrebno instalirati male radijatore u obliku metalne ploče s površinom od 15-20 cm.
Izlazni napon pretvarača ima oblik bipolarnih impulsa s amplitudom 220 V. Takav napon je sasvim pogodan za napajanje različite radio opreme, a da ne spominjemo žarulje.
Međutim, jednofazni elektromotorni naponi ovog oblika ne rade dobro. Stoga u takav pretvarač ne smijete uključiti usisavač ili magnetofon.
Izlaz se može pronaći umetanjem dodatnog namotaja na transformator T1 i stavljanjem na kondenzator Cp (prikazano isprekidanim linijama na slici 2).
Taj je kondenzator odabran tako da se formira petlja podešena na frekvenciju od 50 Hz. Sa snagom pretvarača od 150 W, kapacitet takvog kondenzatora može se izračunati formulom C \u003d 0,25 / U2, gdje je U napon koji nastaje na dodatnom namotu, na primjer, pri U \u003d 100 V, C \u003d 25 μF.
U ovom slučaju kondenzator mora raditi na izmjenični napon (možete koristiti metalne kondenzatore za papir K42U ili slično) i imati radni napon od najmanje 2U.
Takav sklop uzima dio snage pretvarača. Ovaj dio snage ovisi o faktoru kvalitete kondenzatora. Dakle, za kondenzatore metal-papir tangenta dielektričnog gubitka iznosi 0,02 ... 0,05, stoga se učinkovitost pretvarača smanjuje za oko 2 ... 5%.
Kako bi se izbjeglo oštećenje akumulatora, pretvarač ne ometa opremanje indikatora pražnjenja. Jednostavan dijagram takvog alarma prikazan je na slici 3.
Tranzistor VT1 je element praga. Dok je napon akumulatora normalan, tranzistor VT1 je otvoren, a napon na njegovom kolektoru je niži od praga napona čipa DD1.1, tako da generator zvučnih signala na ovom čipu ne radi.
Kad napon akumulatora padne na kritičnu vrijednost, tranzistor VT1 se zaključava (točku zaključavanja postavlja promjenjivi otpornik R2), generator na DD1 čipu počinje raditi, a akustički element HA1 počinje "škljocnuti". Umjesto piezoelektričnog elementa može se koristiti dinamički zvučnik male snage.
Nakon korištenja pretvarača, baterija se mora napuniti. Za punjač možete koristiti isti T1 transformator, ali broj okretaja u primarnom namotu nije dovoljan, jer je dizajniran za 12 V, a potrebno je najmanje 17 V.
Stoga kod proizvodnje transformatora treba osigurati dodatno navijanje za punjač. Pri punjenju baterije, sklop pretvarača mora biti isključen.
V. D. Pančenko, Kijev, Ukrajina.
Opis
Značajke
Karakteristike
Paket paketa
Princip rada
- Ograničenje struje baterije;
- Prirodno hlađenje;
- Visoka pouzdanost;
- Visoka efikasnost.
| Model | PS1205B |
|---|---|
| Izvršenje | zid |
| Vrsta ispravljača | impuls |
| Ulazne karakteristike | |
| 220 | |
| 85-264 | |
| 50 | |
| Izlazne karakteristike | |
| 12 | |
| 13,7 ± 0,2 | |
| 10,5-13,7 | |
izlazni napon, mV |
ne više od 150 |
| Maksimalna izlazna struja, A | 5 |
| % Efikasnosti | 82 |
| Punjive baterije | |
| 7 x 1 | |
| Izlazna struja za punjenje baterije, A |
ne više od 0,8 |
| Funkcija upravljanja AB-om | |
| LED indikacija | |
| Suvi kontakti | je li tu |
| od +5 do +40 | |
| od -60 do +50 | |
| Vrsta hlađenja | prirodni |
| Životni vek, godine | ne manje od 20 |
| MTBF, h | ≥150000 |
| Garancija, mesec | 24 |
| Mehaničke karakteristike | |
| Dimenzije (HxWxD), mm | 255x190x75 |
| Težina (bez baterije), kg | 1,5 |
Certifikati
Priručnici za upotrebu
Opis
Uređaj za neprekidno napajanje Shtil PS1205B DC dizajniran je tako da osigurava zagarantovano napajanje sa konstantnim naponom od 12 V za različite vrste uređaja koji zahtijevaju kvalitetu mreže:
- sigurnosni i požarni alarmni sustavi;
- oprema za video nadzor;
- oprema za kontrolu pristupa zatvorenoj teritoriji;
- interfoni i električne brave;
- sklopke, usmjerivači i ostale komponente sustava za prijenos podataka.
