Električna struja teče u raznim medijima: metalima, poluvodičima, tekućinama i plinovima. Međutim, može biti konstantan ili promjenjiv. U članku posebno razmatramo trajne i naizmjenična struja, kao i pretvaranje AC u DC.

Istosmjerna struja i njeni izvori

Za istosmjernu struju, veličina i smjer se ne mijenjaju tijekom vremena. Na modernim uređajima to je označeno slovima DC- skraćeno za engleski istosmjerna struja(u doslovnom prijevodu - istosmjerna struja). Njegova grafička oznaka:

DC izvori su baterije i akumulatori. Na njemu rade svi poluvodički elektronički uređaji: mobiteli, računala, televizori, satelitski sustavi. Za napajanje ovih uređaja iz AC mreže, oni uključuju izvore napajanja. Snižavaju mrežni napon na željenu vrijednost i pretvaraju izmjeničnu struju u istosmjernu. Punjači baterija također se napajaju izmjeničnom strujom i obavljaju iste funkcije kao i izvori napajanja.

Izmjenična struja i njezini parametri

Za izmjeničnu struju, smjer i veličina se ciklički mijenjaju u vremenu. Ciklus jedne potpune promjene (oscilacija) naziva se točka (T), a njegova recipročna je učestalost (f). Slovna oznaka naizmjenična struja - AC, skraćeno za Naizmjenična struja(izmjenična struja), a grafički je označena segmentom sinusoida:

̴

Nakon ovog znaka prikazan je napon, ponekad frekvencija i broj faza.

Izmjeničnu struju karakteriziraju parametri:

Karakteristično	Oznaka	jedinica mjere	Opis
Broj faza			jednofazni
			tri faze
napon	U	volt	Trenutna vrijednost
			Vrhunska vrijednost
			efektivna vrijednost
			faza
			Linearna
Razdoblje	T	drugi	Vrijeme jedne pune oscilacije
Frekvencija	f	herc	Broj vibracija u 1 sekundi

Jednofazna struja u svom čistom obliku dobiva se pomoću benzinskih i dizelskih generatora. U drugim slučajevima, dio je trofaznog, a to su tri napona koji se mijenjaju prema sinusoidnom zakonu, jednoliko pomaknuti jedan u odnosu na drugi. Ovaj vremenski pomak naziva se kut faznog pomaka i iznosi 1/3T.

Za prijenos trofaznih napona koriste se četiri žice. Jedna je njihova zajednička točka i naziva se nula (N), a ostale tri se nazivaju fazama (L1, L2, L3).

Napon između faza naziva se linearni, a između faze i nule - faza, ona je √3 puta manja od linearne. U našoj mreži je fazni napon 220 V, a linearni 380 V.

Pod, ispod trenutak pod vrijednošću napona izmjenične struje razumijeva se njegova vrijednost u određenom trenutku vremena t. Mijenja se s frekvencijom f. Trenutačna vrijednost napona u točki maksimuma naziva se amplituda vrijednost. Ali to se ne mjeri voltmetrima i multimetrima. Pokazuju vrijednost √2 puta manju, tzv efektivna ili efektivna vrijednost napona. Fizički, to znači da će istosmjerni napon ove veličine obaviti isti posao kao izmjereni izmjenični napon.

Prednosti i nedostaci izmjeničnog napona

Pa zašto su za napajanje odabrali izmjeničnu, a ne istosmjernu struju?

Tijekom prijenosa električne energije struja prolazi kroz žice duge stotine kilometara, zagrijavajući ih i rasipajući energiju u zraku. To je neizbježno i za istosmjernu i za izmjeničnu struju. Ali gubitak snage ovisi samo o otporu žica i struji u njima:

Snaga koja se prenosi kroz vod je:

Iz toga slijedi da je povećanjem napona potrebna manja struja za prijenos iste snage, a gubitak snage se smanjuje. Zato prošireni dalekovodi povećavaju napon. Postoje vodovi za 6kV, 10kV, 35kV, 110kV, 220kV, 330kV, 500kV, 750kV pa čak i za 1150kV.

Ali u procesu prijenosa električne energije od izvora do potrošača, napon se mora više puta mijenjati. Lakše je to učiniti na izmjeničnu struju pomoću transformatora.

Nedostaci izmjenične struje očituju se u prijenosu energije kroz kabelske vodove. Kabeli imaju kapacitet između faza i u odnosu na zemlju, a kapacitet provodi izmjeničnu struju. Pojavljuje se curenje, zagrijavanje izolacije i onemogućavanje s vremenom.

Pretvorba AC u DC i obrnuto

Proces pretvaranja izmjenične struje u istosmjernu zove se ravnanje, i uređaja ispravljači. Glavni dio ispravljača - poluvodička dioda koji provodi struju samo u jednom smjeru. Kao rezultat ispravljanja dobiva se pulsirajuća struja koja s vremenom mijenja svoju vrijednost, ali ne mijenja predznak.

Zatim se otklanjaju pulsacije sa filteri, od kojih je najjednostavniji kondenzator. Mreškanje je nemoguće potpuno eliminirati, a njihova konačna razina ovisi o krugu ispravljača i kvaliteti filtera. Složenost i cijena ispravljača ovise o veličini izlaznog mreškanja i o maksimalnoj izlaznoj snazi.

Za pretvorbu u izmjeničnu struju, pretvarači. Princip njihovog rada je stvaranje izmjeničnog napona s oblikom što je moguće bliže sinusoidnom. Primjer takvog uređaja je auto inverter za spajanje na mreža na brodu kućanskih aparata ili alata.

Što je inverter bolji i skuplji, to je veća njegova snaga ili točnije da se napon koji proizvodi približava sinusoidi.

Autor: elremont od 22-08-2013

U ovom vodiču ću pokriti silikonske diode, diodne mostove i kako pretvoriti AC u DC. Ovaj simbol dioda i slike. Traka na kraju diode govori vam kako je staviti u svoj krug, ali što je dioda?

Dioda je uređaj koji omogućuje struji da teče samo u jednom smjeru. Ovo je zgodno zapamtiti kada uspoređujete diode sa slavinama koje dopuštaju da voda teče samo u jednom smjeru. Dakle, ako prođete izmjenični napon ili struju kroz diodu, negativni napon će biti blokiran i ostat ćete samo s pozitivnim poluvalom. Ovaj proces se zove ispravljanje struje... ne radi samo sa sinusnim valovima. Ovo će također raditi s kvadratnim valovima, valovima trokuta ili bilo kojim drugim valnim oblikom koji ima negativan poluciklus. Pričekaj minutu...
Ako pojačate i preložite signale jedan na drugi, možete vidjeti da se napon smanjio! To je zato što ne postoji savršena dioda. Sve diode imaju pad napona naprijed, označen s "Vf". To znači da kad god struja teče naprijed kroz diodu, doći će do pada napona, koji je obično oko 0,7 volti. Točna vrijednost ovisi o temperaturi, struji i vrsti diode, ali za sada samo pretpostavimo da je 0,7 V, tako da se silikonska dioda neće ni uključiti sve dok na njenim terminalima ne bude 0,7 V i uvijek će postojati pad napona od 0,7 V na dioda nakon što se uključi. Testirajte ga eksperimentalno da vidite na što mislim: s negativnim ulaznim naponom, dioda se ne može uključiti, tako da ne dobivate ništa na izlazu. 0,3 volta na ulazu još uvijek nije dovoljno za otvaranje diode, pa opet ne dobivate ništa. Za otvaranje diode dovoljno je 0,9 volti na ulazu, no zbog pada napona ostat će vam samo 0,2 V. A na 10 volti, minus 0,7 volti, dobivate 9,3 volta.
Ponekad je problem pad napona na diodi... ponekad nije... Kao primjer, pokazat ću vam da je pri 10 volti od vrha do vrha na ulazu to gotovo neprimjetno.
Ali ako pokušam ispraviti struju od 0,5 V kao što je signal koji dolazi iz mog MP3 playera, pad od 0,7 V postaje problem i ne radi. Da biste se nosili s ovim problemom, morate koristiti napredne tehnologije kao što su super diode. Ali za sada se o tome ne morate brinuti. Nijedan uređaj nije 100% učinkovit, pa razgovarajmo o snazi. Hoće li se dioda zagrijati, možete li predvidjeti? Pa, gubitak snage u diodi određen je Vf i strujom koja teče kroz diodu. Za tipičnu silicijsku diodu s Vf = 0,7 V, pri prolasku jednog miliampera, samo 0,7 mW se gubi na toplinu, tako da to nije problem. Ali već pri 3 A stvara se 2,1 W topline, što je dosta, pa ćete morati koristiti veću diodu ili diodu s malim padom napona naprijed, kao što je Schottky dioda. Pojasnit ću ih u drugom videu. Inače, bez obzira što ti netko kaže, kada paralelna veza Diode neće moći proći više struje.
Što se događa ako se jedna dioda zatvori? Toplina koja je nastala na njemu će se osloboditi na drugim diodama. Stare diode nisu savršene, ali želim govoriti o prebacivanju dioda velike brzine. Koristim diode 1N4007, dizajnirane su za energetsku elektroniku niske frekvencije AC 50 - 60 Hz, kao u vašoj kući.
Sada da vidimo što će se dogoditi kada povećam frekvenciju. Nakon otprilike 15 kHz, dioda postaje beskorisna jer počinje voditi u suprotnom smjeru. To je zato što diodi treba određeno vrijeme da se prebaci između otvorene, dopuštajući struji da se kreće naprijed, i zatvorene. Različite diode će imati različite brzine prebacivanja. Dakle, ako zamijenim 1N4007 s 1N4148, on će dobro raditi, do 100 kHz i više. Za rad s radio frekvencijama morate koristiti diode koje se još brže prebacuju. Dakle, kada nešto dizajnirate, morate razmišljati o maksimalnom obrnutom naponu vaše diode, naponu naprijed, nazivna struja i brzina prebacivanja. Google će vam uvijek pomoći u pretraživanju popratne informacije diodama. Dobro je što u većini slučajeva nije potrebno poznavati teoriju rada dioda. Pa koristimo diode da nešto napravimo. Najčešća upotreba dioda je pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu struju razni uređaji koje imate kod kuće. Pokazat ću vam kako napraviti jednostavan regulirani izvor DC napajanje je vrlo slično ovome. Počet ću s niskom strujom, a zatim ću vam pokazati kako poboljšati dizajn za veće opterećenje. Započinjemo pretvaranjem mrežnog napona u niži, siguran izmjenični napon. Pokazat ću vam kako to učiniti u svom vodiču za Transformers. Bez opterećenja, moj transformator mi daje lijep čisti sinusni val od oko 39 volti od vrha do vrha na 60 Hz. Ugradio sam diodu 1N4007 i izmjerio napon prije i poslije diode, možete vidjeti da je negativan napon prekinut. Tehnički sam pretvorio izmjeničnu struju u istosmjernu sa samo jednom diodom jer sam uklonio sav negativni napon. Ali nije baš dobro D.C., nije li? Pola vremena imate čudan napon, a pola vremena nemamo baš ništa.
