Tātad, mani dārgie, mēs esam apkopojuši savu shēmu, un ir pienācis laiks to pārbaudīt, pārbaudīt un izbaudīt šo laimi. Nākamais rindā ir ķēdes pievienošana strāvas avotam. Sāksim. Nekavēsimies pie baterijām, akumulatoriem un citiem jaudas zvaniņiem un svilpēm, ķersimies tieši pie tīkla barošanas avotiem. Šeit mēs aplūkojam esošās labošanas shēmas, kā tās darbojas un ko tās var darīt. Eksperimentiem mums ir nepieciešams vienfāzes (mājās no kontaktligzdas) spriegums un atbilstošās daļas. Trīsfāzu taisngrieži tiek izmantoti rūpniecībā, mēs arī tos neuzskatīsim. Šeit jūs izaugsit par elektriķiem - tad lūdzu.
Barošanas bloks sastāv no vairākām svarīgākajām daļām: Tīkla transformators - diagrammā tas ir norādīts līdzīgi kā attēlā,
Taisngriezis - tā apzīmējums var būt atšķirīgs. Taisngriezis sastāv no vienas, divām vai četrām diodēm, atkarībā no tā, kurš taisngriezis. Tagad mēs sapratīsim.
a) ir vienkārša diode.
b) - diodes tilts. Sastāv no četrām diodēm, kas iekļautas, kā parādīts attēlā.
c) - tas pats diodes tilts, tikai īsuma labad tas ir uzzīmēts vienkāršāk. Tapu piešķiršana ir tāda pati kā tiltam zem burta b).
filtra kondensators. Šī lieta ir nemainīga gan laikā, gan telpā, to apzīmē šādi:
Kondensatoram ir daudz apzīmējumu, tikpat daudz kā apzīmējumu sistēmu pasaulē. Bet kopumā tie visi ir vienādi. Neapjuksim. Un skaidrības labad uzzīmēsim slodzi, apzīmēsim to kā Rl - slodzes pretestība. Šī ir mūsu shēma. Mēs arī iezīmēsim strāvas avota kontaktus, kuriem pievienosim šo slodzi.
Tālāk - pāris postulātu.
- Izejas spriegums ir definēts kā Ucont = U*1,41. Tas ir, ja mums uz tinuma ir 10 voltu mainīgs spriegums, tad uz kondensatora un slodzes mēs iegūsim 14,1 V. Vairāk vai mazāk šādi.
- Zem slodzes spriegums nedaudz pazeminās, un tas ir atkarīgs no transformatora konstrukcijas, tā jaudas un kondensatora kapacitātes.
- Taisngriežu diodes jābūt 1,5-2 reizes lielākai strāvai nekā nepieciešams. Uz krājumiem. Ja diode ir paredzēta uzstādīšanai uz radiatora (ar uzgriezni vai skrūvju caurumu), tad pie strāvas, kas lielāka par 2-3A, tā jānovieto uz radiatora.
Ļaujiet man arī atgādināt, kas ir bipolārais spriegums. Ja kāds aizmirsa. Mēs ņemam divas baterijas un savienojam tās virknē. Vidējo punktu, tas ir, akumulatoru savienojuma punktu, mēs sauksim par kopējo punktu. Cilvēku vidū to sauc arī par masu, zemi, ķermeni, kopīgs vads. Buržuāzi to sauc par GND (zeme - zeme), ko bieži dēvē par 0V (nulles voltu). Šim vadam ir pievienoti voltmetri un osciloskopi, attiecībā uz to ķēdēm tiek ievadīti ieejas signāli un tiek ņemti izejas signāli. Tāpēc tā nosaukums ir izplatīts vads. Tātad, ja mēs pievienojam testeri ar melnu vadu uz šo punktu un izmērām spriegumu uz baterijām, tad testeris rādīs plus 1,5 volti uz vienu akumulatoru un mīnus 1,5 volti uz otru. Šo spriegumu +/-1,5 V sauc par bipolāru. Abām polaritātēm, tas ir, plus un mīnus, jābūt vienādām. Tas ir, +/-12, +/-36V, +/-50 utt. Bipolāra sprieguma pazīme ir, ja trīs vadi (plus, kopīgs, mīnus) iet no ķēdes uz barošanas avotu. Bet ne vienmēr tā ir - ja mēs redzam, ka ķēde tiek barota ar +12 un -5, tad šādu jaudu sauc par divlīmeņu, bet barošanas blokam joprojām būs trīs vadi. Nu, ja ķēdē nonāk veseli četri spriegumi, piemēram, +/-15 un +/-36, tad mēs vienkārši sauksim šo jaudu - bipolāru divlīmeņu.
