Jak získat stejnosměrné napětí ze střídavého proudu

Nejprve si ujasněme, co rozumíme pod pojmem „konstantní napětí“. Jak nám říká Wikipedie, konstantní napětí (známé také jako stejnosměrný proud) je proud, jehož parametry, vlastnosti a směr se v čase nemění. Stejnosměrný proud teče pouze jedním směrem a jeho frekvence je nulová.

Na DC oscilogram jsme se podívali v článku Osciloskop. Základy provozu:

Jak si vzpomínáte, vodorovně na grafu, který máme čas (osa X) a svisle напряжение (osa Y).

Abychom převedli jednofázové střídavé napětí jedné hodnoty na jednofázové střídavé napětí menší (případně větší) hodnoty, použijeme jednoduchý jednofázový transformátor. A aby se transformoval do konstantního pulzujícího napětí, zapojili jsme Diodový můstek za transformátor. Výstup obdržel konstantní pulzující napětí. Ale s takovým napětím, jak se říká, nemůžete změnit počasí.

Ale jak se můžeme dostat z pulzujícího konstantního napětí

získat nejvíce skutečné konstantní napětí?

K tomu potřebujeme pouze jeden rádiový komponent: kondenzátor. A takto by to mělo být připojeno k diodovému můstku:

Tento obvod využívá důležitou vlastnost kondenzátoru: nabíjení a vybíjení. Kondenzátor s malou kapacitou se rychle nabíjí a rychle vybíjí. Proto, abychom na oscilogramu dostali téměř rovnou čáru, musíme vložit kondenzátor slušné kapacity.

Závislost zvlnění napětí na kapacitě kondenzátoru

Pojďme se v praxi podívat na to, proč musíme instalovat velký kondenzátor. Na fotografii níže máme tři kondenzátory různých kapacit:

Podívejme se na první. Jeho nominální hodnotu měříme pomocí našeho LC měřiče. Jeho kapacita je 25,5 nanoFaradů nebo 0,025 mikroFaradů.

Připojíme jej k diodovému můstku podle výše uvedeného schématu

A my se držíme osciloskopu:

Jak vidíte, pulzace stále zůstávají.

No, vezmeme kondenzátor s větší kapacitou.

Získáme 0,226 mikrofaradů.

Připojíme jej k diodovému můstku stejně jako první kondenzátor a odečteme z něj.

A zde je skutečný oscilogram

Ne. skoro, ale pořád ne to samé. Pulsace jsou stále viditelné.

Vezměme náš třetí kondenzátor. Jeho kapacita je 330 mikrofarad. Ani můj LC metr to neumí změřit, protože můj limit na něm je 200 mikrofaradů.

Zahákneme ho na diodový můstek a vezmeme z něj oscilogram.

A tady vlastně je

Tady to máš. To je úplně jiná věc!

Udělejme tedy nějaké závěry:

– čím větší je kapacita kondenzátoru na výstupu obvodu, tím lépe. Ale nepřetěžujte kapacitu! Protože v tomto případě bude naše zařízení velmi velké, protože kondenzátory velkých kapacit jsou obvykle velmi velké. A počáteční nabíjecí proud bude obrovský, což může vést k přetížení napájecího obvodu.

— čím nižší je odpor zátěže na výstupu takového napájecího zdroje, tím větší bude amplituda zvlnění. Bojují s tím pomocí pasivních filtrů a používají také integrované stabilizátory napětí, které produkují nejčistší stejnosměrné napětí.

Jak vybrat rádiové prvky pro usměrňovač

Vraťme se k naší otázce na začátku článku. Jak můžete stále získat stejnosměrný proud 12 voltů na výstupu pro vaše potřeby? Nejprve musíte vybrat transformátor tak, aby produkoval . 12 voltů na výstupu? Ale nehádali jste správně! Efektivní napětí budeme přijímat ze sekundárního vinutí transformátoru.

Proto pro získání stejnosměrného napětí 12 voltů musí být výstup transformátoru 12/1,41 = 8,5 voltů střídavého napětí. Teď je to pořadí. Abychom takové napětí na transformátoru získali, musíme zmenšit nebo přidat vinutí transformátoru. Vzorec je zde. Poté vybereme diody. Diody vybíráme na základě maximálního proudu v obvodu. Vhodné diody hledáme pomocí datasheetů (technické popisy rádiových prvků). Vložíme kondenzátor se slušnou kapacitou. Vybíráme jej na základě skutečnosti, že konstantní napětí na něm nepřesahuje napětí napsané na jeho označení. Nejjednodušší zdroj konstantního napětí je připraven k použití!

Mimochodem, dostal jsem zdroj konstantního napětí 17 V, protože transformátor má na výstupu 12 V (vynásobte 12 1,41).

A nakonec, pro snadnější zapamatování:

Ve videu uvádíme příklad: