Quvvat transformatorisiz quvvat kuchaytirgichi. Sxema, tavsif

Transformator - bu elektr induksiyasi orqali energiyani bir zanjirdan ikkinchisiga o'tkazish uchun qurilma. U oqim va kuchlanish qiymatlarini konvertatsiya qilish, elektr davrlarini galvanik ajratish, qarshilikni kattalikka aylantirish va boshqa maqsadlar uchun mo'ljallangan.

Transformator ikki yoki undan ortiq sariqlardan iborat bo'lishi mumkin. Biz ferromagnit yadrosiz (havo transformatori) ikkita ajratilgan o'rashdan yasalgan transformatorni ko'rib chiqamiz, uning diagrammasi shaklda ko'rsatilgan. 5.12.

Quvvat manbaiga ulangan 1-1' terminallari bo'lgan o'rash birlamchi o'rash, yuk qarshiligi ulangan o'rash ikkinchi darajali hisoblanadi. Birlamchi o'rash qarshiligi , ikkilamchi qarshilik - .

Bobinlarning qabul qilingan polaritesi va oqimlarning yo'nalishi bilan transformator tenglamalari quyidagi shaklga ega:

- birlamchi o'rash uchun

Ikkilamchi o'rash uchun

Transformatorning kirish empedansi

Ikkilamchi zanjirning faol qarshiligini belgilaymiz

keyin tenglamalarni qayta yozish mumkin

(5.22)

Transformatorning kirish empedansi. Shuni hisobga olib va birinchi tenglamani (5.21) o'rniga qo'yib, biz buni olamiz

Shunday qilib, transformatorning birlamchi terminallar tomondan kirish qarshiligi ikkita atamadan iborat: - o'zaro induksiya hodisasi tufayli paydo bo'ladigan o'zaro induksiyani hisobga olmagan birlamchi o'rashning qarshiligi. Qarshilik, xuddi ikkilamchi lasandan qo'shilgan (kiritilgan) va shuning uchun kiritilgan qarshilik deb ataladi.

Ideal transformatorning kirish empedansi.

Ideal transformator (nazariy tushuncha) - bu shartlar bajarilgan transformator

(5.24)

Bundan tashqari, ma'lum bir xato bilan, bunday shartlar yuqori magnit o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan yadroli transformatorda bajarilishi mumkin, bunda faol qarshilik past bo'lgan simlar o'raladi.

Ushbu transformatorning kirish empedansi

(5.25)

Binobarin, yuk va energiya manbai o'rtasida bog'langan ideal transformator yuk qarshiligini transformatsiya nisbati n kvadratiga mutanosib ravishda o'zgartiradi.

Transformatorning qarshilik qiymatlarini aylantirish xususiyati elektrotexnika, aloqa, radiotexnika, avtomatlashtirishning turli sohalarida va birinchi navbatda, manba va yukning qarshiligini moslashtirish uchun keng qo'llaniladi.

Transformator ekvivalent sxemasi

Ferromagnit yadrosi bo'lmagan ikki o'rashli transformatorning sxemasi rasmda ko'rsatilganidek tasvirlanishi mumkin. 5.14. Undagi oqim taqsimoti 1-rasmdagi sxema bilan bir xil. 5.12 sariqlar orasidagi umumiy nuqtasiz.

Keling, buni rasmdagi diagrammada qilaylik. 5.14 induktiv muftalarni ajratish. Bunday holda, biz transformatorning ekvivalent sxemasini olamiz (5.15-rasm), unda magnit ulanishlar mavjud emas.

Induktiv bog'langan sariqlarda energiya jarayonlari

Havo transformatorining differentsial tenglamalari (5.15-rasm):

(5.25)

Birinchi tenglamani ga, ikkinchisini esa ga ko'paytiramiz:

(5.26)

Ushbu tenglamalarni qo'shib, biz manbadan iste'mol qilinadigan va transformatorning birlamchi va ikkilamchi sariqlarida va yukda iste'mol qilinadigan jami lahzali quvvatni olamiz.

(5.27)

yukdagi oniy quvvat qayerda, ;

- transformatorning o'rashlarida issiqlik uchun sarflanadigan lahzali quvvat; ;

- energiya magnit maydon transformator sariqlari, .

Uch fazali generatorlar.

Uch fazali sxema (tizim) deganda uch fazali manba (generator), yuk va ulash simlarining kombinatsiyasi tushuniladi.

Ma'lumki, o'tkazgich bir xil magnit maydonda aylanganda, unda emf induktsiya qilinadi.

. (1.1)

Kosmosda bir-biriga nisbatan (120°) siljigan uchta bir xil g'altakni (o'rashlarni) bir o'qga qattiq mahkamlaymiz va ularni w burchak tezligi bilan bir xil magnit maydonda aylantirishni boshlaymiz (1.1-rasm).

Bunday holda, lasan A induktsiya qilinadi

Xuddi shu EMF qiymatlari B va C bobinlarida paydo bo'ladi, lekin aylanish boshlanganidan keyin mos ravishda 120 ° va 240 °, ya'ni.

(1.3)

EMFlar induksiyalangan, kattaligi teng va bir-biridan 120 ° burchak ostida siljigan w burchak tezligi bilan bir xil o'qda aylanadigan uchta g'altak (o'rash) to'plami simmetrik uch fazali generator deb ataladi. Har bir generator bobini generator bosqichidir. Shakldagi generatorda. 1.1 B fazasi A fazasini "kuzatadi", C fazasi B fazasini kuzatib boradi. Fazalar almashinuvining bu ketma-ketligi to'g'ridan-to'g'ri ketma-ketlik deb ataladi. Jeneratorning aylanish yo'nalishini o'zgartirganda, teskari fazalar ketma-ketligi paydo bo'ladi. O'zaro munosabatlarga asoslangan to'g'ridan-to'g'ri ketma-ketlik (1.2, 1.3) shaklda ko'rsatilgan EMF vektor diagrammasiga mos keladi. 1.2, a, teskari uchun - shakldagi EMFning vektor diagrammasi. 1.2, b.