Nu, tagad pie lietas.
1. Tilta taisnošanas ķēde.
Visizplatītākā shēma. Ļauj iegūt unipolāru spriegumu no viena transformatora tinuma. Ķēdei ir minimāla sprieguma pulsācija, un tās dizains ir vienkāršs.
2. Pusviļņu ķēde.
Tāpat kā tilts, tas sagatavo mums unipolāru spriegumu no viena transformatora tinuma. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka šai ķēdei ir divreiz lielāka pulsācija, salīdzinot ar tiltu, bet viena diode četru vietā ievērojami vienkāršo ķēdi. To lieto pie zemām slodzes strāvām un tikai ar transformatoru, kas ir daudz lielāks par slodzes jaudu, jo. šāds taisngriezis izraisa transformatora vienpusēju magnetizācijas apvērsumu.
3. Pilns vilnis ar viduspunktu.
Divas diodes un divi tinumi (vai viens tinums ar viduspunktu) nodrošinās mums zemu pulsācijas spriegumu, plus mēs saņemsim mazākus zudumus salīdzinājumā ar tilta ķēdi, jo mums ir 2 diodes, nevis četras.
4. Bipolārā taisngrieža tilta ķēde.
Daudziem šī ir sāpīga tēma. Mums ir divi tinumi (vai viens ar viduspunktu), mēs noņemam no tiem divus identiskus spriegumus. Tie būs vienādi, viļņi būs mazi, jo ķēde ir tilta, katra kondensatora spriegums tiek aprēķināts kā spriegums uz katra tinuma, kas reizināts ar sakni no diviem - viss ir kā parasti. Vads no tinumu viduspunkta izlīdzina spriegumus uz kondensatoriem, ja pozitīvās un negatīvās slodzes atšķiras.
5. Shēma ar sprieguma dubultošanu.
Tās ir divas pusviļņu shēmas, bet ar diodēm, kas savienotas dažādos veidos. To izmanto, ja mums ir nepieciešams iegūt divkāršu spriegumu. Katra kondensatora spriegums tiks noteikts pēc mūsu formulas, un kopējais spriegums uz tiem tiks dubultots. Tāpat kā pusviļņu ķēdei, arī šim ir lieli viļņi. Tajā var redzēt bipolāru izeju – ja kondensatoru viduspunktu sauc par zemējumu, tad sanāk kā akumulatoru gadījumā, paskaties tuvāk. Bet no šādas shēmas nevar noņemt lielu spēku.
6. Bipolārā sprieguma iegūšana no diviem taisngriežiem.
Nav obligāti, ka tie ir vieni un tie paši barošanas avoti - tiem var būt atšķirīgs spriegums vai jauda. Piemēram, ja mūsu ķēde patērē 1A pie +12 voltiem un 0,5A pie -5 voltiem, tad mums ir nepieciešami divi barošanas avoti - + 12V 1A un -5V 0,5A. Varat arī savienot divus identiskus taisngriežus, lai iegūtu bipolāru spriegumu, piemēram, pastiprinātāja barošanai.
7. Identisku taisngriežu paralēlais savienojums.
Tas dod mums tādu pašu spriegumu, tikai ar divreiz lielāku strāvu. Ja savienosim divus taisngriežus, tad mums būs divkāršs strāvas pieaugums, trīs - trīskāršs utt.
Nu, ja jums viss ir skaidrs, mani dārgie, tad es jums droši vien uzdošu mājasdarbu. Formula pilna viļņa taisngrieža filtra kondensatora kapacitātes aprēķināšanai: 
Pusviļņu taisngriežam formula ir nedaudz atšķirīga: 
Divi saucējā - labošanas "ciklu" skaits. Trīsfāzu taisngriežam saucējs būs trīs.