Ako vam treba malo više stabilnosti za napajanje vašeg tereta, dodat ćemo kondenzator da sve ispravimo. Počinjem s 1uF, ali što je veći kapacitet to bolje jer ćete imati više pohrane energije. Ovo je više kao istina! Sada imam idealno napajanje od 18,7 volti DC. Kad god napravite napajanje konstantan napon najbolja stvar koju možete vidjeti na ekranu osciloskopa je konstantan stabilan napon. Nažalost, jedini razlog zašto sada sve izgleda savršeno je samo zato što nisam imao vremena spojiti opterećenje. Kondenzator se puni kroz diodu i sada nema ničega za pražnjenje kondenzatora. Pa da vidimo što će se dogoditi kada dodam otpornik od 4,7 kΩ kao opterećenje. Ohmov zakon predviđa da bi trebalo postojati samo 4 mA opterećenja (što je vrlo malo), ali pogledajte što se događa. Ovdje vidite da kada je ulazni napon pozitivan, dioda dopušta struji da teče, čime se kondenzator puni. Ali čim ulazni napon postane negativan, dioda blokira obrnuti tok struje i jedini izvor energije je kondenzator od 1uF. I kao što vidite, njegova energija se brzo troši čak i pri malom opterećenju. Dakle, što nam je činiti u vezi s tim? Povećajmo veličinu našeg energetskog rezervoara tako da bude dovoljno velik da nas drži do sljedećeg pozitivnog poluvala. Zamijenimo mali kondenzator od 1uF velikim kondenzatorom od 470uF i vidimo što će se dogoditi.
Djeluje jako dobro! Sada imamo istosmjerno napajanje koje može isporučiti nekoliko miliampera struje, što je dovoljno za napajanje nekih senzora i operativnih pojačala. U redu, nadogradimo ga za korak. Uz opterećenje od deset oma, ovaj krug bi trebao puno trošiti aktualniji. Pa, koji vrag... vratili smo se u situaciju da napon pada u svakom taktu. Prosječni napon je 8 volti, sa strujom od oko 0,8 ampera, ali je veličina mreškanja napona golema. Zamislite da pokušamo nešto spojiti na ove... napon će stalno padati tako nisko da nikada neće ostati konstantan! Tako ni 470 uF kao uređaj za pohranu energije više nije dovoljno. Možemo pokušati riješiti problem direktno i dodati još više kapaciteta.
Pa da vidimo kako sklop radi s 3400uF. Pa... to je bolje... Sada imamo prosječni napon od oko 12,5 volti sa strujom od oko 1,25 ampera, ali vidimo mreške od 5 volti, što je puno. Možete nastaviti dodavati kapacitet neograničeno kako biste smanjili količinu propadanja između ciklusa. Ali za opterećenje od nekoliko ampera, to postaje nepraktično i skupo. Ali postoji mali trik. Ako uzmemo četiri diode i rasporedimo ih na ovaj način, dobivamo "diodni most". Evo kako to radi: U prvoj polovici sinusnog vala, pozitivni sinusni val stiže na gornju žicu, te se dvije diode uključuju i propuštaju struju. Zatim se diode zatvaraju, blokirajući sve moguće promjene u smjeru struje. Sada u drugoj polovici sinusnog vala, gdje gornja žica postaje negativna u odnosu na donju žicu, druge dvije diode se otvaraju, a druge dvije se zatvaraju. Dakle, umjesto da izgubite donju polovicu valnog oblika izmjenične struje tako što ćete ga izrezati i nikada ga ne koristiti, samo ga okrenite i preusmjerite. A na izlazu dobivate konstantnu struju s valovima od 120 Hz umjesto 60 Hz.
I baš kao i prije, možete obraditi izlazni signal kondenzatorima kako biste dobili lijep glatki napon. Možete kupiti gotove mostne ispravljače, ali ih je lako izgraditi sami. Ovdje je moj mostni ispravljač spojen na transformator. Napravio sam ga s četiri 1N4007 diode i potrošio sam oko 4 centa na njih. Pogledajte kako se napon mijenja iz pozitivnog u negativan na 60 Hz, a sada nikad ne ide ispod nule volti, i dobivamo ove pozitivne poluvalove konstantnog napona na 120 Hz. To se zove potpuno ispravljanje jer koristimo oba izmjenična vala. Vratimo se sada na našu matičnu ploču od deset ohma i vidimo kako mosni ispravljač radi na 470uF u usporedbi s jednom diodom koju smo ranije testirali.
Sada imamo u prosjeku 11,6 volti umjesto 8 volti, koliko smo prije dobivali od jedne diode. I možete vidjeti da je to zato što mostni ispravljač dvaput češće puni kondenzator jer koristimo oba poluvala 60Hz AC mreže. Sada razmislite kolika je to razlika s obzirom da su me ove dodatne diode koštale samo tri centa.
Mostne ispravljače može biti malo teško razumjeti, ali budući da rade tako dobro, svi ih koriste. Sada usporedimo jednu diodu s 3400uF i mosni ispravljač s 3400uF. Sada imamo u prosjeku 13,5 volti umjesto 12,5 volti i imamo samo mreškanje od oko jedan ili dva volta. Drugim riječima, kombinacija mosnog ispravljača velikog kapaciteta može pretvoriti veliku izmjeničnu struju napajanja u veliku iskoristivu istosmjernu struju napajanja. Samo imajte na umu da vaše diode i kondenzatori moraju biti ocijenjeni za napon s kojim radite.
Ono što sada imamo je zapravo ono što se nalazi unutar tih jeftinih malih nereguliranih AC-to-DC izvora napajanja koji napajaju radio, satove i druge kućne gadgete. Mogli bismo napraviti verziju od 9 volti i mogla bi pokretati staru Sega ili Nintendo. Ali želim naglasiti da su to sve neregulirana napajanja. To znači da čak i ako uspješno izgladimo mreškanje napona, i dalje ćemo se suočiti s problemom promjene prosječnog napona pod opterećenjem.
Bez opterećenja je 18,7 volti. A s opterećenjem od 1 ampera, dobit ćete 13 volti. Za neke sklopove to neće biti važno ako su dizajnirani za rad sa širokim rasponom napona. Ali mnogi uređaji kao što su mikrokontroleri i druga digitalna elektronika zahtijevat će vrlo stabilan izvor napona, a za to ćete morati stvoriti takozvani regulirani izvor napona. O regulatorima napona ću govoriti u drugom videu. Sada znate što rade diode i kako pretvaraju AC u DC.
_