Kelajakda uch fazali davrlarni hisoblash bo'yicha barcha munozaralar faqat generator EMFlarining to'g'ridan-to'g'ri ketma-ketligi bilan uch fazali tizimlarga tegishli bo'ladi.

y = 90 ° da bir lahzali EMF qiymatlarining o'zgarishlar grafigi rasmda ko'rsatilgan. 1.3. Har bir lahzada emfning algebraik yig'indisi nolga teng.

Bobinlarning (o'rashlarning) o'ta nuqtalari oxiri va boshi deb ataladi. Bobinlarning boshlari A, B, C deb belgilanadi, uchlari mos ravishda X, Y, Z (1.4-rasm, a).

Uch fazali generatorning fazali sariqlari EMF manbalari sifatida tasvirlanishi mumkin (1.4-rasm, b).

Bu NE555 m/s ga qurilgan oddiy kuchaytiruvchi konvertor bo'lib, bu erda impuls generatori vazifasini bajaradi. Chiqish kuchlanishi 110-220V oralig'ida o'zgarishi mumkin (potentsiometr bilan tartibga solinadi).

Qo'llash sohasi

Konvertor klassik quvvat manbaini almashtirib, Nixie soat naychalari yoki kam quvvatli yoki minigarnitura kuchaytirgichlarini quvvatlantirish uchun ideal. yuqori kuchlanish transformatorlarda. Ushbu qurilmani yaratishdan maqsad vakuum ko'rsatkichlariga asoslangan soatni loyihalash bo'lib, unda kontaktlarning zanglashiga olib kelishi yuqori kuchlanishli quvvat manbai bo'lib xizmat qiladi. Konverter 9 V kuchlanish bilan quvvatlanadi va taxminan 120 mA (10 mA yukda) oqim iste'mol qiladi.

Sxemaning ishlash printsipi

Ko'rib turganingizdek, bu standart kuchlanish konvertori. U1 chipining (NE555) chiqish chastotasi R1 (56k), R3 (10k), C2 (2,2 nF) elementlarining reytinglari bilan belgilanadi va taxminan 45 kHz ni tashkil qiladi. Jeneratör chiqishi to'g'ridan-to'g'ri mosfet tranzistor T1ni boshqaradi, u L1 bobini orqali oqayotgan oqimni almashtiradi. Oddiy ish paytida L1 bobini vaqti-vaqti bilan energiyani saqlaydi va chiqaradi, bu esa chiqish kuchlanishini oshiradi.

555 inverter davri

Transistor T1 (IRF740) yoqilganda va L1 (100 mkH) bobini quvvat bilan ta'minlaydi (oqim quvvat manbaidan erga o'tadi - bu birinchi bosqichdir. Ikkinchi bosqichda, tranzistor o'chirilganda, oqim oqimdan o'tadi. kommutatsiya qonuniga muvofiq lasan D1 (BA159) diodining anodida kuchlanishning o'tkazuvchanlik yo'nalishi bo'yicha qutblanishga qadar kuchayishiga olib keladi.G'altak C4 (2,2 uF) kondansatkichga tushadi.Shunday qilib, C4 da kuchlanish kuchayadi. bo'luvchi R5 (220k), P1 (1k) va R6 470R chiqishidagi kuchlanish taxminan 0,7 V qiymatiga ko'tarilmaguncha. Bu T2 tranzistorini (BC547) yoqadi va 555 generatorini o'chiradi. chiqish kuchlanishi pasayadi, tranzistor T2 yopiladi va generator yana yoqiladi Shunday qilib, konvertorning chiqish kuchlanishi kattalikda tartibga solinadi.

Lehimlash uchun tayyor taxta

Kondansatör C1 (470uF) kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishini filtrlaydi. Chiqish kuchlanishi P1 potansiyometri yordamida o'rnatiladi.

Transformatorsiz konvertorni yig'ish

Yig'ilgan 9-150 voltli konvertor

Konverterni bosilgan elektron platada lehimlash mumkin. Doskaning PDF chizmasi, shu jumladan oyna tasviri va qismlarning joylashuvi - . O'rnatish oddiy va elementlarni lehimlash bepul. U1 chipi uchun rozetkadan foydalanish mantiqan. Qurilma 9V kuchlanish bilan quvvatlanishi kerak.

Hozirgi vaqtda uyda doimiy quvvat talab qiladigan juda ko'p kichik o'lchamli uskunalar mavjud. Bularga LED displeyli soatlar, termometrlar, kichik o'lchamli qabul qiluvchilar va boshqalar kiradi. Asosan, ular batareyalar uchun mo'ljallangan, ammo ular eng mos bo'lmagan vaqtda tugaydi. Oddiy chiqish yo'li ularni tarmoq quvvat manbalaridan quvvatlantirishdir. Ammo hatto kichik o'lchamli tarmoq (pastga tushadigan) transformator ham juda og'ir va juda oz joy egallaydi va kommutatsiya quvvat manbalari hali ham murakkab bo'lib, ishlab chiqarish uchun ma'lum tajriba va qimmatbaho uskunalar talab qiladi.

Ushbu muammoni hal qilish, agar ma'lum shartlar bajarilsa, söndürme kondansatkichli transformatorsiz quvvat manbai bo'lishi mumkin. Bu shartlar:

• quvvatlanadigan qurilmaning to'liq avtonomiyasi, ya'ni. unga tashqi qurilmalar ulanmasligi kerak (masalan, dasturni yozib olish uchun qabul qiluvchiga magnitafon);
• dielektrik (o'tkazmaydigan) korpus va quvvat manbaining o'zi va unga ulangan qurilma uchun bir xil boshqaruv tugmalari.

Buning sababi shundaki, transformatorsiz blokdan quvvat olganda, qurilma tarmoq potentsiali ostida bo'ladi va uning izolyatsiyalanmagan elementlariga teginish yaxshi "silkitishi" mumkin. Shuni qo'shimcha qilish kerakki, bunday quvvat manbalarini o'rnatishda siz xavfsizlik qoidalariga rioya qilishingiz va ehtiyot bo'lishingiz kerak.

Agar kerak bo'lsa, o'rnatish uchun osiloskopdan foydalaning, quvvat manbai izolyatsiya transformatori orqali ulanishi kerak.

Eng oddiy shaklda transformatorsiz quvvat manbai sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan shaklga ega.

