Това ръководство ще ви научи на електроника от нулата по практически начин. За това първо избираме електронен проект, който да изпълним. В този случай това е захранване с постоянен ток от 9 волта. Тук имаме електронната схема, от която ще се нуждаем:
Трансформатор
Стартираме схемата отляво надясно (както когато четем). Следователно виждаме, че ще се нуждаем от 9V трансформатор.
Новобранец: Защо?
Новобранец: Обяснете го още малко.
Може би се чудите кои са тези. Забравих да ти кажа. Те са новобранец и новобранец, тези, които ще се осмелят да зададат въпросите, които вие смятате за глупави.
Както казахме, ще проектираме 9V DC захранване. Следователно това, от което се нуждаем, е да трансформираме 230V в 9V.
Трансформатор
Новобранец: Значи поставяме трансформатора и проектът е готов? Колко лесно!
Новобранец: Не мисля, че е толкова лесно. Нека продължи да обяснява.
Благодаря, новобранец. Електронната схема едва започва, но вече имаме един от най-важните компоненти на проекта. Трансформаторът позволява да се намали напрежението (и тук трябва да сложим малко математика и формули) и коефициентът на завъртания на трансформатора определя количеството напрежение, което намалява, използвайки тази формула:
Формула на коефициента на трансформация на трансформатор Формула за вторично напрежение на трансформатора
Знаейки, че Npri е броят на завъртанията в първичния на трансформатора и Nsec, броят на завъртанията във вторичния на трансформатора, можем да изчислим коефициента на трансформация. Vpri е напрежението в първичната, напрежението на щепсела, което е 230V и Vsec (напрежението във вторичната) ще зависи от това какво искаме да намалим напрежението. В нашия случай е 9 волта.
Трябва да знаем, че 9 волта на трансформатора е 9 волта ефективно.
Формула за пиково напрежение
Новобранец: Какво странно име, мислех, че има волтове като тези на батериите и това е всичко.
Не е точно, 9V на трансформатора е 9V променлив ток, който в непрекъснат е еквивалентен на 12,7 волта от пик.
Новобранец: Ток какво?
Може би тази стъпка съм прескочил. Трябва да знаем, че има 2 вида ток:
- Алтернативен
- Продължавай
Както можете да видите на графиките, постоянният ток е права линия, а не като променлив ток, който е вълна. Нашето захранване ще бъде свързано към 230V мрежа, която е променлива, следователно трябва да преобразуваме този 230V променлив ток в 9V постоянен ток.
Новобранец: Но сега знаем, че не е 9V DC, а 12.7V.
Точно, благодаря, новак. Тук имаме видео, което го демонстрира с плочата, която ще произведем.
Сега е следващата стъпка към трансформатора. Коригиране.
Коригиране
Новобранец: Главата ми започва да ме боли, толкова много измислени думи. Изглежда много сложно ...
Новобранец: Хайде, не се обезсърчавайте толкова скоро. Как да получим това?
Добър въпрос, новобранец. С изправител със средна вълна не можем да направим тока напълно непрекъснат, както можете да видите на следните изображения:
Полувълнова токоизправителна верига Полувълнова изправителна вълна
Затова избрахме една пълна вълна:
Пълно-вълнова токоизправителна верига Пълно-вълнова изправителна вълна
Новобранец: Какви са стрелките на чертежа?
Новобранец: Те не са стрели. Те са диоди.
Точно те са токоизправителни диоди. В зависимост от това дали ги имаме в мост или единичен, ще имаме изправител с пълна вълна или полувълна. За нашия проект ще използваме 4 мостови диода (наречени токоизправителни диоди).
Новобранец: Какво точно прави диодът?
Новобранец: Обяснете ни това, защото вече малко се губя там.
Диодът позволява на тока да тече само в една посока.
Новобранец: Виждал ли си как са стрели, Novata?
Ами в известен смисъл беше прав, новобранец. Тъй като те сочат посоката, в която текат тока.
Новобранец: Добре, но как да го накараме да направи това течение, последвано?
Новобранец: Непрекъснато, казва се постоянен ток.
Връщаме се към графиките на променлив и постоянен ток.
Искаме да коригираме сигнал с променлив ток, така че той винаги да е положителен и следователно постоянен ток, но ако го осъзнаете, вълните с постоянен ток обикновено са плоски вълни, като това:
Графика на постояннотоково напрежение
Имайки предвид вида на коригирането, те могат да бъдат полувълни, когато се използва само един от текущите полуцикли:
Операция на половин вълна
Или пълна вълна, където, както можете да видите четирите диода в специфична подредба, мостови, наречени коригираща конфигурация и двата полуцикъла се използват:
Операция на пълна вълна
С диодите в токоизправителния мост получаваме следната вълна:
Пълна вълна
Новобранец: Разбира се, нашата вълна изобщо не е плоска.
Ето защо трябва да го направите възможно най-плосък, така че да е наистина постоянен ток и като повечето от използваните. За това ще направим филтър на вълната през кондензатор и резистор (RC филтър).
Новобранец: Филтър? Като тези вкъщи?
Новобранец: Нееее ... добре за теб, новобранец ...
Филтър
Това, което искаме да постигнем с филтъра, е следното:
Ректифицирани и филтрирани вълни
Новобранец: Все още не знам нищо
Нека първо разгледаме схемата поотделно:
RC филтърна верига
Забележете, че кондензаторът е успореден на изхода, който е RL.
