|
|
||||
 |
Все о конструировании, в помощь конструктору, советы бывалых, статьи для детского и взрослого творчества |
 |
||
|
Дата создания
сайта:
24/02/2013 |
Радиоэлектроника | |||
                           Оптимизация входного и фазоинверсного каскадов |
3. Усовершенствование блока питания (Несколько вариантов стабилизированных источников напряжения) 4. Импульсные источники напряжения 1. Лесной воздух в комнате (Как сделать люстру Чижевского - ионизатор воздуха) Известно, что отрицательные аэро-ионы благотворно
действуют на организм человека, тогда как положительные способствуют
быстрому его утомлению. Многочисленные исследования показали, что воздух
лесных массивов и лугов содержит от 700 до 1500, а иногда и до 15 ООО
отрицательных аэроионов в одном кубическом сантиметре. В жилых же
помещениях их число падает порой до 25 в 1 см3.
Тиристорный высоковольтный преобразователь состоит из
понижающего силового трансформатора Т1 (см. схему), выпрямителя на VD1,
накопительного конденсатора С1, высоковольтного трансформатора Т2 и
управляющего узла тиристора-ill обмотка Т1, R2, VD2.
2.
Столовая для транзисторов
Каждый радиолюбитель знает: любое электронное устройство нуждается в
хорошем питании. И чем мощнее прибор, •тем солиднее его аппетит. Поэтому
нужна «столовая», способная накормить ваши электронные самоделки. Такой
«столовой» может служить простой выпрямитель, о котором мы рассказали в
«М-К» № 12 за 1982 год («Улица с односторонним движением»). Но малая
мощность и наличие только одного фиксированного напряжения ограничивают
сферу его применения.
Более совершенный источник питания (ИП) имеет
регулируемое выходное напряжение, например, в пределах 7— 15 В и
обеспечивает ток в нагрузке до I—2 А. Следовательно, максимальная
мощность такого (ИП)
О том, как приблизительно рассчитать силовой трансформатор, мы рассказали в «Л1-К» № 5 за 1982 год («Как изменить напряжение?»). Однако, пользуясь таким методом, трудно создать полноценный электрический прибор. Тут важно не ошибиться в количестве витков н диаметре провода каждой обмотки, чтобы они не перегорели. А для этого рекомендуем вам более совершенный и достаточно простой способ, с помощью которого можно рассчитать любой сетевой трансформатор. Сначала определите площадь поперечного сечения S имеющегося у вас сердечника. Для этого ширину у среднего «язычка» пластин в сантиметрах умножьте на толщину пакета у, (тоже в сантиметрах): S = y-yt (см2). Далее, пользуясь графиком ni = f(S) (рис. 1А), определите по площади поперечного сечения S сердечника число витков первичной обмотки N1. Затем с помощью зависимости N1 = f(w) узнайте, сколько витков на 1 В напряжения (vv) должно быть для данного сердечника, и по формуле N2 = wU2 рассчитайте количество витков вторичной обмотки. Если вторичных обмоток несколько, сделайте расчет для каждой. Суммарную мощность вторичных обмоток Р2 находят из соотношения: Р2= U2 х I2+ U3 х I3 + ... (Вт). Из графика I1 = f(P u ) (рис. 1 Б) узнайте величину тока I1, протекающего в первичной обмотке. Пользуясь зависимостью I = f(d) (рис. 1 В), определите диаметр провода каждой обмотки (I — величина тока, протекающего в данной обмотке). В качестве примера приводим расчет трансформатора на сердечнике Ш20 X 30, напряжение на вторичной обмотке U2 = 15 В, ток 12 = 2 А. Площадь сечения сердечника S = у • у1 = 2 • 3 = 6 см2. По графику n1=f(S) определяем число витков первичной обмотки иа напряжение 220 В: N1, = 1700. А согласно кривой N1 = f(W) на 1 В напряжения приходится W = 7,7 витка. Теперь мы узнаем число витков во вторичной обмотке: n2 = w • U2 = 7,7 X 15 = 116 витков. Мощность вторичной обмотки: Р2 = = U2 x I2 = 15 • 2 =1 30 Вт. Исходя из полученного значения мощности, по графику I1=F(Pn) определяем величину тока в первичной обмотке: I1 = 0,16 А. И наконец, в зависимости от силы тока выбираем диаметры проводов обмоток (график рис. 1 В): d1 = 0.27, d2 = 0,96.