„Bjelorus Državno sveučilište informatika i radioelektronika”

Odjel za informacijsku sigurnost

« ELEKTRIČNI PRETVARAČI »

pretvarač- Pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju.

Konverter- DC u DC pretvarač, ali druge razine (s međupretvorbom ulaznog napona u AC i transformacijom na željenu razinu).

Središnja veza je DC-to-AC pretvarač.

Prijavite se razne sheme takvi uređaji:

Tranzistorske i elektroničke cijevi;

Izgrađen na tranzistorima sa zasićenim jezgrama;

Generatori za opuštanje, okidači, multivibratori;

Prema jednotaktnim, dvotaktnim i mostnim krugovima;

Tiristorski jednostavni i premosni sklopovi (u snažnim uređajima).

Jednostavan sklop push-pull tiristorskog pretvarača

Slika 1 - jednostavan sklop push-pull tiristorski inverter

Iz T2 se upravljački impulsi šalju u tiristorski krug.

Iz konstantnog izvora napon se dovodi na ulaz kruga. Prolazi

na VD anodama. napunjen da udvostruči ulazni napon. Ako sada primijenimo impulse na VD2, VD1 se odmah zatvara, puni, svi znakovi u T1 će se promijeniti u suprotne i struja će teći kroz VD2.

Kao što se može vidjeti iz rada kruga, na sklopni kapacitet

u trenutku zatvaranja tiristora djeluje napon jednak dvostrukom naponu napajanja, što je nedostatak za krug.

Eliminira se mosnim krugom tiristorskog pretvarača.

Tiristorski inverter mostnog kruga

Slika 2 - Mostni krug tiristorskog pretvarača

Upravljački krug prvo otvara VD1 i VD4, a zatim, kada se kapacitet napuni do

, u ovom trenutku, ako otvorite druge tiristore, VD1 i VD4 će se odmah zatvoriti.

U ovom krugu samo napon izvora napajanja djeluje na zatvorene tiristore.

Tiristorski ispravljači su učinkoviti perspektivni pretvarači. Koriste se sa značajnom snagom i trenutno se koriste za zamjenu električnih strojeva koji pretvaraju istosmjernu energiju rezervnih baterija u izmjeničnu struju, u uređajima za neprekidno napajanje (UGP) opreme u komunikacijskim poduzećima.

DC naponski pretvarači

Često, kada se napajaju elektronički uređaji, izvori napajanja su niskonaponski, a za strujne krugove potrebni su značajni naponi. U ovom slučaju koristi se pretvorba napona. Da biste to učinili, koristite pretvarače i pretvarače. Na p / n uređajima koriste se elektromagnetski pretvarači, pretvarači vibracija i statički pretvarači.

Elektromagnetski pretvarači stvaraju sinusni napon, dok poluvodički i vibracijski pretvarači proizvode pravokutni napon. Trenutno postoje statički pretvarači s izlaznim naponom blizu sinusoidnog oblika. Nedostatak elektromagnetskog pretvarača: velike dimenzije i težina. Pretvornici vibracija su male snage i nepouzdani. Stoga se najčešće koriste poluvodički pretvarači malih dimenzija i težine, visoke učinkovitosti i operativne pouzdanosti.

Konstrukciju pretvarača na bazi tiristora i tranzistora treba povezati s veličinom napona napajanja, potrebnom snagom i prirodom promjene opterećenja.

Tranzistorski pretvarači napona

Dijele se prema načinu uzbude u 2 vrste: sa samopobudom i pretvaračima s pojačanjem snage.

Tranzistori se mogu uključiti prema shemi s OE, OK, OB, ali je uključivanje s OE najšire korišteno, jer se u ovom slučaju ostvaruje maksimalno pojačanje tranzistora u smislu snage i, štoviše, uvjeti samouzbude jednostavno postignuto.

Pretvarači sa samouzbudom izvode se na snazi ​​do nekoliko desetaka vata, prema jednociklusnim i push-pull krugovima. Najjednostavniji krug pretvarača s jednim ciklusom je relaksacijski oscilator s povratnom spregom.

Sa naličjem dioda.S izravnim uklj. dioda.

Kada je napon napajanja spojen preko otpornika, referentni potencijal se primjenjuje na bazu tranzistora. Tranzistor se otvara i kroz primarni namot Wk transformatora teče struja koja uzrokuje magnetski tok u magnetskim krugovima tranzistora. Napon koji se pojavljuje na namotu Wk pretvara se u povratni namot Wb, čiji je polaritet veze takav da doprinosi otključavanju tranzistora. Kada struja kolektora dosegne svoju maksimalnu vrijednost: Ik \u003d Ib * h21e, rast magnetskog toka prestaje, polaritet napona na namotima transformatora mijenja se na suprotan i dolazi do lavinskog procesa isključivanja tranzistora. Napon na sekundarnom namotu transformatora ima pravokutni oblik.

Polaritet ispravljačke energetske diode spojene na sekundarnu stranu transformatora određuje kako se snaga prenosi na opterećenje. Dioda se otvara kada se tranzistor zatvori, kondenzator se puni, čime se održava konstantna struja u opterećenju.

Kada je dioda izravno uključena, prijenos energije izvora napajanja Do opterećenja Rn događa se u vremenskom periodu tu, kada su tranzistor i energetska dioda VD1 otvoreni. Energija je pohranjena u prigušnici W = 0,5 * Lf * In ^ 2 * tu. U tom slučaju kondenzator Cf filtra za izravnavanje puni se ispravljenim naponom do Up.

Tijekom pauze tp, kada je tranzistor zatvoren, strujni krug In je zatvoren kroz induktor Lf i blokirnu diodu VD2, kao u prekidački regulator sa sekvencijalnim upravljanjem.

U jednociklusnim pretvaračima transformator radi s pristranošću, što se može prevladati korištenjem jezgre s nabojem. Međutim, ne odgovara kada koristite tor. tranzistor. U našem slučaju koristi se kondenzator za blokiranje, koji se tijekom pauze tp prazni kroz namot W1, remagnetizirajući jezgru strujom pražnjenja.

Kapacitet Cbl. Odabire se iz uvjeta da pri maksimalnom radnom ciklusu φmax, trajanje pauze tp iznosi najmanje četvrtina perioda titrajnog kruga L, Cbl.

Takav diodni reverzni pretvarač osigurava razdvajanje i zaštitu izlaznog napona od buke na ulaznim tračnicama napajanja.

Tranzistorski pretvarači određuju se sljedećim formulama:

Gore \u003d Gore (Ikm / 2In-W1 / W2)

tu \u003d Ikm * L1 / Gore

tp \u003d Ikm * L2 / Un * W2

φ = fp*Ikm*L1/Up = tu/(tu+tp)

Najbolji pokazatelji težine i veličine imaju push-pull pretvarači s postupnim transformatorom.

