Без выпрямителя как без рук. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Для начала ответьте на простои вопрос: "Какое напряжение в сети?" Наверняка большинство скажут; "220 вольт". Иные еще добавят: "Переменное, 50 герц". Все это, конечно, верно. Напряжение (эффективное) в большинстве осветительных сетей составляет 220 В, и оно переменное, синусоидальной формы, а частота синусоидальных колебаний составляет 50 Гц, что соответствует периоду повторения 20 миллисекунд.

Рис. 1

Но немногие знают, что амплитудное значение напряжения в сети составляет примерно 310 В, а разница (размах) между максимальным и минимальным значениями - целых 620 В (рис. 1,а). Подсчитать амплитудное значение несложно - нужно эффективное напряжение умножить на √2. Что это дает? Таким образом можно подсчитать, какое постоянное напряжение получится из переменного, если его выпрямить.

Делают это с помощью полупроводниковых диодов (рис. 2,а). Диод (он обозначен символом VD1) имеет два электрода - катод (к) и анод (а). Ток через диод может проходить только в направлении от анода к катоду (по "стрелке" его графического изображения). Б обратную сторону ток через диод (особенно если он кремниевый) почти не течет - говорят, что тогда диод "закрыт".

Рис. 2

Чтобы выпрямление было наиболее совершенным - двухполупериодным, четыре (VD1 - VD4) диода объединяют в так называемую мостовую схему (рис. 2,б). Но есть и готовые диодные мосты - на рис. 2,в приведен один из них - VD1.

Работает мостовой двухпопупериодный выпрямитель так.

Представим себе обычную лампу накаливания HL1 на напряжение 220 В, Тогда по схеме на рис. 3,а она будет светить примерно так же, как если бы диодов VD1 - VD4 не было вовсе. Ведь когда в сети в течение 10 мс действует полярность напряжения, показанная на рис. 3,б, ток будет течь через диод VD1, лампу HL1 и диод VD4. Когда же в течение других 10 мс полярность напряжения в сети изменится на противоположную (рис. 3,в), ток потечет через VD3, пампу HL1 и диод VD2. Иными словами, теперь ток через лампу HL1 все время идет в одном и том же направлении, а не в разных, как рис. 1 в сети переменного тона. Но для лампы накаливания это как бы безразлично - ее нить нагревается одинаково, в какую бы сторону ни шел ток. Нагрев будет тем же самым, приложим мы к лампе напряжение по графику рис. 1,а (переменное напряжение с частотой 50 Гц) либо по графику на рис. 1б (пульсирующее напряжение с частотой 100 Гц).

Рис. 3

Если же теперь параллельно лампе подключить оксидный (электролитический) конденсатор С1 (на рис. 3,г), лампа HL1 вспыхнет значительно ярче. Ведь запаса электроэнергии в конденсаторе С1 почти хватает для того, чтобы компенсировать снижение напряжения в "антрактах" между отдельными пульсациями . Следовательно, напряжение на конденсаторе С1 будет близко к амплитудному значению 310 В (рис. 1,в). В ходе такого эксперимента наша лампочка вполне может попросту перегореть!

Будем считать, что наш эксперимент чисто умозрительный - вряд ли вам потребуется такое высокое напряжение (310 В!), которое между тем, было популярно в ламповой технике. Теперь транзисторная и микросхемная техника имеет дело с напряжениями меньше в 10...50 раз. Да это и хорошо - такой уровень уже вполне безопасен.

Уменьшим напряжение обычным способом - с помощью понижающего трансформатора Т1 (рис. 4). Он может быть накальным от старого лампового телевизора. Если на первичную обмотку I подать 220 В, то на вторичной обмотке II напряжение будет примерно до 7,5 В. Мы уже знаем, что это эффективное значение напряжения. Значит, амплитудное значение должно получиться вроде бы в 1,41 раза больше, и будет составлять примерно 10,5 В. Но на конденсаторе С1 на самом деле будет несколько меньше, а именно - около 9 В. Дело в том, что до сих пор мы условно не учитывали падение напряжения на двух "открытых" диодах. А оно составляет ни много ни мало - приблизительно 1,4 В (для кремниевых диодов). Следовательно, реально мы получим постоянное напряжение около 9 В. И наш сетевой выпрямитель сможет выполнять роль батарей "Крона", "Корунд", "Ореол-1" или аккумуляторной батареи 7Д-0, 115-У1.1. От такого выпрямителя вполне можно питать небольшой приемник, маленький плейер...