Visās formulās mainīgos sauc šādi:
Cf - filtra kondensatora kapacitāte, uF
Ro - izejas jauda, W
U - izejas rektificēts spriegums, V
f - maiņstrāvas sprieguma frekvence, Hz
dU - pulsācijas diapazons, V
Uzziņai - pieļaujamās pulsācijas:
Mikrofonu pastiprinātāji - 0,001 ... 0,01%
Digitālās tehnoloģijas - pulsācija 0,1...1%
Jaudas pastiprinātāji - noslogotā barošanas avota pulsācija ir 1 ... 10%, atkarībā no pastiprinātāja kvalitātes.
Šīs divas formulas ir derīgas sprieguma taisngriežiem ar frekvenci līdz 30 kHz. Augstākās frekvencēs elektrolītiskie kondensatori zaudē savu efektivitāti, un taisngriezis tiek aprēķināts nedaudz savādāk. Bet tā ir cita tēma.
Diodes tilts palīdzēs pārveidot maiņstrāvu līdzstrāvai - šīs ierīces shēma un darbības princips ir norādīts zemāk. Parastā apgaismojuma ķēdē plūst maiņstrāva, kas vienas sekundes laikā maina savu stiprumu un virzienu 50 reizes. Tā pārveide par pastāvīgu ir diezgan izplatīta vajadzība.
Pusvadītāju diodes darbības princips
Rīsi. viensAprakstītās ierīces nosaukums skaidri norāda, ka šī konstrukcija sastāv no diodēm − pusvadītāju ierīces, kas labi vada elektrību vienā virzienā un praktiski nevada pretējā virzienā. Šīs ierīces attēls (VD1) ir ieslēgts ķēdes shēmas attēlā parādīts. 2.c. Kad strāva plūst caur to virzienā uz priekšu - no anoda (pa kreisi) uz katodu (pa labi), tā pretestība ir maza. Ja strāvas virziens tiek mainīts, diodes pretestība palielinās vairākas reizes. Šajā gadījumā caur to plūst reversā strāva, kas maz atšķiras no nulles.
Tāpēc, ja ķēdei, kurā ir diode, tiek pielikts maiņspriegums U in (kreisais grafiks), elektrība caur slodzi plūst tikai pozitīvos pusciklos, kad anodam tiek pielikts pozitīvs spriegums. Negatīvie puscikli tiek “nogriezti”, un slodzes pretestībā šobrīd praktiski nav strāvas.
Stingri sakot, izejas spriegums U out (labais grafiks) nav konstants, lai gan plūst vienā virzienā, bet pulsē. Ir viegli saprast, ka tā impulsu (pulsāciju) skaits vienā sekundē ir 50. Tas ne vienmēr ir pieņemami, bet viļņus var izlīdzināt, ja paralēli slodzei ir pievienots kondensators ar pietiekami lielu kapacitāti. Uzlādējot sprieguma impulsu laikā, intervālos starp tiem kondensators tiek izlādēts līdz slodzes pretestībai. Pulsācijas tiek izlīdzinātas, un spriegums kļūst gandrīz nemainīgs.
Taisngriezis, kas ražots saskaņā ar šo shēmu, tiek saukts par pusviļņu taisngriezi, jo tas izmanto tikai vienu rektificētā sprieguma pusciklu. Lielākā daļa būtiski trūkumišādi taisngrieži ir šādi:
- palielināta rektificētā sprieguma pulsācijas pakāpe;
- zema efektivitāte;
- transformatora lielais svars un tā neracionālā izmantošana.
Tāpēc šādas shēmas tiek izmantotas tikai mazjaudas ierīču darbināšanai. Lai novērstu šo nevēlamo situāciju, ir izstrādāti pilna viļņa taisngrieži, kas negatīvos pusviļņus pārvērš pozitīvajos. To var izdarīt dažādos veidos, bet vienkāršākais veids ir izmantot diodes tiltu.
Rīsi. 2 Diodes tilts- pilna viļņa rektifikācijas ķēde, kurā ir 4 diodes, nevis viena (2.c att.). Katrā pusciklā divi no tiem ir atvērti un laiž elektrību uz priekšu, bet pārējie divi ir slēgti, un caur tiem strāva neplūst. Pozitīvā pusperioda laikā anodam VD1 tiek pielikts pozitīvs spriegums, bet katodam VD3 - negatīvs spriegums. Rezultātā abas šīs diodes ir atvērtas, un VD2 un VD4 ir aizvērtas.