Jihozni tarmoqqa ulashda kirish oqimini cheklash uchun R2 rezistori C1 kondansatörü va VD1 rektifikator ko'prigi bilan ketma-ket ulanadi va R1 rezistori ajratilgandan keyin kondansatkichni zaryadsizlantirish uchun unga parallel ravishda ulanadi.

Umuman olganda, transformatorsiz quvvat manbai rektifikator va parametrik stabilizatorning simbiozidir. O'zgaruvchan tok uchun C1 kondansatörü sig'imli (reaktiv, ya'ni energiya iste'mol qilmaydigan) qarshilik Xc bo'lib, uning qiymati formula bilan aniqlanadi:

bu erda ( - tarmoq chastotasi (50 Gts); C - C1, F kondansatkichning sig'imi.

Keyin manbaning chiqish oqimini taxminan quyidagicha aniqlash mumkin:

bu erda Uc - tarmoq kuchlanishi (220 V).

Boshqa quvvat manbaining kirish qismida (2a-rasm) balast kondansatörü C1 va VD1, VD2 diodlaridan va VD3, VD4 zener diodlaridan tayyorlangan ko'prik rektifikatori mavjud. R1, R2 rezistorlari birinchi sxemadagi kabi rol o'ynaydi. Blokning chiqish kuchlanishining oscillogrammasi 2b-rasmda ko'rsatilgan (chiqish kuchlanishi zener diodlarining stabilizatsiya kuchlanishidan oshib ketganda, aks holda u oddiy diod kabi ishlaydi).

C1 kondansatörü orqali oqimning musbat yarim davrining boshidan t1 momentigacha zener diodi VD3 va diod VD2 ochiq, zener diodi VD4 va VD1 diodi yopiq. Vaqt oralig'ida t1 ... t3, zener diodi VD3 va diod VD2 ochiq qoladi va ochilgan zener diyot VD4 orqali stabilizatsiya oqimining zarbasi o'tadi. Uout chiqishida va VD4 zener diyotidagi kuchlanish uning stabilizatsiya kuchlanishiga teng Ust.

Diyot-zener diodli rektifikator uchun o'tadigan impuls stabilizatsiya oqimi ko'prik chiqishiga ulangan RH yukini chetlab o'tadi. T2 vaqtida stabilizatsiya oqimi maksimal darajaga etadi va t3 vaqtida u nolga teng. Ijobiy yarim tsiklning oxirigacha zener diodi VD3 va diod VD2 ochiq qoladi.

t4 momentida musbat yarim sikl tugaydi va manfiy yarim sikl boshlanadi, uning boshidan t5 lahzagacha zener diodi VD4 va VD1 diodi allaqachon ochiq, zener diodi VD3 va VD2 diodi esa yopiq. T5-t7 vaqt oralig'ida zener diodi VD4 va diod VD1 ochiq qolishda davom etadi va stabilizatsiya oqimining impulsi zener diodi VD3 orqali UCT kuchlanishida, maksimal t6 vaqtida o'tadi. T7 dan boshlab va salbiy yarim tsiklning oxirigacha zener diodi VD4 va diod VD1 ochiq qoladi. Diyot-zener diodli rektifikatorning ko'rib chiqilgan ishlash davri tarmoq kuchlanishining keyingi davrlarida takrorlanadi.

Shunday qilib, rektifikatsiya qilingan oqim VD3, VD4 zener diodlari orqali anoddan katodga o'tadi va impulsli stabilizatsiya oqimi teskari yo'nalishda o'tadi. T1 ... t3 va t5 ... t7 vaqt oralig'ida stabilizatsiya kuchlanishi bir necha foizdan ko'p bo'lmagan darajada o'zgaradi. VD1...VD4 ko'prigining kirish qismidagi o'zgaruvchan tokning qiymati birinchi taxminga ko'ra, tarmoq kuchlanishining balast kondansatörü C1 sig'imiga nisbatiga teng.

O'tish oqimini cheklaydigan balast kondansatörüsiz diod-zener diodli rektifikatorning ishlashi mumkin emas. Funktsional jihatdan ular bir-biridan ajralmas va bir butunni tashkil qiladi - kondansatör-zener diodli rektifikator.

Xuddi shu turdagi zener diodlarining UCT qiymatlarida tarqalishi taxminan 10% ni tashkil qiladi, bu esa ta'minot tarmog'ining chastotasi bilan chiqish voltajida qo'shimcha dalgalanmalarga olib keladi; dalgalanma kuchlanishining amplitudasi farq bilan mutanosibdir. VD3 va VD4 zener diodlarining Ust qiymatlari.

D815A...D817G kuchli zener diodlaridan foydalanilganda, agar ularning turi belgilanishida "PP" harflari mavjud bo'lsa, ular umumiy radiatorga o'rnatilishi mumkin (zener diodlari D815APP...D817GPP terminallarning teskari polaritesiga ega). Aks holda, diodlar va zener. diodlarni almashtirish kerak.

Transformatorsiz quvvat manbalari odatda klassik sxema bo'yicha yig'iladi: söndürme kondensatori, AC kuchlanish rektifikatori, filtr kondensatori, stabilizator. Kapasitiv filtr chiqish kuchlanish to'lqinlarini yumshatadi. Filtrni kondansatkichlarining sig'imi qanchalik katta bo'lsa, shunchalik kamroq dalgalanma va shunga mos ravishda chiqish voltajining doimiy komponenti shunchalik katta bo'ladi. Biroq, ba'zi hollarda siz filtrsiz qilishingiz mumkin, bu ko'pincha bunday quvvat manbaining eng noqulay komponenti hisoblanadi.

Ma'lumki, kondansatkich zanjirga ulangan o'zgaruvchan tok, uning fazasini 90° ga siljitadi. Masalan, uch fazali motorni bir fazali tarmoqqa ulashda fazali o'zgaruvchan kondansatör ishlatiladi. Agar siz rektifikatorda to'g'rilangan kuchlanishning yarim to'lqinlarining o'zaro bir-biriga mos kelishini ta'minlaydigan fazali o'zgaruvchan kondansatkichdan foydalansangiz, ko'p hollarda siz katta hajmli sig'imli filtrsiz ishlashingiz yoki uning sig'imini sezilarli darajada kamaytirishingiz mumkin. Bunday stabillashgan rektifikatorning sxemasi 3-rasmda ko'rsatilgan.