Рис. 4

Для подключения к сети в выпрямителе используется обычная вилка ХР1 (рис. 4), Аппаратуру к нему подсоединяют с помощью розетки XS1, которую берут от старой батареи "Крона". Оксидный конденсатор С1 может быть любого типа: чем его емкость больше - тем лучше, меньше будут пульсации выпрямленного напряжения. Диодный мост VD1 берут с любым буквенным индексом из диодных сборок серий КЦ405, КЦ402. Если готовой сборки нет, ее заменяют мостом, собранным из четырех диодов. Наиболее подходящие диоды для такой замены - серий КД105 или КД208, КД209. Но можно применить и современную серию КД226 либо использовать популярные в прошлом диоды серии Д226. Если же вы возьмете не кремниевые, а германиевые диоды, то выпрямленное напряжение повысится почти до 10 В, что, впрочем, вполне допустимо для аппаратуры. Полученная "добавка" объясняется тем, что у германиевых диодов прямое падение напряжения меньше (около 0,4 В для каждого диода), чем у кремниевых (порядка 0,7 В). Такие диоды, вполне возможно, "завалялись" у заядлых радиолюбителей, и они поделятся ими. Очень хорошо будут работать старые диоды серии Д7 (например, Д7Ж, Д7Е). Но годятся и более древние - ДГЦ-24, ДГЦ-25, ДГЦ-26, ДГЦ-27.

Не забудьте перед сборкой проверить диоды на исправность, это особенно важно, если вам они достались случайно. Проверять их можно по-разному, но лучше всего это сделать омметром. В одном направлении диод (в особенности если он германиевый) будет иметь очень маленькое сопротивление, а в другом - напротив, очень большое (если он кремниевый).

Автор: В.Васильев

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива INA253 - новый измеритель тока со встроенным шунтом 22.04.2019 Монитор тока Texas Instruments INA253 представляет собой специализированный усилитель со встроенным шунтом 2 мОм. INA253 предназначен для контроля двунаправленных токов в широком синфазном диапазоне от -4 В до + 80 В, независимо от собственного напряжения питания. Микросхемы доступны с тремя фиксированными значениями коэффициента усиления: 100 мВ/А, 200 мВ/А и 400 мВ/А. Интеграция прецизионного резистора с усилителем с нулевым дрейфом (zero-drift chopped amplifier) обеспечивает прецизионную точность измерения, благодаря постоянной калибровке. INA253 имеет минимальный температурный дрейф 15 ppm/°C и включает оптимизированную схему Кельвина для подключения измерительной части к резистору шунта. INA253 разработан для работы в цепях с ШИМ-регулировкой тока и включает специальные средства подавления больших (dv / dt) сигналов, что позволяет проводить непрерывные измерения тока в реальном времени. Измерения тока имеют решающее значение в приложениях с электроприводом, а также для приложений управления электромагнитными клапанами. Особенности INA253: прецизионный шунт: 2 мОм, 3 нГн, 0,1% (макс.); измерение: +- 15 A; температурный диапазон: -40...85°C; температурный коэффициент от 0...125°C: 10 ppm/°C; полоса пропускания: 350 кГц; улучшенная устойчивость к ШИМ; отличная CMRR > 120 дБ DC; 90 дБ при 50 кГц; параметры точности: усиление: ошибка: 0.4% (max); дрейф: 45 ppm/°C (max); смещение: ток смещения: +-15 мA (max); дрейф: 125 мкA/°C (max); широкий диапазон синфазного напряжения: -4...+80 В; варианты коэффициентов передачи: 100 мВ/А, 200 мВ/А и 400 мВ/А; собственный ток потребления: 2,4 мA (max).

Другие интересные новости:

▪ Чип 16-Гбит резистивной памяти RRAM

▪ Квантовая телепортация информации внутри алмаза

▪ Оригинальные новинки в канун Нового года

▪ MAX17558 - двухканальный 60V контроллер понижающего DC-DC

▪ Ультрабук Toshiba dynabook V632 работает 13 часов автономно

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Все понять - все простить. Крылатое выражение

▪ статья Как появились пневматические шины? Подробный ответ

▪ статья Каепутовое дерево. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ультразвуковая стиральная машинка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кристаллы - большие и маленькие. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025