Превращение переменного тока в постоянный что это
Преобразование переменного тока в постоянный ток (схема)
Выпрямить переменный ток можно с помощью одного диода, но это не желательно. Давайте посмотрим на график где будет видно какой ток получится после прохождение тока через диод.
прохождение тока через диод
напряжение прохождения тока через диод
Схема соединения диодного моста
схема диодного моста
обозначение диодного моста
Как видно из картинки производители помечают на корпусе диода вывод который называется «Катод» метки бывают в виде полоски либо точки.
График на выходе после диодного моста
График на выходе после диодного моста
Схема подключения и график с подключение конденсатора
Схема подключения и график с подключение конденсатора
На графике синем цветом показан как изменяется пульсация (изменение напряжения) после того когда мы подключили фильтр в виде конденсатора.
Как получить постоянное напряжение из переменного
Осциллограмма постоянного напряжения
Давайте для начала уточним, что мы подразумеваем под «постоянным напряжением». Как гласит нам Википедия, постоянное напряжение (он же и постоянный ток) — это такой ток, параметры, свойства и направление которого не изменяются со временем. Постоянный ток течет только в одном направлении и для него частота равна нулю.
Осциллограмму постоянного тока мы с вами рассматривали в статье Осциллограф. Основы эксплуатации:
.JPG "Превращение переменного тока в постоянный что это. Смотреть фото Превращение переменного тока в постоянный что это. Смотреть картинку Превращение переменного тока в постоянный что это. Картинка про Превращение переменного тока в постоянный что это. Фото Превращение переменного тока в постоянный что это")
Как вы помните, по горизонтали на графике у нас время (ось Х), а по вертикали напряжение (ось Y).
Для того, чтобы преобразовать переменное однофазное напряжение одного значения в однофазное переменное напряжение меньшего (можно и большего) значения, мы используем простой однофазный трансформатор. А для того, чтобы преобразовать в постоянное пульсирующее напряжение, мы с вами после трансформатора подключали Диодный мост. На выходе получали постоянное пульсирующее напряжение. Но с таким напряжением, как говорится, погоду не сделаешь.
Но как же нам из пульсирующего постоянного напряжения
получить самое что ни на есть настоящее постоянное напряжение?
Для этого нам нужен всего один радиокомпонент: конденсатор. А вот так он должен подключаться к диодному мосту:
В этой схеме используется важное свойство конденсатора: заряжаться и разряжаться. Конденсатор с маленькой емкостью быстро заряжается и быстро разряжается. Поэтому, для того, чтобы получить почти прямую линию на осциллограмме, мы должны вставить конденсатор приличной емкости.
Зависимость пульсаций напряжения от емкости конденсатора
Давайте же рассмотрим на практике, зачем нам надо ставить конденсатор большой емкости. На фото ниже у нас три конденсатора различной емкости:
Рассмотрим первый. Замеряем его номинал с помощью нашего LC — метр. Его емкость 25,5 наноФарад или 0,025микроФарад.
Цепляем его к диодному мосту по схеме выше
И цепляемся осциллографом:
Как вы видите, пульсации все равно остались.
Ну что же, возьмем конденсатор емкостью побольше.
Получаем 0,226 микрофарад.
Цепляем к диодному мосту также, как и первый конденсатор снимаем показания с него.
А вот собственно и осциллограмма
Не… почти, но все равно не то. Пульсации все равно видны.
Берем наш третий конденсатор. Его емкость 330 микрофарад. У меня даже LC-метр не сможет ее замерить, так как у меня предел на нем 200 микрофарад.
Цепляем его к диодному мосту снимаем с него осциллограмму.
А вот собственно и она
Ну вот. Совсем ведь другое дело!
Итак, сделаем небольшие выводы:
— чем больше емкость конденсатора на выходе схемы, тем лучше. Но не стоит злоупотреблять емкостью! Так как в этом случае наш прибор будет очень габаритный, потому что конденсаторы больших емкостей как правило очень большие. Да и начальный ток заряда будет огромным, что может привести к перегрузке питающей цепи.
— чем низкоомнее будет нагрузка на выходе такого блока питания, тем больше будет проявляться амплитуда пульсаций. С этим борются с помощью пассивных фильтров, а также используют интегральные стабилизаторы напряжения, которые выдают чистейшее постоянное напряжение.
