Amplificator cu tub fără transformator anodic. Convertor de tensiune crescător fără transformator 12 volți de la 220 fără transformator
Privire de ansamblu asupra circuitelor surse fără transformator nutriţie (10+)
Surse de alimentare fără transformator - Step-down
La proiectarea dispozitivelor de dimensiuni mici, utilizarea transformatoarelor este uneori nedorită. În plus, odată cu creșterea prețurilor mondiale la materiile prime (cupru și fier), costul transformatoarelor este în continuă creștere, în timp ce costul altor componente radio-electronice este în general în scădere. In aceasta situatie devine aplicare topică sursele de alimentare în comutaţie în care transformatoarele au dimensiuni miciși greutate, ceea ce înseamnă costuri reduse, sau proiectarea surselor de alimentare fără transformator și a convertoarelor de tensiune. Planificăm o serie de articole despre proiectarea dispozitivelor cu impulsuri, abonați-vă la știri dacă acest subiect vă interesează. Acum să ne concentrăm pe soluțiile fără transformator.
Toate astfel de scheme au un dezavantaj comun - lipsa izolare galvanică cu magistrale de înaltă tensiune. Deci, utilizatorii dispozitivelor proiectate trebuie să fie protejați structural de orice contact cu elementele circuitului trebuie asigurată protecție împotriva umezelii și pătrunderii obiectelor străine. Circuitele cu alimentare fără transformator sunt supuse acelorași cerințe de siguranță ca și circuitele de înaltă tensiune. Potențialul unor circuite față de masă poate fi egal cu potențialul tensiunii rețelei, chiar dacă tensiunea din interiorul circuitului în sine nu depășește zeci de volți.
Sursa de alimentare fara transformator utilizate de obicei în circuitele de automatizare și circuitele de modelare a impulsurilor pentru convertoarele de tensiune. În aceste cazuri, este încă imposibil să se asigure izolarea galvanică, deoarece impulsurile de control trebuie aplicate direct elementelor de alimentare care se află sub tensiune de rețea.
Din nefericire, se găsesc periodic erori în articole, acestea sunt corectate, articolele sunt completate, dezvoltate și sunt pregătite altele noi. Abonează-te la știri pentru a fi la curent.
Dacă ceva nu este clar, asigurați-vă că întrebați!
Pune o întrebare. Discuția articolului. mesaje.
Bună seara. Indiferent cât de mult am încercat, nu am putut folosi formulele date pentru Fig. 1.2 pentru a determina valorile capacităților condensatoarelor C1 și C2 cu valorile date date în tabelul dvs. (Uin ~ 220V, Uout 15V, Iout 100mA, f 50Hz). Am o problemă, pornește bobina mică a releului DC pe tensiune de operare-25V la rețea ~220V, curent de funcționare a bobinei I= 35mA. Poate că nu fac ceva
Sistem sursa de puls alimentare cu LED-uri strălucitoare....
Principiul de funcționare autoproducțieși configurarea unei transmisii de putere în impulsuri...
Repararea sursei de alimentare comutatoare. Reparați sursa de alimentare sau convertorul...
Cum funcționează un convertor de tensiune stabilizat cu impuls? Unde este el...
Pentru a utiliza un transformator de putere din stoc, trebuie să cunoașteți caracteristicile cheie ale acestuia cât mai precis posibil. Nu există aproape niciodată dificultăți în rezolvarea acestei probleme dacă marcajele sunt păstrate pe produs. Parametrii necesari pot fi găsiți cu ușurință pe Internet prin simpla introducere a literelor și numerelor ștampilate pe transformator în bara de căutare.
Cu toate acestea, destul de des nu există marcaje - inscripțiile sunt șterse, distruse de coroziune și așa mai departe. Pe multe produse moderne(mai ales pe cele ieftine) nu exista deloc marcaj. În astfel de cazuri, desigur, nu are rost să arunci transformatorul. La urma urmei, prețul său pe piață poate fi destul de decent.
Cei mai importanți parametri ai transformatoarelor de putere
Ce trebuie să știți despre un transformator pentru a-l folosi corect și, cel mai important, în siguranță pentru scopurile dvs.? Cel mai adesea aceasta este un fel de reparație aparate electrocasnice sau să vă faceți propriile meșteșuguri de joasă tensiune. Și trebuie să știți următoarele despre transformatorul care se află în fața noastră:
Este foarte posibil să se calculeze toate aceste caracteristici chiar și atunci când nu există absolut nicio informație despre marca și modelul transformatorului de putere.