Transformatori se izrađuju na magnetskom krugu s pravokutnom histerezisnom petljom. Ovdje se također koristi pozitivan OS. Generator radi na sljedeći način. Kada se uključi napon napajanja Up, zbog neidentičnosti parametara, jedan od tranzistora, na primjer VT1, počinje se otvarati i njegova kolektorska struja raste. Namoti OS Wb povezani su tako da EMF inducirana u njima potpuno otvara tranzistor VT1 i zatvara tranzistor VT2.

Prebacivanje tranzistora počinje u trenutku zasićenja tranzistora. Kao rezultat toga, transformatori su inducirani u svim namotima. Naponi se smanjuju na nulu, a zatim mijenjaju polaritet.

Sada se negativni napon dovodi na bazu prethodno otvorenog tranzistora VT1, a pozitivni napon se dovodi na bazu prethodno zatvorenog tranzistora VT2 i on se počinje otvarati. Ovaj regenerativni proces formiranja prednje strane izlaznog napona je vrlo brz. U budućnosti se procesi u shemi ponavljaju.

Frekvencija prebacivanja ovisi o vrijednosti napona napajanja, parametrima transformatora i tranzistora i izračunava se po formuli: fp \u003d ((Up-Uke us) * 10000) / 4 * B * s * Wk * Sc * Kc.

Ovaj način rada je ekonomičniji nego kod prebacivanja zbog ograničavanja struje kolektora i rad pretvarača je stabilniji.

Takvi pretvarači se koriste kao glavni oscilatori za pojačala snage i kao autonomna napajanja male snage. Glavne prednosti: jednostavnost sklopa, kao i neosjetljivost na kratki spoj u krugu opterećenja.

Nedostatak pretvarača sa zasićenom jezgrom je prisutnost kolektorskih strujnih udara u trenutku prebacivanja tranzistora, što povećava gubitke u pretvaraču.

Napon na zatvorenom tranzistoru može doseći vrijednost:

Ukem \u003d (2,2: 2,4) Upmax

dva napona je zbroj Up + EMF na namotu u praznom hodu, osim toga, uzimaju se u obzir skokovi napona tijekom prebacivanja. Kako bi se smanjilo potonje, ponekad se u krug uključuju shunt diode.

Kod pretvorbe velikih snaga najčešće se koriste pretvarači koji koriste pojačalo snage. Samopobudni pretvarači mogu se koristiti kao glavni oscilator. Korištenje ovakvih pretvarača preporučljivo je ako je potrebno osigurati konstantnost frekvencije i napona na izlazu, kao i nepromjenjivost oblika krivulje izmjeničnog napona pri promjeni opterećenja pretvarača.

U slučaju visokog ulaznog napona koriste se mosna pojačala snage.

Pretpostavimo da tranzistori T1, T2 rade istovremeno u prvom poluperiodu. U drugom T2, T3. Napon napajanja se primjenjuje na primarni namot tranzistora, njegov polaritet se mijenja svakih pola ciklusa. Napon na zatvorenom tranzistoru jednak je naponu napajanja. Izlazni tranzistor radi u nezasićenom načinu rada, izrađen je od materijala s nepravokutnom histerezisnom petljom.

Tiristorski pretvarači

Tiristori, za razliku od tranzistora, imaju jednosmjernu kontrolu. Za zaključavanje tiristora u krugovima pretvarača, reaktivni elementi se koriste uglavnom u obliku sklopnih kondenzatora.

Kada je prvi tiristor otključan, kapacitivnost se puni na napon od 2Up. Kada je drugi tiristor otključan, napon kondenzatora se primjenjuje u suprotnom smjeru od prvog tranzistora, pod čijim se djelovanjem blokira. Kondenzator se ponovno puni, a napon na njegovim namotima i na primarnom namotu tiristora mijenja predznak (potencijali su prikazani u zagradama na dijagramu). U sljedećem poluperiodu tiristor T1 se ponovno otključava i postupak se ponavlja.

Kako bi se osiguralo zaključavanje tiristora, potrebno je da energija sklopnog kondenzatora bude dovoljna kako bi tijekom procesa punjenja obrnuti napon na tiristorima opao dovoljno sporo kako bi se osiguralo obnavljanje njihovih svojstava zaključavanja.

Nedostatak takvog pretvarača je jaka ovisnost izlaznog napona o struji opterećenja.

Kako bi se smanjio utjecaj prirode i veličine opterećenja na oblik i veličinu izlaznog napona, koriste se krugovi s obrnutim diodama, koje su zauzvrat potrebne za vraćanje jalove energije nakupljene u induktivnom opterećenju i reaktivnim sklopnim elementima. u napajanju pretvarača.

Napajanje s ulazom bez transformatora

Značajka takvih izvora je korištenje procesa pretvorbe ulaznog napona pomoću visoke frekvencije.

Odsutnost tranzistora snage na ulazu i korištenje tranzistora na povećanoj frekvenciji značajno poboljšava karakteristike težine i veličine.

Funkcionalni dijagram IPBV-a na temelju podesivog pretvarača ima sljedeći oblik:

VChF - sprječava prodor IPBV smetnji u ulazne krugove i obrnuto.

VU - ispravljač,

SF - filter za zaglađivanje;

RP - podesivi pretvarač;

ZG - sinkronizirajući glavni oscilator;

GPN - pilasti generator napona.

Rad IPBV-a sa stabilizacijom ulaznog napona pomoću PWM-a lako je zamisliti s obzirom na dijagrame napona u pojedinim dijelovima kruga.

Kako bi se pojednostavila prilagodba, pretvarač se obično gradi prema jednocikličnom krugu s rekuperacijom dijela energije akumulirane u reaktivnim elementima do izvora ulaznog napona. Na izlazu pretvarača pri naponima od 5 - 10V postavlja se ispravljač sa središnjom točkom. Kako bi se smanjilo vrijeme prebacivanja energetskih tranzistora, na njihovim se ulazima koriste sklopovi koji osiguravaju značajan višak napona blokiranja u odnosu na negativni.