Uch fazali rektifikator VD1.VD6 faol (rezistor R1) va sig'imli (C1 kondansatörü) qarshiliklar orqali o'zgaruvchan kuchlanish manbasiga ulanadi.

Rektifikatorning chiqish kuchlanishi VD7 zener diyotini barqarorlashtiradi. Fazali o'zgaruvchan kondansatkich C1 o'zgaruvchan tok davrlarida ishlash uchun mo'ljallangan bo'lishi kerak. Bu erda, masalan, ish kuchlanishi kamida 400 V bo'lgan K73-17 tipidagi kondansatörler mos keladi.

Bunday rektifikator elektron qurilmaning o'lchamlarini kamaytirish zarur bo'lganda ishlatilishi mumkin, chunki sig'imli filtrning oksidi kondensatorlarining o'lchamlari, qoida tariqasida, nisbatan kichik bo'lgan fazali o'zgaruvchan kondansatkichnikidan ancha katta. sig'im.

Taklif etilayotgan variantning yana bir afzalligi shundaki, oqim iste'moli deyarli o'zgarmasdir (doimiy yuk bo'lsa), sig'imli filtrli rektifikatorlarda esa yoqish paytida ishga tushirish oqimi barqaror holat qiymatidan sezilarli darajada oshadi ( filtri kondensatorlarining zaryadi tufayli), bu ba'zi hollarda juda istalmagan .

Ta'riflangan qurilma, shuningdek, doimiy yukga ega bo'lgan ketma-ket kuchlanish stabilizatorlari bilan, shuningdek, kuchlanish stabilizatsiyasini talab qilmaydigan yuk bilan ham ishlatilishi mumkin.

To'liq oddiy transformatorsiz quvvat manbai (4-rasm) to'liq ma'noda yarim soat ichida "tizzada" qurilishi mumkin.

Ushbu tartibga solishda sxema 6,8 V chiqish kuchlanishiga va 300 mA oqimga mo'ljallangan. Voltajni VD4 zener diyotini va kerak bo'lganda VD3 ni almashtirish orqali o'zgartirish mumkin.Va radiatorlarga tranzistorlarni o'rnatish orqali siz yuk oqimini oshirishingiz mumkin. Diodli ko'prik - kamida 400 V teskari kuchlanish uchun mo'ljallangan har qanday. Aytgancha, siz "qadimgi" diodlar haqida ham eslashingiz mumkin. D226B.

Boshqa transformatorsiz manbada (5-rasm) KR142EN8 mikrosxemasi stabilizator sifatida ishlatiladi. Uning chiqish kuchlanishi 12 V. Agar chiqish kuchlanishini sozlash zarur bo'lsa, DA1 mikrosxemasining 2-pini umumiy simga ulanadi. o'zgaruvchan qarshilik, masalan, SPO-1 turi (qarshilik o'zgarishining chiziqli xarakteristikasi bilan). Keyin chiqish kuchlanishi 12...22 V oralig'ida o'zgarishi mumkin.

DA1 mikrosxema sifatida, boshqa chiqish kuchlanishlarini olish uchun siz tegishli o'rnatilgan stabilizatorlardan foydalanishingiz kerak, masalan, KR142EN5, KR1212EN5, KR1157EN5A va boshqalar. C1 kondansatörü kamida 300 V ish kuchlanishiga ega bo'lishi kerak, K76-3, K73 markasi. -17 yoki shunga o'xshash (polyar bo'lmagan, yuqori kuchlanish). Oksid kondansatörü C2 quvvat manbai filtri vazifasini bajaradi va kuchlanish dalgalanmalarini yumshatadi. Kondansatör C3 yuqori chastotali shovqinlarni kamaytiradi. R1, R2 rezistorlari MLT-0,25 turi. VD1...VD4 diodlari KD105B...KD105G, KD103A, B, KD202E bilan almashtirilishi mumkin. Stabilizatsiya kuchlanishi 22...27 V bo'lgan VD5 zener diyoti manba yoqilganda mikrosxemani kuchlanish kuchlanishidan himoya qiladi.

Nazariy jihatdan AC pallasida kondansatörler quvvat iste'mol qilmasa ham, aslida ular yo'qotishlar tufayli bir oz issiqlik hosil qilishi mumkin. Transformatorsiz manbada ishlatish uchun kondansatkichning damping kondensatori sifatida yaroqliligini oddiygina tarmoqqa ulash va yarim soatdan keyin ishning haroratini baholash orqali tekshirishingiz mumkin. Agar kondansatör sezilarli darajada qizib ketsa, u mos kelmaydi. Sanoat elektr inshootlari uchun maxsus kondansatkichlar deyarli qizib ketmaydi (ular katta hajm uchun mo'ljallangan reaktiv quvvat). Bunday kondansatörler odatda ishlatiladi lyuminestsent lampalar, asenkron elektr motorlarning balastlarida va boshqalar.

0,3 A gacha bo'lgan yuk oqimiga ega 5 voltli manbada (6-rasm) kondansatör kuchlanishini ajratuvchi ishlatiladi. U qog'oz kondansatörü C1 va ikkita oksidli C2 va C3 kondansatkichlaridan iborat bo'lib, sig'imi 100 mF (kondensatorlarning qarshi qatorli ulanishi) bo'lgan pastki (sxema bo'yicha) qutbsiz qo'lni tashkil qiladi. Oksid juftligi uchun polarizatsiya diodlari ko'prikli diodlardir. Elementlarning ko'rsatilgan reytinglari bilan quvvat manbai chiqishidagi qisqa tutashuv oqimi 600 mA, yuk bo'lmaganda C4 kondansatkichidagi kuchlanish 27 V ni tashkil qiladi.

Portativ qabul qilgichning quvvat manbai (7-rasm) uning akkumulyator bo'linmasiga osongina joylashadi. VD1 diodli ko'prigi ish oqimi uchun mo'ljallangan, uning maksimal kuchlanishi zener diyot VD2 tomonidan taqdim etilgan kuchlanish bilan belgilanadi. R3, VD2 elementlari. VT1 kuchli zener diyotining analogini tashkil qiladi. Bunday zener diyotining maksimal oqimi va quvvat sarfi tranzistor VT1 tomonidan aniqlanadi. Buning uchun sovutgich kerak bo'lishi mumkin. Lekin har qanday holatda, bu tranzistorning maksimal oqimi yuk oqimidan kam bo'lmasligi kerak. R4, VD3 elementlari - chiqish kuchlanishining mavjudligini ko'rsatadigan sxema. Kam yuk oqimlarida ushbu sxema tomonidan iste'mol qilinadigan oqimni hisobga olish kerak. Rezistor R5 quvvat pallasini past oqim bilan yuklaydi, bu uning ishlashini barqarorlashtiradi.