Pentru a finaliza munca, veți avea nevoie de cele mai simple instrumente și consumabile:
- multimetru cu functii ohmmetru si voltmetru;
- fier de lipit;
- bandă electrică sau tub termocontractabil;
- ștecher cu fir;
- o pereche de fire obișnuite;
- lampă cu incandescență;
- etriere;
- calculator.
Veți avea nevoie, de asemenea, de un fel de unealtă de îndepărtare a sârmei și de un kit minim de lipit - lipire și colofoniu.
Definirea înfășurărilor primare și secundare
Înfășurarea primară a transformatorului descendente este proiectată pentru a furniza energie de la rețea. Adică, la acesta trebuie să conectați 230 de volți, care se află într-o priză obișnuită de uz casnic. In cel mai mult opțiuni simpleînfăşurarea primară poate avea doar două borne. Există însă și acelea în care există, de exemplu, patru concluzii. Aceasta înseamnă că produsul este proiectat să funcționeze atât la 230 V, cât și la 110 V. Vom lua în considerare o opțiune mai simplă.
Deci, cum se determină bornele înfășurării primare a unui transformator? Pentru a rezolva această problemă veți avea nevoie de un multimetru cu funcție de ohmmetru. Cu ajutorul lui, trebuie să măsurați rezistența dintre toate terminalele disponibile. Acolo unde va fi cel mai mult, există înfășurarea primară. Este recomandabil să marcați imediat constatările găsite, de exemplu, cu un marker. 
Înfășurarea primară poate fi determinată în alt mod. Pentru a face acest lucru, firul bobinat din interiorul transformatorului trebuie să fie clar vizibil. ÎN versiuni moderne cel mai adesea asta se întâmplă. În produsele vechi, interiorul poate fi umplut cu vopsea, ceea ce împiedică utilizarea metodei descrise. Înfășurarea al cărei diametru al firului este mai mic este evidențiată vizual. Este primar. Este necesar să fie alimentat de la rețea.
Rămâne de calculat înfășurarea secundară din care este îndepărtată tensiunea redusă. Mulți au ghicit deja cum să facă asta. În primul rând, rezistența înfășurării secundare va fi mult mai mică decât cea a primarului. În al doilea rând, diametrul firului cu care este înfășurat va fi mai mare. 
Sarcina devine puțin mai complicată dacă transformatorul are mai multe înfășurări. Această opțiune este deosebit de înfricoșătoare pentru începători. Cu toate acestea, metoda de identificare a acestora este, de asemenea, foarte simplă și este similară cu cea descrisă mai sus. În primul rând, trebuie să găsiți înfășurarea primară. Rezistența ei va fi de multe ori mai mare decât cea a celorlalți.
Pentru a încheia subiectul despre înfășurările transformatorului, merită să spunem câteva cuvinte despre de ce rezistența înfășurării primare este mai mare decât cea a secundarului, dar cu diametrul firului totul este exact invers. Acest lucru îi va ajuta pe începători să înțeleagă problema mai detaliat, ceea ce este foarte important atunci când lucrează cu tensiune înaltă.
O tensiune de rețea de 220 V este furnizată înfășurării primare a transformatorului. Aceasta înseamnă că, cu o putere de, de exemplu, 50 W, va curge un curent de aproximativ 0,2 A (împărțim puterea la tensiune). Respectiv, secțiune mare nu este nevoie de cablu aici. Aceasta este, desigur, o explicație foarte simplificată, dar pentru începători (și soluția la problema prezentată mai sus) va fi suficientă.
Curenți mai semnificativi curg în înfășurarea secundară. Să luăm cel mai comun transformator, care produce 12 V. Cu aceeași putere de 50 W, curentul care curge prin înfășurarea secundară va fi de aproximativ 4 A. Acest lucru este deja destul de mare valoare, prin urmare conductorul prin care va trece un astfel de curent trebuie să fie mai gros. În consecință, cu cât secțiunea transversală a firului este mai mare, cu atât rezistența acestuia va fi mai mică.