Как подобрать радиоэлементы для выпрямителя
Давайте вернемся к нашему вопросу в начале статьи. Как все-таки получить на выходе постоянный ток 12 Вольт для своих нужд? Сначала нужно подобрать трансформатор, чтобы на выходе он выдавал … 12 Вольт? А вот и не угадали! Со вторичной обмотки трансформатора мы будем получать действующее напряжение.
Umax — максимальное напряжение, В
Поэтому, чтобы получить 12 Вольт постоянного напряжения, на выходе трансформатора должно быть 12/1,41=8,5 Вольт переменного напряжения. Вот теперь порядок. Для того, чтобы получить такое напряжение на трансформаторе, мы должны убавлять или добавлять обмотки трансформатора. Формула здесь. Потом подбираем диоды. Диоды подбираем исходя из максимальной силы тока в цепи. Ищем подходящие диоды по даташитам (техническим описаниям на радиоэлементы). Вставляем конденсатор с приличной емкостью. Его подбираем исходя из того, чтобы постоянное напряжение на нем не превышало то, которое написано на его маркировке. Простейший источник постоянного напряжения готов к использованию!
Кстати, у меня получился 17 Вольтовый источник постоянного напряжения, так как у трансформатора на выходе 12 Вольт (умножьте 12 на 1,41).
Преобразование переменного тока в постоянный
Преобразователь переменного тока в постоянный — это устройство, преобразующее энергию переменного тока в постоянный. Это устройство нелинейное, поэтому спектр напряжения на его выходе отличается от входного. В иностранной литературе подобные устройства называются преобразователями AC/DC (переменный/постоянный ток). На рисунке 1 приведено условно-графическое обозначение преобразователя AC/DC. На его входе и выходе приведены осциллограммы и спектрограммы напряжения.
Рисунок 1. Условно-графическое обозначение выпрямителя
Если выпрямитель, входящий в состав преобразователя AC/DC, в процессе работы использует одну полуволну напряжения переменного тока, то он называется однотактным или однополупериодным, а если обе полуволны — то двухтактным или двухполупериодным. На рисунке 2 приведена упрощенная схема однотактного преобразователя переменного напряжения в постоянное.
Рисунок 2. Эквивалентная схема однотактного преобразователя переменного тока в постоянный
Рисунок 3. Временные диаграммы напряжения на входе и выходе однополупериодного преобразователя
Как видно из данного рисунка уровень постоянной составляющей тока на выходе схемы однотактного преобразователя AC/DC достаточно мал. Поэтому чаще применяется двухтактная схема. Схема двухтактного преобразователя переменного напряжения в постоянное приведена на рисунке 4.
Рисунок 4. Эквивалентная схема двухтактного преобразователя переменного тока в постоянный
В данной схеме ключи К1 и К2 подключают нагрузку на время одной полуволны (Т/2) два раза за период. Поэтому за период изменения напряжения сети через нагрузку и источник проходят два импульса тока, причем благодаря переключению ток через нагрузку протекает в одном направлении. Постоянная составляющая тока нагрузки не протекает через первичный источник и не влияет на его работу. Частота импульсов тока и напряжения на нагрузке UH в два раза выше частоты сети ωc, что позволяет уменьшить габариты сглаживающего фильтра. Все перечисленные факторы позволяет значительно улучшить массу и габариты преобразователя переменного тока в постоянный. Временные диаграммы напряжений и токов на входе и выходе двухтактного преобразователя переменного тока в постоянный приведены на рисунке 5.
Рисунок 5. Временные диаграммы напряжений и токов на входе и выходе двухполупериодного преобразователя
В качестве ключей в схемах преобразователей переменного тока в постоянный используются неуправляемые и управляемые вентили, в качестве которых используются диоды, тиристоры, биполярные и полевые транзисторы. Наиболее широко применяются неуправляемые вентили, в качестве которых используются мощные полупроводниковые диоды.
Следует отметить, что современные AC/DC преобразователи строятся по более сложной схеме. В них сначала производится выпрямление и фильтрация входного колебания, затем генерация высокой частоты, напряжение которой трансформируется в нужное на выходе, а затем снова выпрямление и фильтрация всех нежелательных спектральных составляющих. Это позволяет значительно уменьшить габариты преобразователя и повысить его к.п.д. Часто они выполняются в виде малогабаритного неразъемного блока.