Söndürme kondensatorlari C1 va C2 ​​KBG turi yoki shunga o'xshash. Bundan tashqari, siz K73-17 dan 400 V ish kuchlanishiga ega bo'lishingiz mumkin (250 V ham mos keladi, chunki ular ketma-ket ulangan). Chiqish kuchlanishi söndürme kondansatkichlarining o'zgaruvchan tokning qarshiligiga, haqiqiy yuk oqimiga va zener diyotining stabilizatsiya kuchlanishiga bog'liq.

Söndürme kondansatkichli transformatorsiz quvvat manbai kuchlanishini barqarorlashtirish uchun siz nosimmetrik dinistorlardan foydalanishingiz mumkin (8-rasm).

Filtr kondansatörü C2 dinistor VS1 ning ochilish kuchlanishiga zaryadlanganda, u yoqiladi va diodli ko'prikning kirishini chetlab o'tadi. Bu vaqtda yuk C2 kondensatoridan quvvat oladi.Keyingi yarim siklning boshida C2 yana bir xil kuchlanishgacha qayta zaryadlanadi va jarayon takrorlanadi. C2 kondensatorining dastlabki tushirish kuchlanishi yuk oqimiga va tarmoq kuchlanishiga bog'liq emas, shuning uchun qurilmaning chiqish kuchlanishining barqarorligi ancha yuqori.

Dinistorda yoqilganda kuchlanishning pasayishi kichik, quvvat sarfi va shuning uchun uning isishi zener diyotidan sezilarli darajada kamroq. Dinistor orqali maksimal oqim taxminan 60 mA ni tashkil qiladi. Agar bu qiymat kerakli chiqish oqimini olish uchun etarli bo'lmasa, siz "dinistorni triak yoki tiristor bilan quvvatlantirishingiz mumkin (9-rasm). Bunday quvvat manbalarining kamchiliklari kommutatsiya kuchlanishlari bilan belgilanadigan chiqish kuchlanishlarining cheklangan tanlovidir. dinistorlar.

Sozlanishi chiqish kuchlanishiga ega transformatorsiz quvvat manbai 10a-rasmda ko'rsatilgan.

Uning xususiyati diodli ko'prik chiqishi bilan parallel ravishda ulangan VT1 tranzistor bosqichiga birlikning chiqishidan sozlanishi salbiy teskari aloqadan foydalanishdir. Ushbu bosqich tartibga soluvchi element bo'lib, bir bosqichli kuchaytirgichning VT2 ga chiqishidan signal bilan boshqariladi.

VT2 chiqish signali quvvat manbai chiqishi bilan parallel ravishda ulangan o'zgaruvchan rezistor R7 dan ta'minlangan kuchlanishdagi farqga va VD3, VD4 diodlaridagi mos yozuvlar kuchlanish manbasiga bog'liq. Asosan, sxema sozlanishi parallel regulyatordir. Balast rezistorining rolini söndürme kondansatörü C1, parallel boshqariladigan element esa tranzistor VT1 tomonidan o'ynaydi.

Ushbu quvvat manbai quyidagicha ishlaydi.

Tarmoqqa ulanganda VT1 va VT2 tranzistorlari qulflanadi va saqlash kondansatörü C2 VD2 diodi orqali zaryadlanadi. VT2 tranzistorining bazasi VD3, VD4 diodlaridagi mos yozuvlar kuchlanishiga teng kuchlanishga yetganda, VT2 va VT1 tranzistorlari qulfdan chiqariladi. Transistor VT1 diodli ko'prikning chiqishini o'chirib qo'yadi va uning chiqish kuchlanishi pasayadi, bu esa C2 saqlash kondansatöridagi kuchlanishning pasayishiga va VT2 va VT1 tranzistorlarining bloklanishiga olib keladi. Bu, o'z navbatida, C2 da kuchlanishning oshishiga olib keladi, VT2, VT1 qulfini ochadi va tsiklni takrorlaydi.

Shu tarzda ishlaydigan salbiy teskari aloqa tufayli chiqish voltaji yuk (R9) yoqilganda ham, unsiz ham (bo'sh holatda) doimiy (stabillashtirilgan) bo'lib qoladi. Uning qiymati potansiyometr R7 holatiga bog'liq.

Dvigatelning yuqori (diagramma bo'yicha) holati yuqori chiqish kuchlanishiga mos keladi. Berilgan qurilmaning maksimal chiqish quvvati 2 Vt. Chiqish kuchlanishini sozlash chegaralari 16 dan 26 V gacha va VD4 qisqa tutashgan diyot bilan - 15 dan 19,5 V gacha. Yukdagi dalgalanma darajasi 70 mV dan oshmaydi.

Transistor VT1 o'zgaruvchan rejimda ishlaydi: yuk mavjud bo'lganda - chiziqli rejimda, bo'sh turganda - 100 Gts kondansatör C2 da kuchlanish pulsatsiya chastotasi bilan impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) rejimida. Bunday holda, VT1 kollektoridagi kuchlanish pulslari tekis qirralarga ega.

C1 sig'imini to'g'ri tanlash mezoni yukda kerakli maksimal kuchlanishni olishdir. Agar uning quvvati kamaytirilsa, u holda nominal yukda maksimal chiqish kuchlanishiga erishilmaydi. C1 ni tanlashning yana bir mezoni - diodli ko'prikning chiqishidagi kuchlanish oscillogrammasining doimiyligi (10b-rasm).