Чтобы расчеты были точными, рекомендуем напечатанные в журнале графики увеличить в 4—5 раз, построив их на листах миллиметровки.Разборный каркас трансформатора (рис. 2) лучше всего изготовить из стеклотекстолита, гетинакса, прессшпана или картона толщиной 1,5—2 мм. В крайнем случае каркас склейте из толстой бумаги, например ватмана, и несколько раз покройте эпоксидным клеем для придания конструкции необходимой жесткости и прочности. Когда первичная обмотка будет готова (о намотке катушки прочтите в статье «Как изменить напряжение?», «М-К» № 5 за 1982 г.), убедитесь в правильности ее расчета н качестве выполненной работы. Для этого соберите сердечник трансформатора и включите катушку в сеть на 10—12 часов. Если она за это время не нагреется больше, чем окружающие предметы, можно смело браться за вторичную обмотку. Нагрев трансформатора до 50—60° указывает иа низкое качество сердечника или на нехватку витков. Возрастание температуры до 100° и выше сигнализирует о неисправности прибора (наличие короткозамкнутых витков). Если первичную обмотку пришлось доматывать, следует соответственно увеличить и число витков вторичной. Сверху ее покрывают двумя слоями плотной бумаги, на которой помечают основные данные катушки. Выпрямитель удобнее всего собрать по мостовой схеме (см. «М-К» № 12 за 1982 г., «Улица с односторонним движением»). Теперь посмотрим, как можно изменить выпрямленное напряжение в требуемых пределах. Лет 20 назад поступали очень просто: вторичную обмотку делали секционированной с многочисленными отводами и с помощью переключателя устанавливали нужное напряжение (рис. За).
Излишнее напряжение гасили на мощном проволочном реостате (рис. 36), включая его последовательно с нагрузкой. Однако сейчас его заменил все тот же вездесущий транзистор. Изменяя величину напряжения смещения на базе, его можно полностью закрыть или, наоборот, открыть, вращая движок переменного резистора из одного крайнего положения в другое (рис. 3В). В первом случае внутреннее сопротивление транзистора столь велико, что ток через него практически не идет и на выходе напряжение равно нулю. Передвигая движок, мы постепенно приоткрываем полупроводниковый триод - уменьшаем его внутреннее сопротивление R(внутр) например, до 100 Ом. Тогда при токе нагрузки 1н = 100 мА (0,1 А) на транзисторе будет падать напряжение Uпвд> = R (внутр) х Iи = 100-0,1 - 10 В, и на выход поступит часть выпрямленного напряжения: Uвыпр = U выпр — U падения = 15—10 = 5 В. Но чтобы «погасить» те же 10 В при токе нагрузки 1 А. регулятор переменного резистора вращают до тех пор, пока внутреннее сопротивление транзистора не снизится до 10 Ом, то есть Iпад =10 Ом* 1 А = 10 В Помимо того, на транзисторе будет рассеиваться значительная мощность Р= U падения х I нагр =10В х 1А=10 Вт. Чтобы он не вышел из строя из-за перегрева, его устанавливают на радиатор. Познакомьтесь теперь с принципиальной схемой источника питания, величину напряжения которого можно плавно менять (рис. 4). Роль регулирующего элемента V5 с успехом выполнит любой из кремниевых транзисторов марки КТ803, КТ805, КТ809 с 1г,1в > 100 или лучше КТ825, КТ827. Применять германиевые триоды серий П4, П210—П217 нежелательно, поскольку они перегреваются и выходят из строя. Сопротивление резисторов в базовой цепи регулирующего транзистора выбирают в зависимости от его типа. Ориентировочно номиналы Rl, R2 указаны на схеме. Точное их значение подбирают опытным путем. Выпрямительный мост соберите из четырех диодов Д242—Д248 или КД202 с любым буквенным индексом. В тех случаях, когда достаточен ток в 1 А, можно воспользоваться готовыми выпрямительными блоками КЦ402—КЦ405 с любым буквенным индексом, кроме Ж, И.