Рисунок 6. Внешний вид AC/DC преобразователя
Понравился материал? Поделись с друзьями!
Вместе со статьей «Преобразование переменного тока в постоянный» читают:
Как конвертировать переменный ток в постоянный
В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.
Команда контент-менеджеров wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества.
Количество источников, использованных в этой статье: 7. Вы найдете их список внизу страницы.
Количество просмотров этой статьи: 70 369.
Переменный ток (AC) является наиболее эффективным способом передачи электроэнергии на большие расстояния. Тем не менее многим бытовым и электронным устройствам для работы необходим постоянный ток (DC). Для бытовых нужд обычно используется переменный ток, поскольку он эффективнее и не приводит к падению напряжения на больших расстояниях. Однако во многих бытовых приборах и электронике используется постоянный ток, который обеспечивает непрерывное питание устройства. Если вам необходимо определить напряжение постоянного тока, которое даст источник питания переменного тока, используйте формулу VAC/√(2), где VAC — переменное напряжение. Можно также самостоятельно собрать цепь, которая будет преобразовывать переменный ток в постоянный!
Совет: если у вас нет калькулятора, можно округлить √(2) до 1,4, чтобы облегчить вычисления.
Преобразование переменного тока в постоянный
Для работы различной техники необходимо выполнять преобразование переменного напряжения в постоянный ток. Это очень частая задача, ведь от обычной розетки обычно не нужно 220В, но как-то требуется получить плюс и минус. Обычно это нужно для так называемых полярных приборов, для которых ориентация контактов играет существенную роль. Рассмотрим основные схемы выпрямителей и принципы их работы.
Принцип работы
Для того, чтобы понять всё, нужно обратиться к простой схеме. Тогда можно разобраться в основах функционирования. Лучше всего рассматривать это на схеме с одним полупериодом, которая организована на одном единственном диоде. Он выдаёт ток с пульсацией, но зато с постоянными значениями. На промышленном оборудовании он практически не применяется, хотя возможно использование при помощи сглаживания фильтрами. Но это очень сильно увеличивает массу и габариты выпрямителя, а в определенных условиях это сильно мешает организации свободного пространства.
Один половинчатый период часто используется в так называемых импульсных блоках питания, а частота входящего переменного тока может превышать 12 кГц. Поэтому подобные решения очень часто встречаются в бытовой технике и аппаратуре для домашнего использования. Это можно пояснить очень просто. При малых мощностях потребителя, на вспомогательные устройства не нужно выделять слишком много места. Обычно всё решается при помощи сравнительно небольшой платы. Индуктивность сглаживающих элементов также очень маленькая, поэтому и блоки питания имеют сравнительно небольшие размеры.
Вентиль на входе нужен всего один, причём его роль может играть тиристор. Но это всё работает для одного полупериода или четвертного моста. Эта простейшая схема была изобретена ещё в 1930-х годах, но она до сих пор безупречно работает. Были только существенно уменьшены размеры всех деталей, а контроль осуществляется при помощи цифровой обработки выходящих сигналов. При проектировании всегда учитывается, что нагрузка является идеальным показателем без отклонений, а вентиль не может иметь дефектов. На ничтожно малых значениях это действительно работает, а к этому диапазону относятся все бытовые токи. Вторичная обмотка трансформатора пропускает все значения на вентили, после чего происходит пропуск только положительных половинчатых периодов переменного тока. Когда происходят отрицательные воздействия, то им нет хода. Получается, что схему работы можно сравнить с каким-либо типом клапана. Но это не совсем верно, ведь мы имеем дело с нематериальными величинами, а лишь с временно существующими сигналами.
Основные недостатки принципиальной схемы
Основные преимущества принципиальной схемы
Где купить преобразователи напряжения
Приобрести эти устройства вы всегда можете в нашем интернет-магазине «ПрофЭлектро». Мы можем предоставить лучшие решения, обладающие стабильной работой в течение длительного периода времени. Всё это сертифицированная продукция, поставляемая напрямую от производителей. Вы можете получить очень качественное оборудование по приемлемой цене. Перед отправкой мы обязательно проверяем работоспособность и комплектность, а быстрая доставка осуществляется по всей территории РФ.