Folosind această teorie și un simplu ohmmetru, puteți calcula cu ușurință ce înfășurare este pe un transformator coborâtor fără marcaje.
Determinarea tensiunii înfăşurării secundare
Următorul pas în identificarea transformatorului „nenumit” va fi determinarea tensiunii pe înfășurarea sa secundară. Acest lucru ne va permite să stabilim dacă produsul este potrivit pentru scopurile noastre. De exemplu, asamblați o sursă de alimentare de 24 V, dar transformatorul produce doar 12 V. În consecință, va trebui să căutați o altă opțiune. 
Pentru a determina tensiunea care poate fi scoasă din înfășurarea secundară, transformatorul va trebui alimentat cu alimentare de la rețea. Aceasta este deja o operațiune destul de periculoasă. Prin nepăsare sau ignoranță, poți obține beţivanșoc electric, ardeți, deteriorați cablurile din casă sau ardeți transformatorul în sine. Prin urmare, ar fi o idee bună să vă aprovizionați cu câteva recomandări de siguranță.
În primul rând, la testare, transformatorul trebuie conectat la rețea printr-o lampă cu incandescență. Se conectează în serie, în ruperea unuia dintre firele care merg la priză. Becul va servi drept siguranță în cazul în care faceți ceva greșit, sau transformatorul testat este defect (scurtat, ars, umed etc.). Dacă strălucește, ceva a mers prost. Există un scurtcircuit în transformator, deci este mai bine să scoateți imediat ștecherul din priză. Dacă lampa nu luminează, nimic nu miroase sau nu fumează, lucrul poate continua.
În al doilea rând, toate conexiunile dintre ieșiri și ștecher trebuie izolate cu grijă. Nu neglijați această recomandare. Nici nu veți observa cum, atunci când vă uitați la citirile unui multimetru, de exemplu, dacă începeți să îndreptați firele răsucite, veți primi un șoc electric bun. Acest lucru este periculos nu numai pentru sănătate, ci și pentru viață. Pentru izolare, folosiți bandă electrică sau tub termocontractabil diametrul corespunzător.
Acum procesul în sine. Un ștecher obișnuit cu fire este lipit la bornele înfășurării primare. După cum sa menționat mai sus, la circuit este adăugată o lampă incandescentă. Toate conexiunile sunt izolate. Un multimetru în modul voltmetru este conectat la bornele înfășurării secundare. Asigurați-vă că este pornit pentru a măsura tensiunea AC. Începătorii fac adesea o greșeală aici. Setând mânerul multimetrului pentru a măsura tensiunea de curent continuu, nu veți arde nimic, cu toate acestea, nu veți obține citiri sănătoase și utile pe afișaj. 
Acum puteți introduce ștecherul în priză. Dacă totul este în stare de funcționare, dispozitivul vă va arăta tensiunea redusă generată de transformator. În mod similar, puteți măsura tensiunea pe alte înfășurări, dacă există mai multe dintre ele. 
Modalități simple de a calcula puterea unui transformator de putere
Cu puterea unui transformator coborâtor, lucrurile sunt puțin mai complicate, dar unele tehnici simple, cu toate acestea, există. Cele mai multe mod accesibil Determinați această caracteristică măsurând diametrul firului din înfășurarea secundară. Pentru a face acest lucru veți avea nevoie de un șubler, un calculator și informațiile de mai jos.
În primul rând, se măsoară diametrul firului. De exemplu, să luăm o valoare de 1,5 mm. Acum trebuie să calculați secțiunea transversală a firului. Pentru a face acest lucru, trebuie să pătrați jumătate din diametru (raza) și să înmulțiți cu numărul „pi”. Pentru exemplul nostru, secțiunea transversală va fi de aproximativ 1,76 milimetri pătrați.
În continuare, pentru calcul veți avea nevoie de valoarea general acceptată a densității curentului pe milimetru pătrat de conductor. Pentru transformatoarele coborâtoare de uz casnic, aceasta este de 2,5 amperi pe milimetru pătrat. În consecință, un curent de aproximativ 4,3 A poate curge „fără durere” prin a doua înfășurare a probei noastre.
Acum luăm tensiunea calculată anterior a înfășurării secundare și o înmulțim cu curentul rezultat. Ca rezultat, obținem valoarea aproximativă a puterii transformatorului nostru. La 12 V și 4,3 A, acest parametru va fi în jur de 50 W.