Kuchlanish osillogrammasi musbat yarim sinus to'lqinlarning cheklangan (tekislangan) cho'qqilari bilan tarmoq kuchlanishining to'g'rilangan sinusoidal yarim to'lqinlari ketma-ketligi ko'rinishiga ega; tepaliklarning amplitudasi R7 slayderining holatiga qarab o'zgaruvchan qiymatdir. , va aylanayotganda chiziqli o'zgaradi. Ammo har bir yarim to'lqin, albatta, nolga yetishi kerak; doimiy komponentning mavjudligi (10b-rasmda nuqta chiziq bilan ko'rsatilgandek) ruxsat etilmaydi, chunki bu holda barqarorlashtirish rejimi buziladi.

Chiziqli rejim engil, tranzistor VT1 kam qiziydi va deyarli sovutgichsiz ishlashi mumkin. R7 dvigatelining pastki holatida (minimal chiqish kuchlanishida) engil isitish sodir bo'ladi. Bo'sh turganda, R7 dvigatelining yuqori holatida tranzistor VT1 ning termal rejimi yomonlashadi.Bu holda tranzistor VT1 kichik radiatorga o'rnatilishi kerak, masalan, kvadrat alyuminiy plastinkadan yasalgan "bayroq" shaklida. tomoni 30 mm va qalinligi 1...2 mm.

Regulyator tranzistor VT1 o'rtacha quvvatga ega, yuqori uzatish koeffitsientiga ega. Uning kollektor oqimi maksimal yuk oqimidan 2...3 baravar ko'p bo'lishi kerak, ruxsat etilgan kollektor-emitter kuchlanishi quvvat manbaining maksimal chiqish kuchlanishidan kam bo'lmasligi kerak. VT1 sifatida KT972A, KT829A, KT827A va boshqalar tranzistorlaridan foydalanish mumkin. Transistor VT2 past oqim rejimida ishlaydi, shuning uchun har qanday kam quvvatli pnp tranzistorlari mos keladi - KT203, KT361 va boshqalar.

R1, R2 rezistorlari himoya qiladi. Ular VT1 boshqaruv tranzistorini tarmoqqa ulanganda vaqtinchalik jarayonlarda oqimning haddan tashqari yuklanishi tufayli nosozlikdan himoya qiladi.

Transformatorsiz kondansatör rektifikatori (11-rasm) chiqish kuchlanishining avtomatik barqarorlashuvi bilan ishlaydi. Bunga diodli ko'prikning saqlash kondansatkichiga ulanish vaqtini o'zgartirish orqali erishiladi. Transistor VT1, kalit rejimida ishlaydi, diodli ko'prikning chiqishiga parallel ravishda ulanadi. VT1 bazasi VD3 zener diyoti orqali VT1 ochiq bo'lganda tez zaryadsizlanishining oldini olish uchun VD2 diodli ko'prik chiqishidan to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan ajratilgan saqlash kondansatörü C2 ga ulanadi. C2 da kuchlanish VD3 stabilizatsiya kuchlanishidan kamroq bo'lsa, rektifikator odatdagidek ishlaydi. C2 ustidagi kuchlanish kuchayganda va VD3 ochilganda, tranzistor VT1 ham ochiladi va rektifikator ko'prigining chiqishini o'chiradi. Ko'prik chiqishidagi kuchlanish keskin ravishda deyarli nolga tushadi, bu esa C2 da kuchlanishning pasayishiga olib keladi va zener diodi va kalit tranzistor o'chiriladi.

Keyinchalik, C2 kondansatöridagi kuchlanish zener diodi va tranzistor yoqilgunga qadar yana ortadi va hokazo. Chiqish kuchlanishini avtomatik barqarorlashtirish jarayoni impuls kengligi regulyatsiyasi bilan impuls kuchlanish stabilizatorining ishlashiga juda o'xshaydi. Faqat taklif qilingan qurilmada impulsning takrorlanish tezligi C2 da kuchlanish dalgalanma chastotasiga teng. Yo'qotishlarni kamaytirish uchun kalit tranzistor VT1 yuqori daromadga ega bo'lishi kerak, masalan, KT972A, KT829A, KT827A va boshqalar. Yuqori kuchlanishli zener diodi (past kuchlanishli zanjir) yordamida rektifikatorning chiqish kuchlanishini oshirishingiz mumkin. ketma-ket ulangan). Ikkita D814V, D814D zener diodlari va 2 mkF kondansatör C1 sig'imi bilan 250 Ohm qarshilikka ega yukdagi chiqish kuchlanishi 23...24 V bo'lishi mumkin.

Xuddi shunday, siz yarim to'lqinli diodli kondansatör rektifikatorining chiqish kuchlanishini barqarorlashtirishingiz mumkin (12-rasm).

Ijobiy chiqish kuchlanishiga ega rektifikator uchun n-p-n tranzistor VD1 diodasiga parallel ravishda ulanadi, rektifikatorning chiqishidan VD3 zener diyoti orqali boshqariladi. C2 kondansatörü zener diyotining ochilish momentiga mos keladigan kuchlanishga yetganda, tranzistor VT1 ham ochiladi. Natijada, VD2 diodi orqali C2 ga beriladigan musbat yarim to'lqinli kuchlanishning amplitudasi deyarli nolga kamayadi. C2 dagi kuchlanish pasayganda, tranzistor VT1 zener diodi tufayli yopiladi, bu esa chiqish kuchlanishining oshishiga olib keladi. Jarayon VD2 kirishida impuls davomiyligini impuls kengligi bilan tartibga solish bilan birga keladi, shuning uchun C2 kondansatöridagi kuchlanish barqarorlashadi.

Salbiy chiqish kuchlanishiga ega rektifikatorda pnp tranzistori KT973A yoki KT825A VD1 diodasiga parallel ravishda ulanishi kerak. Qarshiligi 470 Ohm bo'lgan yukda chiqish stabillashgan kuchlanish taxminan 11 V, dalgalanma kuchlanishi 0,3 ... 0,4 V.

Ikkala variantda zener diyoti bir necha milliamperlik oqimda impulsli rejimda ishlaydi, bu hech qanday tarzda rektifikatorning yuk oqimiga, söndürme kondansatkichining sig'imidagi o'zgarishlarga va tarmoq kuchlanishidagi o'zgarishlarga bog'liq emas. Shuning uchun undagi yo'qotishlar sezilarli darajada kamayadi va u issiqlik moslamasini talab qilmaydi. Kalit tranzistor ham radiatorga muhtoj emas.