Negatīvā pusperioda laikā VD2 anodam tiek pielikts pozitīvs spriegums, bet VD4 katodam tiek pievienots negatīvs spriegums. Šīs divas diodes atveras, un tās, kas atvērtas iepriekšējā puscikla laikā, ir aizvērtas. Strāva caur slodzes pretestību plūst tajā pašā virzienā. Salīdzinot ar pusviļņu taisngriezi, pulsāciju skaits ir dubultojies. Rezultāts ir augstāka izlīdzināšanas pakāpe ar tādu pašu filtra kondensatora kapacitāti, taisngriežā izmantotā transformatora efektivitātes palielināšanās.
Diožu tiltu var ne tikai montēt no atsevišķiem elementiem, bet arī izgatavot kā monolītu konstrukciju (diodes montāža). To ir vieglāk uzstādīt, un diodes parasti tiek saskaņotas atbilstoši parametriem. Ir arī svarīgi, lai tie darbotos vienādos termiskajos apstākļos. Diodes tilta trūkums ir nepieciešamība nomainīt visu komplektu, ja pat viena diode neizdodas.
Vēl tuvāk konstantai būs pulsējoša rektificēta strāva, kas ļauj iegūt trīsfāzu diodes tiltu. Tās ieeja ir savienota ar trīsfāžu maiņstrāva(ģenerators vai transformators), un izejas spriegums ir gandrīz tāds pats kā līdzstrāvai, un to ir pat vieglāk izlīdzināt nekā pēc pilna viļņa taisnošanas.
Diodes tilta taisngriezis
Uz diodes tilta balstīta pilna viļņa taisngrieža diagramma, kas piemērota DIY montāžai, ir parādīta attēlā. 3a. Spriegums, kas noņemts no transformatora T sekundārā pazeminošā tinuma, tiek pakļauts taisnošanai. Lai to izdarītu, transformatoram jāpievieno diodes tilts.
Pulsējošo rektificēto spriegumu izlīdzina elektrolītiskais kondensators C, kuram ir pietiekami liela kapacitāte – parasti ap vairākiem tūkstošiem mikrofaradu. Rezistors R spēlē taisngrieža slodzes lomu tukšgaitā. Šajā režīmā kondensators C tiek uzlādēts līdz amplitūdas vērtībai, kas ir 1,4 (divas saknes) reizes lielāka par efektīvā sprieguma vērtību, kas iegūta no transformatora sekundārā tinuma.
Palielinoties slodzei, izejas spriegums samazinās. Jūs varat atbrīvoties no šī trūkuma, pievienojot taisngrieža izejai vienkāršu tranzistora stabilizatoru. Shematiskajās diagrammās diodes tilta attēls bieži tiek vienkāršots. Uz att. 3b parādīts, kā citādi atbilstošais fragments attēlā. 3a.
Jāatzīmē, ka, lai gan diožu priekšējā pretestība ir maza, tā tomēr atšķiras no nulles. Šī iemesla dēļ tie uzsilst saskaņā ar Džoula-Lenca likumu, jo spēcīgāks, jo lielāks ir strāvas daudzums, kas plūst caur ķēdi. Lai novērstu pārkaršanu jaudīgas diodes bieži tiek uzstādīti uz siltuma izlietnēm (radiatoriem).
Diodes tilts ir gandrīz neaizstājams jebkura elementa elements elektroniska ierīce, darbina no elektrotīkla, neatkarīgi no tā, vai tas ir dators vai taisngriezis mobilā tālruņa uzlādei.
Saistītās ziņas:
Diodes tilti ir uzstādīti daudzās elektroniskās ierīcēs, kas darbojas ar 220 voltu maiņstrāvu. 12 voltu diodes tilta ķēde ļauj efektīvi veikt maiņstrāvas taisnošanas funkciju. Tas ir saistīts ar faktu, ka lielākā daļa ierīču darbībai izmanto līdzstrāvu.
Kā darbojas diožu tilts
Tilta ieejas kontaktiem tiek pievadīta maiņstrāva ar noteiktu mainīgu frekvenci. Pozitīvās un negatīvās izejas ģenerē vienpolāru strāvu ar palielinātu pulsāciju, kas ir daudz augstāka par ieejā pievadītās strāvas frekvenci.