Puterea unui transformator „nenumit” poate fi determinată în mai multe alte moduri, cu toate acestea, acestea sunt mai complexe. Cei interesați pot găsi informații despre ei pe internet. Puterea este determinată de secțiunea transversală a ferestrelor transformatorului, folosind programe de calcul, precum și de temperatura nominală de funcționare. 
Concluzie
Din toate cele de mai sus, putem concluziona că determinarea caracteristicilor unui transformator fără marcaje este o sarcină destul de simplă. Principalul lucru este să respectați regulile de siguranță și să fiți extrem de atenți atunci când lucrați cu tensiune înaltă.
S-ar putea să vă placă:
- Covoare croșetate: modele interesante, diagrame și...
- Idei de perne din pulovere vechi... N-aș...
- Sfaturi care vor fi utile atât pentru începători, cât și pentru...
Este un simplu convertor boost construit pe NE555 m/s, care îndeplinește aici funcția de generator de impulsuri. Tensiunea de ieșire poate varia între 110-220V (reglată prin potențiometru).
Domeniul de aplicare
Convertorul este ideal pentru alimentarea tuburilor de ceas Nixie sau a amplificatoarelor de putere redusă sau pentru căști, înlocuind sursa clasică de alimentare înaltă tensiune pe transformatoare. Scopul creării acestui dispozitiv a fost proiectarea unui ceas bazat pe indicatoare de vid în care circuitul acționează ca o sursă de energie de înaltă tensiune. Convertorul este alimentat la 9 V și consumă un curent de aproximativ 120 mA (la o sarcină de 10 mA).
Principiul de funcționare al circuitului
După cum puteți vedea, acesta este un convertor de tensiune standard. Frecvența de ieșire a cipului U1 (NE555) este determinată de evaluările elementelor R1 (56k), R3 (10k), C2 (2,2 nF) și este de aproximativ 45 kHz. Ieșirea generatorului conduce direct tranzistorul mosfet T1, care comută curentul care circulă prin bobina L1. În timpul funcţionare normală bobina L1 acumulează periodic și eliberează energie, crescând tensiunea de ieșire.
555 circuit invertor
Când tranzistorul T1 (IRF740) pornește și furnizează energie bobinei L1 (100 μH) (curent curge de la sursa de alimentare la masă - aceasta este prima etapă. În a doua etapă, când tranzistorul este oprit, curentul prin bobina în conformitate cu legea de comutație provoacă o creștere a tensiunii pe anodul diodei D1 (BA159) până când aceasta este polarizată în direcția conducției Bobina se descarcă în condensatorul C4 (2,2 μF). tensiunea la ieșirea divizorului R5 (220k), P1 (1k) și R6 470R nu va crește la o valoare de aproximativ 0,7 V. Aceasta va porni tranzistorul T2 (BC547) și va opri generatorul 555 tensiunea de ieșire scade, tranzistorul T2 va fi închis și generatorul va porni din nou, astfel încât tensiunea de ieșire a convertorului este reglată în mărime.
Placă gata pentru lipit Condensatorul C1 (470uF) filtrează tensiunea de alimentare a circuitului. Tensiunea de ieșire este reglată cu potențiometrul P1.
Asamblarea unui convertor fără transformator
Convertor 9-150 volți asamblat Convertorul poate fi lipit la placa de circuit imprimat. Desen PDF al plăcii, inclusiv imaginea în oglindă și locația pieselor - . Instalarea este simplă, iar lipirea elementelor este gratuită. Este logic să folosiți o priză pentru cipul U1. Dispozitivul trebuie alimentat cu o tensiune de 9V.
Transformatorul este un dispozitiv pentru transferul energiei de la un circuit la altul prin inducție electrică. Este destinat conversiei mărimilor curenților și tensiunilor, pentru separarea galvanică a circuitelor electrice, pentru conversia rezistențelor în mărime și în alte scopuri.
Un transformator poate consta din două sau mai multe înfășurări. Vom lua în considerare un transformator format din două înfășurări separate fără miez feromagnetic (transformator de aer), a cărui diagramă este prezentată în Fig. 5.12.