Ushbu sxemalardagi R1, R2 rezistorlari qurilma tarmoqqa ulangan paytda vaqtinchalik jarayonlarda kirish oqimini cheklaydi. Elektr vilkasi kontaktlarining muqarrar ravishda "sakrashi" tufayli, kommutatsiya jarayoni bir qator qisqa muddatli qisqa tutashuvlar va ochiq tutashuvlar bilan birga keladi. Ushbu qisqa tutashuvlardan birida söndürme kondansatörü C1 tarmoq kuchlanishining to'liq amplituda qiymatiga zaryadlanishi mumkin, ya'ni. taxminan 300 V gacha. Tanaffusdan so'ng va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan "sakrash" tufayli keyingi yopilishidan so'ng, bu va tarmoqdagi kuchlanish qo'shilib, jami taxminan 600 V ni tashkil qilishi mumkin. Bu eng yomon holat, uni hisobga olish kerak. qurilmaning ishonchli ishlashini ta'minlash uchun hisob.

Kalit transformatorsiz elektr ta'minoti sxemasining yana bir versiyasi 13-rasmda ko'rsatilgan.

Tarmoq kuchlanishi, VD1.VD4 ustidagi diodli ko'prikdan o'tib, taxminan 300 V pulsatsiyalanuvchi amplitudaga aylanadi. Transistor VT1 - komparator, VT2 - kalit. R1, R2 rezistorlari VT1 uchun kuchlanish bo'luvchisini hosil qiladi. R2 ni sozlash orqali siz komparatorning javob kuchlanishini o'rnatishingiz mumkin. Diyot ko'prigining chiqishidagi kuchlanish belgilangan chegaraga yetguncha, tranzistor VT1 yopiladi, VT2 eshigi qulfni ochish kuchlanishiga ega va ochiq. C1 kondansatörü VT2 va VD5 diodi orqali zaryadlanadi.

Belgilangan ish chegarasiga erishilganda, VT1 tranzistori ochiladi va VT2 eshigini chetlab o'tadi. Kalit yopiladi va ko'prik chiqishidagi kuchlanish komparatorning ishlash chegarasidan pastroq bo'lganda yana ochiladi. Shunday qilib, C1 da kuchlanish o'rnatiladi, bu DA1 o'rnatilgan stabilizator tomonidan barqarorlashtiriladi.

Diagrammada ko'rsatilgan reytinglar bilan manba 100 mA gacha bo'lgan oqimda 5 V chiqish kuchlanishini ta'minlaydi. Sozlama VT1 javob chegarasini o'rnatishdan iborat. Buning o'rniga IRF730 dan foydalanishingiz mumkin. KP752A, IRF720, BUZ60, 2N6517 KT504A bilan almashtirildi.

Kam quvvatli qurilmalar uchun miniatyura transformatorsiz quvvat manbai HV-2405E chipida (14-rasm) qurilishi mumkin, bu o'zgaruvchan kuchlanishni to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishga aylantiradi.

IC ning kirish kuchlanish diapazoni -15 ... 275 V. Chiqish kuchlanish diapazoni 5 ... 24 V, maksimal chiqish oqimi 50 mA gacha. DIP-8 tekis plastik korpusda mavjud. Mikrosxemaning tuzilishi 15a-rasmda, pinout 15b-rasmda ko'rsatilgan.

Manba zanjirida (14-rasm) Maxsus e'tibor R1 va R2 rezistorlariga e'tibor berishingiz kerak. Ularning umumiy qarshiligi 150 Ohm atrofida bo'lishi kerak va tarqaladigan quvvat kamida 3 Vt bo'lishi kerak. Kirish yuqori voltli kondansatkich C1 0,033 dan 0,1 mF gacha bo'lgan sig'imga ega bo'lishi mumkin. Varistor Rv 230,250 V ish kuchlanishiga ega bo'lgan deyarli har qanday turdagi foydalanish mumkin. Rezistor R3 kerakli chiqish kuchlanishiga qarab tanlanadi. U yo'q bo'lganda (5 va 6 chiqishlari yopiq), chiqish kuchlanishi 5 V dan bir oz ko'proq, 20 kOhm qarshilik bilan chiqish kuchlanishi taxminan 23 V. Qarshilik o'rniga siz zener diyotini yoqishingiz mumkin. kerakli stabilizatsiya kuchlanishi (5 dan 21 V gacha). Ish kuchlanishini tanlashdan tashqari, boshqa qismlarga maxsus talablar yo'q elektrolitik kondansatkichlar(hisoblash formulalari diagrammada ko'rsatilgan).

Transformatorsiz manbalarning potentsial xavfini hisobga olgan holda, ba'zi hollarda kompromis varianti qiziqish uyg'otadi: söndürme kondansatörü va transformator bilan (16-rasm).

Bu erda yuqori voltli ikkilamchi o'rashga ega transformator mos keladi, chunki kerakli rektifikatsiya qilingan kuchlanish C1 kondansatkichning sig'imini tanlash orqali o'rnatiladi. Asosiysi, transformator sariqlari kerakli oqimni ta'minlaydi.

Yuk uzilganda qurilmaning noto'g'ri ishlashiga yo'l qo'ymaslik uchun VD1 ... VD4 ko'prigining chiqishiga D815P zener diyotini ulash kerak. Oddiy rejimda u ishlamaydi, chunki uning stabilizatsiya kuchlanishi ko'prik chiqishidagi ish kuchlanishidan yuqori. FU1 sug'urtasi C1 kondansatkichi buzilgan taqdirda transformator va stabilizatorni himoya qiladi.

Ushbu turdagi manbalarda kuchlanish rezonansi ketma-ket bog'langan sig'imli (C1 kondansatörü) va induktiv (transformator T1) qarshiligining zanjirida paydo bo'lishi mumkin. Ularni o'rnatish va kuchlanishlarni osiloskop bilan kuzatishda buni esga olish kerak.

Boshqa maqolalarga qarang Bo'lim.

220 dan 12 voltgacha bo'lgan invertorlar turli shakl va o'lchamlarda ishlab chiqariladi. Transformator va impuls turlari mavjud. Transformator konvertori 220 dan 12 voltsgacha Dizayn, nomidan ko'rinib turibdiki, asoslanadi pastga tushiruvchi transformator.