Parādās pulsācijas ir jānoņem, pretējā gadījumā elektroniskā shēma nevarēs normāli darboties. Tāpēc ķēdē ir īpaši filtri, kas ir elektrolītiski ar lielu jaudu.
Pats tilta mezgls sastāv no četrām diodēm ar vienādiem parametriem. Tie ir savienoti kopējā ķēdē un ievietoti kopējā korpusā.
Diodes tiltam ir četri vadi. Savienots ar diviem no tiem Maiņstrāvas spriegums, un pārējie divi ir pulsējošā rektificētā sprieguma pozitīvie un negatīvie spailes.
Taisngrieža tilts formā diodes montāža ir būtiskas tehnoloģiskas priekšrocības. Tādējādi uz iespiedshēmas plates uzreiz tiek uzstādīta viena monolīta daļa. Darbības laikā visām diodēm tiek nodrošināti vienādi termiskie apstākļi. Kopējās montāžas izmaksas ir zemākas par četrām diodēm atsevišķi. Tomēr šai daļai ir nopietns trūkums. Ja vismaz viena diode sabojājas, ir jānomaina viss komplekts. Ja vēlaties, jebkuru vispārējo shēmu var aizstāt ar četrām atsevišķām daļām.
Diožu tiltu pielietojums
Jebkurās ierīcēs un elektronikā, ko darbina maiņstrāva elektrība, ir 12 voltu diodes tilta ķēde. To izmanto ne tikai transformatoros, bet arī impulsu taisngriežos. Raksturīgākā impulsa vienība ir datora barošanas bloks.
Turklāt diodes tilti tiek izmantoti dienasgaismas spuldzēs kompaktas lampas vai iekšā enerģijas taupīšanas spuldzes. Tie dod ļoti labu efektu, ja tos izmanto elektroniskajos balastos. Plaši izmanto visos mūsdienu ierīču modeļos.
Kā izveidot diodes tiltu
Tilts notiek pāri upei, pāri gravai un arī pāri ceļam. Bet vai esat kādreiz dzirdējuši frāzi "diodes tilts"? Kas ir šis tilts? Un šeit mēs centīsimies atrast atbildi uz šo jautājumu.
Frāze "diodes tilts" ir veidota no vārda "diode". Izrādās, ka diodes tiltam vajadzētu sastāvēt no diodēm. Bet, ja diodes tiltā ir diodes, tad diode laiž cauri elektrisko strāvu vienā virzienā, bet ne otrā virzienā. Mēs izmantojām šo diožu īpašību, lai noteiktu to veiktspēju. Kurš neatceras, kā mēs to izdarījām, tad jūs esat šeit. Tāpēc, lai iegūtu maiņspriegumu, tiek izmantots diožu tilts pastāvīgs spiediens.
Un šeit ir diodes tilta shēma:
Dažreiz shēmās tas ir norādīts arī šādi:
Kā redzam, ķēde sastāv no četrām diodēm. Bet, lai diodes tilta ķēde darbotos, mums ir pareizi jāpievieno diodes un pareizi jāpieliek tām maiņspriegums. Kreisajā pusē mēs redzam divas "~" ikonas. Mēs pielietojam maiņstrāvas spriegumu šīm divām izejām un noņemam līdzstrāvas spriegumu no pārējām divām izejām: no plusa un mīnusa.
Lai maiņstrāvas spriegumu pārvērstu par līdzstrāvu, taisnošanai var izmantot vienu diodi, taču tas nav vēlams. Apskatīsim zīmējumu:
Maiņstrāvas spriegums laika gaitā mainās. Diode izlaiž spriegumu caur sevi tikai tad, kad spriegums ir virs nulles, kad tas kļūst zem nulles, diode tiek bloķēta. Manuprāt, viss ir elementāri un vienkārši. Diode nogriež negatīvo pusviļņu, atstājot tikai pozitīvo pusviļņu, ko mēs redzam attēlā iepriekš. Un šīs vienkāršās ķēdes skaistums ir tāds, ka mēs iegūstam pastāvīgu spriegumu no mainīgas. Visa problēma ir tā, ka mēs zaudējam pusi no maiņstrāvas jaudas. To muļķīgi nogriež diode.