Înfășurarea cu bornele 1-1’ conectate la sursa de alimentare este înfășurarea primară, înfășurarea la care este conectată rezistența de sarcină este secundară. Rezistența înfășurării primare 
, rezistenta secundara - 
.
Ecuațiile transformatorului cu polaritatea acceptată a bobinelor și direcția curenților au forma:
- pentru infasurarea primara
Pentru bobinaj secundar
Impedanța de intrare a transformatorului
Să notăm rezistența activă a circuitului secundar
atunci ecuațiile pot fi rescrise
(5.22)
Impedanța de intrare a transformatorului. Având în vedere că 
și substituind în prima ecuație (5.21), obținem că
Astfel, rezistența de intrare a transformatorului din partea bornelor primare este formată din doi termeni: – rezistența înfășurării primare fără a ține cont de inducția reciprocă, care apare datorită fenomenului de inducție reciprocă. Rezistența este, așa cum spunea, adăugată (introdusă) din bobina secundară și de aceea se numește rezistență introdusă.
Impedanța de intrare a unui transformator ideal.
Un transformator ideal ( concept teoretic) este un transformator în care sunt îndeplinite condițiile
(5.24)
Mai mult, cu o anumită eroare, astfel de condiții pot fi îndeplinite într-un transformator cu un miez cu permeabilitate magnetică ridicată, pe care sunt înfășurate fire cu rezistență activă scăzută.
Impedanța de intrare a acestui transformator este
(5.25)
În consecință, un transformator ideal conectat între sarcină și sursa de energie modifică rezistența de sarcină proporțional cu pătratul raportului de transformare n.
Proprietatea unui transformator de a converti valorile rezistenței este utilizată pe scară largă în diferite domenii ale ingineriei electrice, comunicațiilor, ingineriei radio, automatizării și, mai ales, în scopul potrivirii rezistenței sursei și sarcinii.
Circuit echivalent al transformatorului
Circuitul unui transformator cu două înfășurări fără miez feromagnetic poate fi descris așa cum se arată în Fig. 5.14. Distribuția curentului în acesta este aceeași ca și în circuitul din Fig. 5.12 fără un punct comun între înfășurări.
Să o facem în diagrama din Fig. 5.14 decuplarea cuplajelor inductive. În acest caz, obținem un circuit echivalent transformator (Fig. 5.15), în care nu există conexiuni magnetice.
Procese energetice în bobine cuplate inductiv
Ecuații diferențiale transformator de aer (Fig. 5.15):
(5.25)
Să înmulțim prima ecuație cu și a doua cu:
(5.26)
Adunând aceste ecuații, obținem puterea totală instantanee care este consumată de la sursă și consumată în înfășurările primare și secundare ale transformatorului și în sarcină.
(5.27)
unde este puterea instantanee la sarcină, ;
– puterea instantanee cheltuită pentru căldură în înfășurările transformatorului, 
;
– energie câmp magneticînfășurări ale transformatorului, 
.
Generatoare trifazate.
Un circuit (sistem) trifazat este înțeles ca o combinație între o sursă trifazată (generator), sarcină și fire de conectare.
Se știe că atunci când un conductor se rotește într-un câmp magnetic uniform, în el este indusă o fem
. (1.1)
Să fixăm rigid trei bobine (înfășurări) identice pe o axă, deplasate una față de alta în spațiu cu (120°) și să începem să le rotim într-un câmp magnetic uniform cu viteza unghiulară w (Fig. 1.1).
În acest caz, bobina A va fi indusă
Aceleași valori EMF vor apărea în bobinele B și C, dar respectiv 120° și 240° după începerea rotației, adică.
(1.3)
Un set de trei bobine (înfășurări) care se rotesc pe aceeași axă cu o viteză unghiulară w, în care sunt induse EMF, egale ca mărime și deplasate între ele cu un unghi de 120°, se numește generator trifazat simetric. Fiecare bobină de generator este o fază de generator. În generatorul din fig. 1.1 faza B „urmează” faza A, faza C urmează faza B. Această secvență de alternanță a fazelor se numește secvență directă. Când se schimbă direcția de rotație a generatorului, va avea loc o secvență inversă a fazelor. Secvența directă bazată pe relații (1.2, 1.3) corespunde diagramei vectoriale EMF prezentată în Fig. 1.2, a, pentru diagrama vectorială inversă a EMF din Fig. 1.2, b.