KNJIŽEVNOST

1. Ivanov-Tsyganov A.I. Elektrotehnički uređaji radijskih sustava: Udžbenik. - Ed. 3., revidirano. i dodaj.-Mn: Srednja škola, 200

2. Alekseev O.V., Kitaev V.E., Shikhin A.Ya. Električni uređaji / Ed. A. Ya. Shikhina: Udžbenik. – M.: Energoizdat, 200–336 str.

3. Berezin O.K., Kostikov V.G., Shakhnov V.A. izvori napajanja radioelektroničke opreme. – M.: Tri L, 2000. – 400 str.

4. Shustov M.A. Praktični sklopovi. Napajanja i stabilizatori. Knjiga. 2. - M.: Alteks a, 2002. -191 str.

Uputa

Prvo, moramo razumjeti što je struja Po čemu se izmjenična struja razlikuje od istosmjerne struje. Uređeno kretanje nabijenih čestica naziva se električna struja. U istosmjernoj električnoj struji isti broj nabijenih čestica prolazi poprečnim presjekom vodiča u istim vremenskim intervalima. Ali kod izmjenične struje broj tih čestica za iste vremenske intervale uvijek je različit.

A sada možete ići izravno na transformaciju varijable Trenutno u trajni, u tome će nam pomoći uređaj pod nazivom "diodni most". Diodni most ili premosni sklop jedan je od najčešćih uređaja za ispravljanje naizmjeničnog Trenutno.
Izvorno je razvijen korištenjem radio cijevi, ali se smatrao složenim i skupim rješenjem, umjesto toga korišten je primitivniji krug s dvostrukim sekundarnim namotom u transformatoru koji napaja ispravljač. Sada, kada su poluvodiči vrlo jeftini, u većini slučajeva se koristi premosni krug. Ali korištenje ovog kruga ne jamči 100% ispravljanje. Trenutno, dakle, krug se može nadopuniti filterom na kondenzatoru, a također, eventualno, prigušnicama i stabilizatorom napona. Sada, na izlazu našeg kruga, kao rezultat, dobivamo konstantnu struju

Da postane trajno Trenutno, dovoljno je uzeti običnu bateriju. Napon takvog izvora Trenutno i, u pravilu, standardni - 1,5 volti. Povezivanjem nekoliko takvih ćelija u nizu, možete dobiti bateriju s naponom proporcionalnim broju takvih ćelija. Da dobijem trajno Trenutno ili možete koristiti i punjač za mobitel (5 V) ili akumulator automobila(12 V). Međutim, ako trebate dobiti nestandardni napon, na primjer, 42 V, tada ćete morati izgraditi domaći ispravljač s jednostavnim filterom za napajanje.

Trebat će vam

• Step-down transformator 220v./42v.
• Kabel za napajanje s utikačem
• Diodni most PB-6
• Elektrolitički kondenzator 2000UF×60V
• Lemilo, kolofonij, lem, spojne žice.

Uputa

Sastavite ispravljač prema dijagramu prikazanom na slici:

Za pravilno sastavljanje i korištenje takvog uređaja potrebno je minimalno poznavanje procesa koji se odvijaju u uređaju. Stoga pažljivo pročitajte dijagram i principe rada ispravljača Shema diodnog mosta, objašnjavajući princip njegovog rada: Tijekom pozitivnog poluciklusa (mala točkasta linija) Trenutno kreće se uz gornji desni krak mosta do pozitivnog terminala, kroz teret ulazi u donji lijevi krak i vraća se u mrežu. Tijekom negativnog poluciklusa (velika isprekidana isprekidana linija) Trenutno teče kroz drugi par dioda ispravljačkog mosta. Ovdje Tr. - transformator, snižava napon sa 220 na 42 volta, galvanski razdvaja visoki i niski napon. D - diodni most, ispravlja izmjenični napon primljen od transformatora. Broj 1 označava primarni (mrežni) namot transformatora, broj 2 - sekundarni (izlazni) namot transformatora.

Spojite kabel za napajanje s utikačem na primarni namot transformatora. S dvije žice spojite dva terminala sekundarnog namota transformatora na dva ulazna terminala diodnog mosta. Zalemite izlaz diodnog mosta s oznakom "minus" na negativni terminal kondenzatora.

Negativni terminal kondenzatora označen je na njegovom tijelu svjetlosnom trakom sa predznakom minus. Zalemite plavu žicu na isti pin. To će biti negativni izlaz ispravljača. Zalemite izlaz diodnog mosta sa znakom plus na drugi izlaz kondenzatora zajedno s crvenom žicom. Ovo će biti pozitivni terminal ispravljača. Prije uključivanja pažljivo provjerite ispravnu instalaciju - pogreške ovdje nisu dopuštene.

Videi sa sličnim sadržajem

Koristan savjet

Kondenzator djeluje kao filtar napajanja, izglađuje mreškanje koje je ostalo nakon ispravljanja AC diodnog mosta.

Koristi se za punjenje baterije Punjač, koji se može kupiti u distribucijskoj mreži ili napraviti sam, uz minimalno trošenje novca i vremena.

Trebat će vam

• Staklena posuda od pola litre, aluminijska i olovna ploča, gumena cijev, poklopac s rupom u sredini.

Uputa

Uzmite staklenu ili staklenu posudu od pola litre, aluminijske i olovne ploče veličine 40x100 mm i gumenu cijev promjera 2 cm Od gumene cijevi izrežite prsten od 2 cm, navucite ga na aluminijsku ploču, do razine elektrolita. To je neophodno, jer tijekom rada ispravljača elektrolit snažno korodira aluminij na samoj površini otopine. Guma ga štiti od korozije i time omogućuje da ispravljač radi puno dulje.