Lai labotu šo situāciju, tika izstrādāta diodes tilta shēma. Diodes tilts "apgriež" negatīvo pusviļņu, pārvēršot to pozitīvā pusviļņā. Tādējādi mēs ietaupām enerģiju. Lieliski, vai ne?
Diodes tilta izejā mums ir pastāvīgs pulsējošs spriegums ar frekvenci, kas ir divreiz lielāka par tīkla frekvenci: 100 Hz.
Es domāju, ka jums nav jāraksta, kā ķēde darbojas, jums tas joprojām nebūs vajadzīgs, galvenais ir atcerēties, kur piekļaujas maiņstrāvas spriegums un no kurienes nāk pastāvīgais pulsējošais spriegums.
Apskatīsim, kā praksē darbojas diode un diodes tilts.
Sāksim ar diodi.
Izlodēju to no datora barošanas avota. Katodu var viegli atpazīt pēc sloksnes. Gandrīz visi ražotāji katodu parāda kā svītru vai punktu.
Lai mūsu eksperimenti būtu droši, es paņēmu pazeminošu transformatoru, kas pārveido 12 voltus no 220 voltiem. Kurš nezina, kā viņš to dara, varat izlasīt rakstu transformatora ierīce.
Mēs pievienojam primārajam tinumam 220 voltus, no sekundārā noņemiet 12 voltus. Karikatūra parāda nedaudz vairāk, jo sekundārajam tinumam nav pievienota slodze. Transformators darbojas tā sauktajā "tukšgaitā".
Apskatīsim viļņu formu, kas nāk no transa sekundārā tinuma. Maksimālo sprieguma amplitūdu ir viegli aprēķināt. Ja neatceraties, kā aprēķināt, varat apskatīt rakstu Osciloskops. Darbības pamati. 3,3x5 \u003d 16,5 V ir maksimālā sprieguma vērtība. Un, ja mēs dalām maksimālo amplitūdas vērtību ar divu sakni, mēs iegūstam kaut kur ap 11,8 voltiem. Šī ir efektīvā sprieguma vērtība. Oscils nemelo, viss kārtībā.
Atkal varēja izmantot 220 voltus, bet 220 volti nav joks, tāpēc nolaidu maiņstrāvas spriegumu.
Mēs pielodējam savu diodi transa sekundārā tinuma vienā galā.
Mēs atkal pieķeramies ar osciloskopa zondēm
paskaties uz oscilatoru
Kur ir attēla apakšdaļa? To nogrieza diode. Diode atstāja tikai augšējo daļu, tas ir, to, kas ir pozitīva. Un tā kā viņš nogrieza apakšējo daļu, viņš atslēdza strāvu.
Atrodam vēl trīs šādas diodes un pielodējam diodes tiltiņu.
Mēs pieķeramies pie transa sekundārā tinuma saskaņā ar diodes tilta shēmu.
No pārējiem diviem galiem mēs noņemam pastāvīgo pulsējošo spriegumu ar oscilatoru zondēm un skatāmies uz oscilatoru.
Lūk, tagad kārtība, un spēks mēs nekur neesam zaudējuši :-).
Lai nejauktos ar diodēm, izstrādātāji visas četras diodes salika vienā korpusā. Rezultāts ir ļoti kompakts un ērts diožu tilts. Es domāju, ka jūs varat uzminēt, kur ir importēts un kur ir padomju))).
Un šeit ir padomju versija:
Un kā tu uzminēji? :-) Piemēram, uz padomju diodes tilta ir parādīti kontakti, kuriem ir jāpiegādā maiņspriegums (ar "~" zīmi), un ir parādīti kontakti, no kuriem nepieciešams noņemt pastāvīgo pulsējošo spriegumu. ("+" un "-").
Pārbaudīsim importēto diožu tiltu. Lai to izdarītu, mēs pievienojam divus tā kontaktus uz izmaiņām, un no pārējiem diviem kontaktiem mēs nolasām oscilatora rādījumus.
Un šeit ir oscilogramma:
Tātad importētais diodes tilts darbojas chiki-ķekarus.
Nobeigumā vēlos piebilst, ka diodes tilts tiek izmantots gandrīz visās radioiekārtās, kas ēd spriegumu no tīkla, neatkarīgi no tā, vai tas ir vienkāršs televizors vai pat mobilā tālruņa uzlāde. Diodes tiltu pārbauda visu tā diožu veselība.