Как получить из переменного напряжения постоянное
Все Вы наверное задавались вопросом: "А как получить постоянное напряжение из переменного?" Ну что ж, пора думаю раскрыть эту тайну :-) , хотя это тайной и не назовешь. В этой статье я покажу основы, а какое напряжение получить - это уже решать вам. Оказывается, на деле все это гораздо проще, чем кажется.
Давайте для начала уточним, что мы подразумеваем под "постоянным напряжением". Как гласит нам Википедия, постоянный 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. А вот собственно и осциллограмма постоянного напряжения:
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 кондера: заряжаться и разряжаться. Весь прикол состоит в том, что кондер с маленькой емкостью быстро заряжается и быстро разряжается. Поэтому, для того, чтобы получить почти прямую линию на осцилле, мы должны вставить конденсатор приличной емкости.
Давайте же рассмотрим на практике, почему нам нужно ставить кондер большой емкости. На фото ниже у нас три кондера. Все разной емкости.
Рассмотрим первый кондер. 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 снимаем показания с кондера осцилом.
А вот и осциллограмма с кондера.
Неееее... это осциллограмма не постоянного тока. Пульсации все равно остались.
Ну что ж, возьмем кондер емкостью побольше.
Замеряем его емкость. Получается 0,226 микроФарад.
Цепляем к диодному мосту также, как и первый кондер снимаем показания с него.
А вот собственно и осциллограма.
Не... почти, но все равно не то.
Берем наш третий кондер. 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.
- чем низкоомнее будет нагрузка на выходе такого блока питания, тем больше будет проявляться амплитуда пульсаций. В этом случае лучше всего использовать трехвыводные стабилизаторы напряжения, которые выдают чистейшее постоянное напряжение.
Давайте вернемся к нашему вопросу в начале статьи. Как все таки получить на выходе постоянный ток 12 Вольт, скажем для каких-нибудь безделушек? Сначала нужно подобрать транс, чтобы на выходе он выдавал ... 12 Вольт? А вот и не угадали! Со вторичной обмотки транса мы будем получать действующее напряжение.
где
UД - действующее напряжение
Umax - максимальное напряжение
Поэтому, чтобы получить 12 Вольт постоянного напряжения, на выходе транса должно быть 12/1,41=8,5 Вольт. Вот теперь порядок. Для того, чтобы получить такое напряжение на трансе, мы должны убавлять или добавлять обмотки транса. Формула здесь. Потом подбираем диоды. Диоды подбираем исходя из того, что мы собираемся питать и какое напряжение и сила тока должны проходить через диоды. Ищем подходящие диоды по даташитам (техническим описаниям на радиоэлементы). Вставляем кондер с большой емкостью. Кондер подбираем исходя из того, чтобы 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 транса на выходе 12 Вольт (умножьте 12 на 1,41).
Ну и напоследок, чтобы лучше запоминалось ;-)
Читаем в обязательном порядке продолжение этой статьи.
Читайте также