Kao elektrolit koristite otopinu natrijevog bikarbonata (soda bikarbona). Uzmite sodu po stopi od 5-7 gr. na 100 ml vode. U ovom ispravljaču, pozitivni pol će biti aluminij, negativni - olovo. Kada je uređaj spojen na normalnu gradsku AC mrežu s olovnom pločom, kroz ispravljač struja će otići. Ali to će ići samo u jednom smjeru. U ovom trenutku na aluminijskoj ploči uvijek će postojati pol pozitivnog napona.Ako je aluminijska ploča spojena na mrežu, tada će na olovnoj ploči uvijek postojati pol negativnog napona. Dobiti poluval ispravljač, jer kroz njega prolazi samo jedan poluciklus električne struje. U prvom slučaju, na primjer, samo će pozitivna struja proći kroz uređaj.

Za potpuno iskorištenje napona koriste se punovalni ispravljači. Moraju biti sastavljeni od dva ili četiri elementa, ovisno o struji potrebnoj za punjenje. I spojeni su na obje faze mreže.Kada uključite uređaj u AC mrežu, koristite osigurače. Napon koji se isporučuje za punjenje može se podesiti pomoću reostata, što će vam omogućiti da "ugasite" višak napona u krugu i, sukladno tome, stvorite normalne uvjete za punjenje baterije.

Videi sa sličnim sadržajem

Bilješka

Za punjenje baterija sa žarnom niti preporučljivo je koristiti 4-ćelijski ispravljač, jer je za uklanjanje struje od jednog ampera potreban ispravljač s aluminijskom površinom od 100 četvornih metara. cm.

Koristan savjet

Snaga struja punjenja baterije trebaju biti 0,1% svog kapaciteta.

Izvori:

• Ispravljač za punjenje baterije

Ako se odlučite sami izraditi transformator, tada morate znati neke stvari o ovom uređaju, uključujući kako izračunati Trenutno u transformator, o čemu će biti riječi u nastavku.

Uputa

Saznajte ako niste znali prije, maksimalno Trenutno opterećenje i napon na sekundarnom namotu.
pomnožiti Trenutno maksimalno opterećenje (u amperima) za faktor 1,5 - saznat ćete namot drugog transformatora (u amperima).

Izračunajte snagu koju troši ispravljač iz sekundarnog namota transformatora. Da biste to učinili, pomnožite napon sekundarnog namota s maksimumom Trenutno koji prolazi kroz njega.
Izračunajte snagu transformatora. Da biste saznali snagu, pomnožite maksimalnu snagu na sekundarnom namotu s 1,25.

Izračunajte vrijednost tona na primarnom namotu. Da biste to učinili, snagu dobivenu u prethodnom stavku treba podijeliti s mrežni napon na primarnom namotu.
Izračunajte parametre površine magnetske jezgre

Korištenje u svakodnevnom životu raznih električnih uređaja i uređaja koji rade zahvaljujući struji obvezuje nas na minimalno znanje iz područja elektrotehnike. To je znanje koje nas održava na životu. Odgovori na pitanja o tome kako napraviti izmjeničnu struju iz istosmjerne struje, koji napon treba biti u stanu i što moderna osoba treba znati kako bi izbjegla poraz i smrt od toga.

Načini dobivanja struje

Danas je nemoguće zamisliti svoj život bez struje. Svakodnevno cjelokupno stanovništvo našeg planeta koristi milijune vata električne energije kako bi osiguralo normalan život. Ali još jednom, uključivši kuhalo za vodu, osoba ne razmišlja o tome kojim je putem morala proći električna energija da bi mogla skuhati jutarnju šalicu aromatične kave.

Postoji nekoliko načina za proizvodnju električne energije:

• iz toplinske energije;
• iz energije vode;
• iz atomske (nuklearne) energije;
• iz energije vjetra;
• iz sunčeve energije itd.

Kako biste razumjeli prirodu podrijetla električne energije, razmotrite nekoliko primjera.

Električna energija iz energije vjetra

Električna struja je usmjereno kretanje nabijenih čestica. Najlakši način da ga dobijete je energija prirodnih sila.

U ovom primjeru, iz energije vjetra. Ljudi su dugo vremena naučili koristiti prirodni fenomen puhanja vjetra različite jačine. Kroćenje vjetra je jednostavna vjetrenjača opremljena pogonom i spojena na generator. Generator i generira električnu energiju.

Višak struje uz stalno korištenje vjetrenjače može se nakupiti u baterijama. Generirana izravna ekološki prihvatljiva struja ne koristi se u svakodnevnom životu i proizvodnji.

Primljeno i pretvoreno u izmjeničnu struju, ide za kućnu upotrebu. Akumulirani višak električne energije pohranjuje se u baterije. U nedostatku vjetra, rezerve električne energije pohranjene u baterijama se pretvaraju i opskrbljuju ljudskim potrebama.

Struja iz vode

Nažalost, ova vrsta prirodne energije, koja omogućuje dobivanje električne energije, nije svugdje dostupna. Razmotrimo metodu za proizvodnju električne energije gdje ima puno vode.

Najjednostavnija hidroelektrana, izrađena od drveta po principu mlina, veličine oko 1,5 metara, u mogućnosti je osigurati električnu energiju koja se koristi za grijanje privatnih pomoćnih parcela. Takvu hidroelektranu bez brane napravio je ruski izumitelj, rodom s Altaja - Nikolaj Lenev. Stvorio je hidroelektranu koju mogu pomicati dva odrasla čovjeka. Sve daljnje radnje slične su dobivanju električne energije iz vjetrenjače.

Električnu energiju proizvode i velike elektrane i hidroelektrane. Za industrijsku proizvodnju električne energije koriste se ogromni kotlovi za proizvodnju pare. Temperatura pare doseže 800 stupnjeva, a tlak u cjevovodu raste na 200 atmosfera. Ova pregrijana para visoka temperatura i velikim pritiskom ulazi u turbinu, koja se počinje okretati i stvarati struju.

Isto se događa i u hidroelektranama. Samo ovdje dolazi do rotacije zbog velike brzine i volumena vode koja pada s velike visine.

Oznaka struje i njezina upotreba u svakodnevnom životu

Istosmjerna struja se označava istosmjernom. Na Engleski jezik napisano kao istosmjerna struja. Ne mijenja svoja svojstva i smjer u procesu rada tijekom vremena. DC frekvencija je nula. Na crtežima i opremi označavaju ga ravnom kratkom vodoravnom crticom ili dvije paralelne crtice, od kojih je jedna isprekidana.