Новобранец: Защо паралелно, а не последователно?
Новобранец: Знаем, че сериен кондензатор не позволява преминаването на постоянен ток. Въпреки това, при редуване, ако пропуснете.
Добре наблюдавано. Имаме кондензатор успоредно с резистор, захранван от променлив ток (обърнете внимание на формата на вълните на чертежа). Нека да обясним какво се случва в тази схема:
Работа на RC филтър
В началния момент кондензаторът се разрежда и захранващото напрежение го зарежда. След известно време кондензаторът ще се зареди напълно.
Новобранец: Какво става сега?
Новобранец: Не го прекъсвайте толкова много и го оставяйте да го обяснява често ...
Сега кондензаторът започва да се разрежда през резистора:
Разряд на кондензатора
Новобранец: И това е? Още не виждам за какво е ...
Новобранец: Нека завърши ...
Почти веднага след като кондензаторът започне да се разрежда, променливият ток започва да зарежда кондензатора отново, следователно той никога не се разрежда напълно:
Кондензаторът се зарежда
Това може да се изчисли, като се използва формулата за зареждане и разреждане на кондензатор:
Формула на разреждане на кондензатор
Новобранец: И каква функция изпълнява съпротивлението?
Напрежението на резистора, което е паралелно на кондензатора, ще бъде същото като кондензатора. Формата на вълната на изходното напрежение ще бъде същата като тази на следващата графика, т.е. ректифицирана вълна:
Къдрава графика
Това зареждане и разреждане, което е вариация на напрежението на кондензатора, се нарича Ripple и можем да го изчислим, като използваме следната формула:
Къдрава
Vp е това, което сме изчислили преди, което ни даде резултат от 12,7 волта.
По време на зареждането и разреждането на кондензатора, паралелно на съпротивлението, изходният сигнал ще бъде равен на този на кондензатора. Ще бъде постоянно товарене и разтоварване. Този цикъл се повтаря постоянно. Ако погледнете изходния сигнал, той винаги ще бъде висок.
Новобранец: И така, завършихме захранването?
Съвсем не, новобранец. Сега е време да проектираме електронното табло на коригираната част.
Новобранец: Какво ни трябва за него?
Новобранец: Е, електронните компоненти, за които ни разказахте, нали?
Точно. Нашият списък с материали е:
Здравей
Материал |
9 волта трансформатор |
4 токоизправителни диода 1N4007 |
1 470Ω резистор |
1 съпротивление 1 KΩ |
1 10 KΩ резистор |
1 10 µF кондензатор |
1 220 µF кондензатор |
Борове |
Перфорирана плоча |
Новобранец: Buaah, ще ги купя точно сега ...
Новобранец: Чакай малко, начинаещ, защо 3 резистора и 2 кондензатора? И защо тези ценности, а не други?
Много въпроси, браво новобранец. Започваме със стойността на резисторите. Първите 470 Ω са най-важните. Изчисляваме минималното съпротивление, използвайки формулата за разсейваната мощност:
Мощност = напрежение x интензивност
В нашия случай използваме 1/2 ватови резистори, следователно имаме:
1/2 = 12,7 волта x интензивност
Изчистваме интензивността, оставайки:
Интензитет = 0,5/12,7 = 0,039 ампера, които са 39 mA. Това е максималната стойност, която нашата съпротива ще издържи без изгаряне.
Новобранец: Така че все още не разбирам защо са 470 Ω ...
Новобранец: Мисля, че знам къде отива, сега прилагаме закона на Ом за изчисляване на съпротивлението?
Точно така, новобранец. Изчисляваме минималното съпротивление, което ще трябва да окажем, за да не ни изгори:
Новобранец: Но това не е 470Ω
Новобранец: Дали защото, ако сложим 325Ω, тогава ще ни изгори?
Точно това е, да, добре обмислено, новобранец.
Новобранец: Уау, изненадан съм.
Новобранец: Мисля, че го хващам.
Трябва да поставим стойност на съпротивлението, която работи на 50% от това, което ще издържи.
Новобранец: Но ние използвахме 470 Ω, сега отново се загубих ...
Трябва да знаем, че когато купуват съпротива, те нямат точната стойност, която сме изчислили.
Новобранец: Има стандартизирани стойности.
Това е. Има стандартни стойности за съпротивления. В нашия случай избираме 470 Ω. Останалите резистори са с по-висока стойност, за да се види как веригата се държи при по-ниски токове.
Новобранец: И стойността на кондензаторите?
Тези стойности могат да бъдат изчислени, но това, което направихме, е да изберем кондензатор с малък капацитет (10 µF) пред кондензатор с голям капацитет (220 µF). Така че този с нисък капацитет ще бъде зареден и разтоварен по-рано, отколкото ако поставим 220 µF.
Новобранец: Така че мога ли да отида да купя материалите?
Е, да, конструкцията на веригата, която ще изглежда така:
Изправителна платка
Следващият пост ще говорим за изчисленията след филтриране и ще приключим с изчисленията за захранването и можем да преминем към дизайна му.
- Ръководство за захранване, ключове за избор и препоръки (март 2018 г.) - MuyComputer
- Захранване за зареждане на батерията Електронно инженерство
- Ръководство за изготвяне на собствен бюджет Захранване El Chapuzas Informático
- Забележка за приложение в електрониката 5447 Изберете подходящото захранване за вашия FPGA
- UPVEHU публикува „Практическо ръководство за хранене за възрастни хора“; Euskofederpen