În viitor, toate discuțiile privind calculul circuitelor trifazate se vor referi numai sisteme trifazate cu secvența directă a generatorului EMF.
Graficul modificărilor valorilor EMF instantanee la y = 90° este prezentat în Fig. 1.3. În fiecare moment, suma algebrică a emf este zero.
Puncte extreme bobinele (înfășurările) dau denumirea sfârșit și început. Începuturile bobinelor sunt desemnate A, B, C, capetele sunt X, Y, respectiv Z (Fig. 1.4, a).
Înfășurările de fază ale unui generator trifazat pot fi descrise ca surse EMF (Fig. 1.4, b).
În acest articol vom vorbi despre sursa de alimentare fără transformator.
În practica radioamatorilor, și chiar în echipamentele industriale, sursa de curent electric este de obicei celule galvanice, baterii sau rețea industrială 220 volți. Dacă dispozitivul radio este portabil (mobil), atunci utilizarea bateriilor este justificată de această necesitate. Dar dacă dispozitivul radio este utilizat staționar, are un consum mare de curent și funcționează în prezența locuinței reteaua electrica, atunci alimentarea acestuia de la baterii este practic și economic neprofitabilă. Pentru mâncare diverse dispozitive există tensiune de joasă tensiune dintr-o rețea casnică de 220 volți diverse tipuriși tipuri de convertoare de tensiune dintr-o rețea casnică de 220 volți la o tensiune redusă. De regulă, acestea sunt circuite de conversie a transformatorului.
Circuitele de alimentare a transformatoarelor sunt construite în funcție de două opțiuni
1. „Transformator – redresor – stabilizator” este un circuit clasic de alimentare cu simplitate de construcție, dar mare dimensiunile de gabarit;
2. „Redresoare - generator de impulsuri - transformator - redresor - stabilizator” este un circuit de alimentare cu comutație care are dimensiuni generale mici, dar are mai multe circuit complex construcție.
Cel mai important avantaj al acestor circuite de alimentare este prezența izolației galvanice a circuitelor de alimentare primare și secundare. Acest lucru reduce riscul de rănire a oamenilor șoc electric, și previne defecțiunea echipamentului din cauza unui posibil scurtcircuit al părților purtătoare de curent ale dispozitivului la „zero”. Dar, uneori, este nevoie de un circuit de alimentare simplu, de dimensiuni mici, în care prezența izolației galvanice nu este importantă. Și apoi putem colecta circuit simplu de alimentare a condensatorului. Principiul funcționării sale este de a „absorbi excesul de tensiune” pe condensator. Pentru a înțelege cum are loc această absorbție, luați în considerare funcționarea celui mai simplu divizor de tensiune folosind rezistențe.
Divizorul de tensiune este format din două rezistențe R1Şi R2. Rezistor R1– restrictiv, sau altfel numit suplimentar. Rezistor R2– sarcina ( Rn), este și rezistența internă la sarcină.
Să presupunem că trebuie să obținem o tensiune de 12 volți de la o tensiune de 220 volți. Specificat U2= 12 volți ar trebui să scadă peste rezistența de sarcină R2. Aceasta înseamnă că tensiunea rămasă U1 = 220 – 12 = 208 volți ar trebui să cadă pe rezistență R1.
Să presupunem că folosim înfășurarea unui releu electromagnetic ca rezistență de sarcină și rezistența activă a înfășurării releului R2 = 80 Ohm. Apoi, conform legii lui Ohm, curentul care curge prin înfășurarea releului va fi egal cu: I circuit = U2/R2 = 12/80 = 0,15 amperi. Curentul specificat trebuie să circule și prin rezistor R1. Știind că tensiunea pe acest rezistor ar trebui să scadă U1 = 208 volți, conform legii lui Ohm îi determinăm rezistența:
R1 = UR1 / Icircuit = 208/0,15 = 1.387 Ohm.
Să determinăm puterea rezistorului R1: P = UR1 * Icircuit = 208 * 0,15 = 31,2 W.
Pentru ca acest rezistor să nu se încălzească de la puterea disipată pe el, valoarea reală a puterii sale trebuie mărită cu un factor de doi, aceasta va fi aproximativ 60 W. Dimensiunile unui astfel de rezistor sunt destul de impresionante. Și aici este util un condensator!