Istosmjerna struja koristi se u nama poznatim akumulatorima i baterijama, koristi se u velikom broju različitih vrsta uređaja, kao što su:

• strojevi za brojanje;
• Dječje igračke;
• Slušna pomagala;
• drugi mehanizmi.

Svi koriste svakodnevno mobitel. Puni se putem napajanja, kompaktnog DC/AC pretvarača, uključenog u kućnu utičnicu.

Električni uređaji troše izmjeničnu struju jednofazna struja. Električni uređaji će raditi samo uz spajanje transformatora, a mnogi proizvođači ugrađuju DC / AC pretvarač izravno u samu jedinicu. To uvelike pojednostavljuje rad električne opreme.

Kako napraviti izmjeničnu struju od istosmjerne struje?

Gore je rečeno da sve baterije, baterije za svjetiljke, daljinski upravljači za TV imaju istosmjernu struju. Za pretvaranje struje postoji moderan uređaj koji se zove inverter, lako može napraviti izmjeničnu struju iz istosmjerne struje. Pogledajmo kako se to odnosi na svakodnevni život.

Događa se da osoba, dok je u automobilu, hitno treba ispisati dokument na fotokopirni stroj. Tu je fotokopirni stroj, stroj radi, a priključivanjem adaptera za upaljač na inverter može na njega spojiti fotokopir aparat i ispisati dokumente. Krug pretvarača je prilično kompliciran, posebno za ljude koji na daljinu razumiju kako električna energija radi. Stoga je iz sigurnosnih razloga bolje ne pokušavati sami izgraditi pretvarač.

Izmjenična struja i njena svojstva

Dok teče, izmjenična struja mijenja smjer i veličinu 50 puta u jednoj sekundi. Promjena kretanja struje je njena frekvencija. Frekvencija je naznačena u hercima.

Imamo trenutnu frekvenciju od 50 herca. U mnogim zemljama, poput SAD-a, frekvencija je 60 herca. Također postoje trofazne i jednofazne izmjenične struje.

Za potrebe kućanstva dolazi struja jednaka 220 volti. Ovo je efektivna vrijednost izmjenične struje. Ali amplituda struje maksimalne vrijednosti bit će veća za kvadratni korijen od dva. Što će na kraju dati 311 volti. To je stvarni napon kućnu mrežu je 311 volti. Za promjenu istosmjerne struje u izmjeničnu struju koriste se transformatori koji koriste različite sklopove pretvarača.

Prijenos struje kroz visokonaponske vodove

Sve vanjske električne mreže kroz svoje žice provode izmjeničnu struju različitih napona. Može se kretati od 330 000 volti do 380 volti. Prijenos se provodi samo izmjeničnom strujom. Ova metoda prijevoz je najlakši i najjeftiniji. Odavno je poznato kako napraviti istosmjernu struju iz izmjenične struje. Stavljajući transformator na pravo mjesto, dobivamo potreban napon i jačinu struje.

Sklopovi pretvarača

Najjednostavnija shema za rješavanje pitanja kako napraviti izmjeničnu struju od 220 V iz istosmjerne struje ne postoji. To se može učiniti diodnim mostom. Krug DC/AC pretvarača ima četiri snažne diode. Most sastavljen od njih stvara strujni tok u jednom smjeru. Most odsijeca gornje granice varijabilnih sinusoida. Diode se sklapaju u seriji.

Drugi krug AC pretvarača je na izlazu iz mosta sastavljenog od dioda, kondenzatora ili filtera, koji će izgladiti i ispraviti padove između vrhova sinusoida.

Savršeno pretvara istosmjernu struju u varijabilni inverter. Njegova shema je složena. Korišteni dijelovi nisu iz jeftine narudžbe. Stoga je cijena invertera prilično visoka.

Koja je električna struja opasnija - izravna ili izmjenična?

U svakodnevnom životu na poslu i kod kuće stalno se susrećemo s električnim uređajima spojenim na utičnice. struja koja teče od električna ploča na utičnicu, jednofazna varijabla. Postoje slučajevi strujnog udara. Sigurnosne mjere i poznavanje strujnog udara su bitni.

Koja je temeljna razlika između izmjeničnog i istosmjernog napona? Postoje statistike da je izmjenična istosmjerna jednofazna struja pet puta opasnija od istosmjerne izmjenične struje. Strujni udar, bez obzira na njegovu vrstu, sam po sebi je negativna činjenica.

Posljedice strujnog udara

Nepažljivo rukovanje električnim uređajima može, blago rečeno, negativno utjecati na zdravlje ljudi. Stoga ne biste trebali eksperimentirati s strujom, ako za to nema posebnih vještina.

Učinak struje na osobu ovisi o nekoliko čimbenika:

• otpor tijela žrtve;
• stresa pod kojim je osoba.
• od jačine struje u trenutku dodira čovjeka s elektricitetom.

S obzirom na sve navedeno, možemo reći da je djelovanje izmjenične struje puno opasnije od istosmjerne struje. Postoje eksperimentalni podaci koji potvrđuju činjenicu da, da bi se postigao jednak rezultat u slučaju udara, istosmjerna struja mora biti četiri do pet puta veća od izmjenične struje.

Sama priroda izmjenične struje nepovoljno utječe na rad srca. Električni udar uzrokuje nevoljnu kontrakciju srčanih ventrikula. To može uzrokovati njegovo zaustavljanje. Kontakt s golim venama posebno je opasan za osobe s srčanim stimulatorom.

DC nema frekvenciju. Ali visoki napon i struja također mogu dovesti do smrtni ishod. Lakše je izaći iz kontakta s istosmjernom električnom strujom nego iz kontakta s izmjeničnom strujom.

Ovaj mali pregled prirode električne struje, njezine transformacije trebao bi biti koristan ljudima koji su daleko od struje. Minimalno znanje o podrijetlu i radu električne energije pomoći će razumjeti bit rada običnih kućanskih aparata, koji su toliko potrebni za ugodan i miran život.