Trenutna potrošnja priključene opreme ne smije biti veća od 5 A. Pri odabiru UPS-a potrebno je također uzeti u obzir da navedena izlazna struja mora osigurati i snagu opterećenja i napunjenost baterije. Ako vam izlazna struja PS1205B UPS nije dovoljna, obratite pažnju na snažnije modele.
Dizajn (tip "B")
Strukturno je izvor napajanja izrađen u obliku zidnog modula s odjeljkom za ugradnju baterije kapaciteta 7 Ah. Prednja ploča proizvoda opremljena je LED indikatorima za prisustvo ulaznog i izlaznog napona. Unutar modula su terminalni blokovi za povezivanje na UPS mrežu, učitavanje i udaljeni izlaz alarma. Za bolje hlađenje, UPS kućište ima ventilacijske otvore.
Princip rada
Shtil PS1205B UPS istosmjerne struje izgrađen je u skladu s PWM shemom izmjeničnog pretvarača napona od 220 V do DC naponom od 12 V. Ovaj princip rada omogućava vam pružanje potrebnih karakteristika opterećenja s pokazateljima minimalne težine i veličine. Da bi se zadovoljili zahtjevi elektromagnetske kompatibilnosti proizvoda, instalirani su ulazni i izlazni filteri za suzbijanje buke.
Izvor napajanja automatski prelazi u režim rada iz baterije u slučaju nestanka struje. Krug za ograničavanje struje napunjenosti baterije ugrađen u proizvod i zaštitu od "dubokog" pražnjenja omogućuju najbolju upotrebu njegovih resursa. Automatski prelazak u režim rada mreže događa se kada se vrati ulazni napon.
Značajke
- Zaštita od preopterećenja i kratkog spoja s automatskim oporavkom;
- Zaštita od obrnutog polariteta veze baterije s potpunim oporavkom nakon uklanjanja nužnog načina;
- Indikacija prisutnosti ulaznog i izlaznog napona;
- Galvanska izolacija ulaznih i izlaznih krugova;
- "Suvi" daljinski kontakti alarma;
- Širok raspon ulaznog napona
- Zaštita od "dubokog" pražnjenja baterije (odspajanje baterije kad se isprazni za 80-85%);
- Ograničenje struje baterije;
- Automatsko punjenje / ponovno punjenje baterije u međuspremniku;
- Prirodno hlađenje;
- Visoka pouzdanost;
- Visoka efikasnost.
Karakteristike
| Model | PS1205B |
|---|---|
| Izvršenje | zid |
| Vrsta ispravljača | impuls |
| Ulazne karakteristike | |
| Nominalni ulazni napon AC, V | 220 |
| Raspon ulaznog napona, V | 85-264 |
| Nazivna ulazna frekvencija, Hz | 50 |
| Izlazne karakteristike | |
| Nazivni izlazni napon istosmjerne struje, V | 12 |
| Raspon izlaznog jednosmernog napona pri radu s mreže, V | 13,7 ± 0,2 |
| Opseg izlaznog napona istosmjerne struje tijekom rada s AB, V | 10,5-13,7 |
| RMS ripple izlazni napon, mV |
ne više od 150 |
| Maksimalna izlazna struja, A | 5 |
| % Efikasnosti | 82 |
| Punjive baterije | |
| Kapacitet i broj baterija (ograničen veličinom odjeljka za baterije), Ah x kom. | 7 x 1 |
| Izlazna struja za punjenje baterije, A |
ne više od 0,8 |
| Funkcija upravljanja AB-om | zaštita od "dubokog" pražnjenja, zaštita od obrnutog polariteta, ograničavanje struje punjenja, automatsko punjenje / ponovno punjenje baterije u međuspremniku |
| Upravljačka ploča i sučelja | |
| LED indikacija | prisutnost ulaznog i izlaznog napona |
| Suvi kontakti | je li tu |
| Pouzdanost i performanse | |
| Raspon radne temperature, 0 S | od +5 do +40 |
| Raspon temperature skladištenja, 0 S | od -60 do +50 |
| Vrsta hlađenja | prirodni |
| Životni vek, godine | ne manje od 20 |
| MTBF, h | ≥150000 |
| Garancija, mesec | 24 |
| Mehaničke karakteristike | |
| Dimenzije (HxWxD), mm | 255x190x75 |
| Težina (bez baterije), kg | 1,5 |