Фильтром служит электролитический конденсатор С1 большой емкости, например, на 4000 мкФ, рассчитанный на 25 В. Напряжение берется «с запасом», то есть выше рабочего. Объясняется это тем, что в режиме холостого хода, когда нет нагрузки, выпрямленное напряжение на конденсаторе фильтра составляет: Uф 2= 15х• 1,41=22 В.Силовой трансформатор можно применить самодельный или промышленный, например от старого лампового радиоприемника, срезав все вторичные обмотки и намотав одну новую на 15 В, или же приобрести сетевой трансформатор от телевизора «Юность» или магнитофона «Маяк» и отмотать часть витков вторичной обмотки, чтобы напряжение на ней составило 15 В. В качестве вольтметра подойдет малогабаритный стрелочный индикатор от магнитофона «Яуза» или М364. Конструкция блока питания показана на рисунке 5. Все детали установлены на деревянной плате. Радиатор с регулирующим транзистором расположен с задней стороны прибора. На лицевой панели крепят контрольный вольтметр, два держателя предохранителей, сигнальную лампу, переменный резистор и два гнезда для подключения нагрузки. Они маркированы цветными пластмассовыми шайбами: красный "+"синий "-". Блок питания закрыт металлическим П-образным кожухом с вентиляционными отверстиями. Конструкция выполнена в радиокружке ДЭЗ-10 Дзержинского района Москвы. (По материалам МК 07/1983 г.) 3. Усовершенствование блока питания (Несколько вариантов стабилизированных источников напряжения) Описанный выше источник питания, обладает неплохими фильтрующими свойствами, транзистор подавляет шум, пульсации, фон переменного тока. Однако он является несовершенным и нестабилизированным. Например вы выставили на выходе напряжение 5 вольт. У Вас повысилось напряжение в сети, сразу подскакивает напряжение выходе диодного моста и конденсатора С1, естественно на резисторе R1 возрастает напряжение, он дели его уже не так, повышенное напряжение подается на базу транзистора VT1, и естественно на выходе появляется повышенное напряжение. При уменьшении напряжения в сети все тоже самое происходит в сторону уменьшения выходного напряжения. Чтобы этого не случилось используют параметрические стабилизаторы напряжения на стабилитронах с усиливающим транзистором. Рассмотрим несколько источников питания (стабилизаторов напряжения) с понижающим входным трансформатором. У них есть несколько недостатков: 1. Пониженный КПД 2. Высокая рассеиваемая мощность 3. Вес, определяемый естественно габаритными размерами трансформатора. Но и есть достоинства: 1. Полная гальваническая развязка от питающей сети, в отличии от импульсных с бестрансформаторным входом. И так рассмотрим несколько практических схем, в свое время я по этим схемам изготовил немало источников питания для различных безделушек: 3.1. Параметрический стабилизированный источник напряжения) питания с регулирующим транзистором. 3.2. Линейные стабилизированные источники напряжения (питания). 3.3. Интегральные линейные источники напряжения. 4. Импульсные источники питания.
Читать далее про радиоэлектронику... Читать про выпрямители тока...
|
|
||
| p.s. При копировании материалов и фотографий ссылка на сайт обязательна. | ||||
|
|
||||
|
|
||||