Știm că orice condensator dintr-un circuit AC are un astfel de parametru ca „reactanța” - rezistența elementului radio variază în funcție de frecvența curentului alternativ. Reactanța unui condensator este determinată de formula:
Unde n– numărul PI = 3,14, f– frecvența (Hz), CU– capacitatea condensatorului (farad).
Înlocuirea rezistenței R1 la condensatorul de hârtie CU, vom „uita” ce este un rezistor de dimensiuni impresionante.
Reactanța condensatorului CU ar trebui să fie aproximativ egală cu valoarea calculată anterior R1 = Xc = 1.387 Ohm.
Transformarea formulei prin înlocuirea cantităților CUŞi Xs, vom determina valoarea capacității condensatorului:
C1 = 1 / (2*3,14*50*1387) = 2,3*10 -6 F = 2,3 µF
Acestea pot fi mai multe condensatoare cu capacitatea totală necesară, conectate în paralel sau în serie.
Circuitul de alimentare fără transformator (condensator) va arăta astfel:
Dar schema descrisă va funcționa, dar nu așa cum am planificat! Înlocuirea rezistenței masive R1 pentru unul sau doi condensatori de dimensiuni mici, am câștigat dimensiune, dar nu am ținut cont de un singur lucru - condensatorul trebuie să funcționeze într-un circuit de curent alternativ, iar înfășurarea releului trebuie să funcționeze într-un circuit de curent continuu. Ieșirea divizorului nostru este tensiune alternativă și trebuie convertită în tensiune continuă. Acest lucru se realizează prin introducerea în circuit a unui redresor cu diodă care separă circuitele de intrare și de ieșire, precum și elemente care netezesc ondulația tensiunii alternative în circuitul de ieșire.
În cele din urmă, circuitul de alimentare fără transformator (condensator) va arăta astfel:
Condensator C2- netezirea pulsaţiilor. Pentru a elimina riscul de șoc electric din cauza tensiunii acumulate în condensator C1, un rezistor este introdus în circuit R1, care ocolește condensatorul cu rezistența sa. Când circuitul funcționează, nu interferează cu rezistența sa mare, ci după deconectarea circuitului de la rețea, pentru un timp determinat în secunde, printr-un rezistor R1 condensatorul se descarcă. Timpul de descărcare este determinat de formula uzuală:
Pentru a evita efectuarea tuturor calculelor de mai sus data viitoare, vom obține formula finală pentru calcularea capacității unui condensator într-un circuit de alimentare fără transformator (condensator). La valori cunoscute tensiunea de intrare și ieșire, precum și rezistența R2(alias de rezistență la sarcină Rn), valoarea rezistenței R1 este în conformitate cu paragraful 3 al articolului „Divizor de tensiune”:
Combinând cele două formule, găsim formula finală pentru calcularea capacității condensatorului într-un circuit de alimentare fără transformator:
Unde Rn P1.
Având în vedere că atunci când lucrezi în Tensiune AC procesele de reîncărcare au loc în condensator, precum și o defazare a curentului în raport cu faza de tensiune, este necesar să luați condensatorul pentru o tensiune de 1,5...2 ori mai mare decât tensiunea furnizată circuitului de alimentare. Cu o rețea de 220 volți, condensatorul trebuie proiectat pentru o tensiune de funcționare de cel puțin 400 volți.
Folosind formula de mai sus, puteți calcula valoarea capacității unui circuit de alimentare fără transformator pentru orice dispozitiv care funcționează în modul de sarcină constantă. Pentru a funcționa în condiții de sarcină variabilă, curentul și tensiunea circuitului de ieșire se modifică, de asemenea. Pentru a stabiliza tensiunea de ieșire, diode Zener sau circuite tranzistoare echivalente sunt de obicei folosite pentru a limita tensiunea de ieșire la nivelul necesar. O astfel de schemă este prezentată în figura de mai jos.
Întregul circuit este conectat în mod constant la o rețea de 220 volți și releul P1 conectat la circuit și oprit folosind un comutator S1. Comutatorul poate fi, de asemenea, un dispozitiv semiconductor, cum ar fi un tranzistor. Etapa tranzistorului VT1 conectat în paralel cu sarcina, elimină creșterea tensiunii în circuitul secundar. Când sarcina este deconectată, curentul trece prin treapta tranzistorului. Dacă această cascadă nu a existat, atunci când se oprește S1și absența altei sarcini, la bornele condensatorului C2 tensiunea ar putea atinge tensiunea maximă a rețelei - 315 volți.