Konvertorlarning turlari va ularning dizayni

Transformator ikkita asosiy qismdan iborat mahsulotdir:

• elektr po'latdan yig'ilgan yadro;
• Supero'tkazuvchilar materialning burilishlari shaklida qilingan sariqlar.

Uning ishi yopiq o'tkazgich zanjirida elektromotor kuchning paydo bo'lishiga asoslangan. Birlamchi o'rash orqali o'zgaruvchan tok o'tganda, magnit oqimning o'zgaruvchan chiziqlari hosil bo'ladi. Ushbu chiziqlar yadroga va elektromotor kuch paydo bo'ladigan barcha sariqlarga kiradi. Ikkilamchi o'rash yuk ostida bo'lsa, bu kuch ta'sirida oqim oqib chiqa boshlaydi.

Potensial farqning qiymati birlamchi o'rash va ikkilamchi burilishlar sonining nisbati bilan aniqlanadi. Shunday qilib, ushbu nisbatni o'zgartirib, har qanday qiymatni olishingiz mumkin.

Voltaj qiymatini kamaytirish uchun ikkilamchi o'rashdagi burilishlar soni kichikroq bo'ladi. Shunisi e'tiborga loyiqki, yuqoridagilar faqat birlamchi o'rashga AC qo'llanilganda ishlaydi. Foydalanish to'g'ridan-to'g'ri oqim doimiy magnit oqimi hosil bo'ladi, bu EMFni keltirib chiqarmaydi va energiya o'tkazilmaydi.

Transformatorsiz konvertor 220 dan 12 voltgacha

Bunday quvvat qurilmalari kommutatsiya quvvat qurilmalari deb ataladi. Asosiy qism Bunday qurilma odatda ixtisoslashgan mikrosxemadir (impuls kengligi modulyatori).

220 dan 12 voltgacha teskari kuchlanish quyidagicha sodir bo'ladi. Tarmoq kuchlanishi rektifikator pallasiga beriladi, so'ngra nominal qiymati 300-400 volt bo'lgan sig'im bilan tekislanadi. Keyin rektifikatsiya qilingan signal tranzistorlar yordamida yuqori chastotali signallarga aylanadi kvadrat impulslar talab qilinadigan ish aylanishi bilan. Impuls tipidagi konvertor, inverting sxemasidan foydalanish tufayli, chiqishda barqaror kuchlanish hosil qiladi. Bunday holda, konversiya chiqish davrlaridan galvanik izolyatsiya bilan ham, u holda ham sodir bo'ladi.

Birinchi holda, 110 kHz gacha bo'lgan yuqori chastotali signalni qabul qiluvchi impulsli transformator ishlatiladi.

Yadro ishlab chiqarishda ferromagnitlar qo'llaniladi, bu esa og'irlik va hajmning pasayishiga olib keladi. Ikkinchisi transformator o'rniga past chastotali filtrdan foydalanadi.

Impulsli manbalarning afzalliklari quyidagilardan iborat:

1. engil vazn;
2. samaradorlikni oshirish;
3. arzonligi;
4. o'rnatilgan himoya mavjudligi.

Kamchiliklari ishda foydalanishni o'z ichiga oladi yuqori chastotali impulslar, qurilmaning o'zi shovqin yaratadi. Bu bartaraf etishni talab qiladi va elektr davrlariga asoratlarni keltirib chiqaradi.

220 voltdan 12 voltni qanday qilish kerak

Eng oson yo'li - torus transformatori asosida analog qurilma qilish. Ushbu qurilmani o'zingiz qilish oson. Buni amalga oshirish uchun sizga 220 voltga mo'ljallangan birlamchi o'rashga ega har qanday transformator kerak bo'ladi. Ikkilamchi o'rash oddiy formulalar bo'yicha hisoblanadi yoki amalda tanlanadi.

Tanlash uchun sizga kerak bo'lishi mumkin:

• kuchlanishni o'lchash moslamasi;
• izolyatsion lenta;
• saqlovchi lenta;
• mis sim;
• lehim temir;
• demontaj vositasi (nippers, tornavida, pense, pichoq va boshqalar).

Avvalo, transformatorning qaysi tomonida ikkilamchi o'rash joylashganligini aniqlash kerak. Kirish uchun himoya qatlamini ehtiyotkorlik bilan olib tashlang. Tekshirgichdan foydalanib, terminallardagi kuchlanishni o'lchang.

Pastroq kuchlanish bo'lsa, simni o'rashning har ikki uchiga lehimlang, ulanish nuqtasini ehtiyotkorlik bilan izolyatsiya qiling. Ushbu simdan foydalanish o'n burilish qiling va yana kuchlanishni o'lchang. Voltaj qanchalik ko'payganiga qarab, qo'shimcha burilish sonini hisoblang.

Agar kuchlanish talab qilinganidan oshsa, teskari harakatlar amalga oshiriladi. O'n burilish ochiladi, kuchlanish o'lchanadi va ularning qanchasini olib tashlash kerakligi hisoblab chiqiladi. Shundan so'ng, ortiqcha sim kesiladi va terminalga lehimlanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, diodli ko'prikdan foydalanilganda, chiqish potentsiali farqi o'zgaruvchan kuchlanish mahsulotiga va 1,41 qiymatiga teng miqdorda ko'tariladi.

Transformatorni konvertatsiya qilishning asosiy afzalligi oddiylik va yuqori ishonchlilikdir. Salbiy tomoni - hajmi va og'irligi.

Impuls invertorlarini o'z-o'zidan yig'ish faqat yaxshi darajadagi tayyorgarlik va elektronika bilimi bilan mumkin. Garchi siz tayyor KIT to'plamlarini sotib olishingiz mumkin. Ushbu to'plamda bosilgan elektron plata va elektron komponentlar. To'plamga ham kiradi elektr diagrammasi Va chizish elementlarning batafsil joylashuvi bilan. Qolgan narsa hamma narsani ehtiyotkorlik bilan echishdir.

Pulse texnologiyasidan foydalanib, siz 12 dan 220 voltgacha bo'lgan konvertorni ham qilishingiz mumkin. Bu avtomobillarda ishlatilganda juda foydali. Ajoyib misol manba bo‘lib xizmat qilishi mumkin uzluksiz quvvat manbai statsionar jihozlardan tayyorlangan.