Este de remarcat faptul că atunci când se calculează circuite de automatizare cu relee, este necesar să se țină cont de faptul că tensiunea de funcționare a releului, de regulă, este egală cu valoarea sa nominală (certificat), iar tensiunea de menținere a releului în starea de pornire este de aproximativ de 1,5 ori mai puțin decât cel nominal. Prin urmare, atunci când se calculează circuitul prezentat mai sus, este optim să se calculeze condensatorul pentru modul de menținere și să se facă ca tensiunea de stabilizare să fie egală cu valoarea nominală (sau puțin mai mare decât cea nominală). Acest lucru va permite întregului circuit să funcționeze la curenți mai mici, ceea ce crește fiabilitatea. Astfel, pentru a calcula capacitatea condensatorului C1într-un circuit cu sarcină comutată, parametru Uin luăm egal nu 12 volți, ci o dată și jumătate mai puțin - 8 volți și pentru a calcula treapta limitatoare (stabilizatoare) a tranzistorului - 12 volți nominali.
C1 = 1 / (2 * 3,14 * 50 * ((220 * 80) / 8 – 80)) = 1,5 µF
O diodă zener poate fi folosită ca element de stabilizare la curenți scăzuti. La curenți mari, o diodă zener nu este potrivită - puterea sa de disipare este prea mică. Prin urmare, în acest caz este optim de utilizat circuit tranzistor stabilizarea tensiunii. Calculul cascadei tranzistorului de stabilizare se bazează pe utilizarea pragului de deschidere tranzistor bipolar, când tensiunea bază-emițător atinge 0,65 volți (pe un cristal de siliciu). Dar rețineți că pentru diferiți tranzistori, această tensiune variază cu 0,1 volți, nu numai în funcție de tip, ci și de exemplu de tranzistor. Prin urmare, tensiunea de stabilizare în practică poate diferi ușor de valoarea calculată.
Calculul divizorului de polarizare în cascadă de stabilizare se realizează folosind aceleași formule de divizor de tensiune, cu cunoscute Uin.div. = 12 volți, Uout.div. = 0,65 volțiși curentul divizorului tranzistorului, care ar trebui să fie de aproximativ douăzeci de ori mai mic decât curentul care curge prin condensator C1. Acest curent este ușor de găsit:
Idel. = Uin.div. / (20*Rн) = 12 / (20 * 80) = 0,0075 amperi,
Unde Rn– rezistenta de sarcina, in cazul nostru este rezistenta infasurarii releului P1, egal 80 ohmi.
Valorile rezistenței R1Şi R2 sunt determinate de formulele publicate anterior în articolul „Divizor de tensiune“:
, 
Unde Rtot– rezistența totală a rezistențelor divizorului de polarizare a tranzistorului VT1, care se găsește conform legii lui Ohm:
Aşa: Rtot = 12 / 0,0075 = 1600 Ohm ;
R3 = 0,65 * 1600 / 12 = 86,6 Ohm 82 ohmi;
R2 = 1600 – 86,6 = 1513,4 Ohm, după seria nominală, cea mai apropiată denumire este 1,5 kOhm.
Cunoscând căderea de tensiune între rezistențe și curentul divizorului, nu uitați să calculați puterea lor totală. Cu o rezervă, putere totală R2 alegeți 0,25 W și R3- la 0,125 W. În general, în loc de un rezistor R2 Este mai bine să instalați o diodă zener, în acest caz poate fi D814G, KS211 (cu orice index), D815D sau KS212 (cu orice index). Te-am învățat cum să calculezi rezistorul intenționat.
Tranzistorul este, de asemenea, selectat cu o rezervă de putere care scade la tranziția sa. Cum să alegeți un tranzistor în astfel de cascade de stabilizare este bine descris în articolul „Stabilizator de tensiune de compensare”. Pentru o mai bună stabilizare, este posibil să utilizați un circuit „tranzistor compozit”.
Cred că articolul și-a atins scopul, totul a fost „mestecat” până la fiecare detaliu.