Krug pretvarača izmjeničnog u istosmjerni tok

U modernoj eri gotovo svaka kućanska elektronika radi na istosmjernu struju (istosmjernu struju), ali izmjeničnu struju (izmjeničnu struju) dobivamo iz elektrana putem dalekovoda jer se izmjenična struja može prenositi učinkovitije od istosmjerne struje po nižoj cijeni. Tako svaki uređaj koji radi na istosmjernu struju ima i pretvarač u izmjenični i istosmjerni krug. Prethodno smo izgradili punjač za mobitel od 5 v koji u sebi ima i krug AC-DC pretvarača.

Postoje uglavnom dvije vrste pretvarača koji se široko koriste za AC-DC razgovore.

Jedan je tradicionalni linearni pretvarač zasnovan na transformatoru koji koristi jednostavni diodni most, kondenzator, regulator napona. Jednostavni diodni most može se konstruirati ili s jednim poluvodičkim uređajem poput DB107 ili s 4 neovisne diode poput 1N4007. Druga vrsta pretvarač je SMPS ili prekidač izvora energije koji koristi visoke frekvencije mali transformator i prebacivanje regulator za pružanje DC izlaz.

U ovom ćemo projektu razgovarati o tradicionalnom dizajnu temeljenom na transformatoru koji koristi jednostavne diode i kondenzator za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu struju i opcijski regulator napona za regulaciju izlaznog istosmjernog napona. Projekt će biti AC-DC pretvarač koji koristi transformator s ulaznim naponom 230V i izlazom 12V 1A.

Komponente potrebne

1. Transformator s 1A 13V nominalom

2,4 kom 1N4007 Diode

3.Elektrolitički kondenzator od 1000 uF snage 25V.

4.Nekoliko jednostrukih žica

5.Ploša

6. LDO ili linearni regulator napona prema specifikaciji (ovdje se koristi LM2940).

7. Multimetar za mjerenje napona.

Kružni dijagram i objašnjenje

Shema za ovaj krug pretvarača izmjeničnog i istosmjernog napona je jednostavna. Transformator se koristi za korak dolje 230V AC na 13 V AC.

Ovdje se koriste četiri ispravljačke diode opće namjene 1N4007 za ispravljanje izmjeničnog ulaza. 1N4007 ima vršni repetitivni napon od 1000V s prosječnom ispravljenom naprijed strujom od 1A. Te se četiri diode koriste za pretvorbu 13V izmjeničnog izlaza preko transformatora. Od dioda se izrađuje mostni pretvarač koji je bitan dio kruga za pretvorbu izmjeničnog u istosmjerni tok. Da biste saznali više o mostnom ispravljačkom krugu, slijedite vezu.

Kondenzator filtra, C1 dodaje se nakon pretvarača mosta kako bi se izjednačio izlazni napon.

LDO, IC1 također povezan regulirati izlazni napon.

Rad kruga pretvarača izmjeničnog i istosmjernog napona

Step-down transformator se koristi za pretvaranje visoki napon izmjenične u niskom naponu AC. Transformator je montiran na PCB i radi se o 13-voltnom transformatoru od 1 ampera. Međutim, tijekom opterećenja napon transformatora pada približno 12,5-12,7 volta.

Bitni dio sklopa je diodni most koji se sastoji od četiri diode. Dioda je elektronički poluvodički uređaj koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu.

Protok struje unutar diodnog mosta može se vidjeti na donjoj slici.

Ovdje dvije diode D2 i D4 blokiraju negativni vrh izmjenične struje i tjeraju struju u jedan smjer. Ovo je pun ispravljač mosta što znači da diodni most ispravlja i pozitivni i negativni vrh izmjeničnog signala.

Veliki kondenzator C1 puni se tijekom pretvorbe i izravnava izlazni napon. Ali na kraju rezultat, ovo nije regulirani izlaz napona. Ovdje regulaciju napona vrši LDO, LM2940, što je IC1 u shemi.

LDO, LM2940 je 3-pinski uređaj u paketu TO220. LDO je kratica za napon niskog osipanja. Pin dijagram može biti prikazan na donjoj slici.

Neki regulatori napona imaju ograničenja ulaznog napona koja su potrebna za osiguravanje zajamčene regulacije napona na izlazu regulatora. U nekoliko linearnih regulatora označeno je da je potrebna minimalna razlika od 2 volta između ulaznog napona i izlaznog napona, što znači da za regulirani izlaz od 12 volti regulator zahtijeva najmanje 14 volti ulaznog napona za zajamčenih 12 volti reguliranog izlaznog napona. Općenito, regulatori napona s malim ispadom (LDO) zahtijevaju minimalne razlike napona između ulaza i izlaza. Za tablicu podataka LM2940 minimalna je razlika od 0,5 volta između ulaza i izlaza. Koristili smo LDO regulator fiksnog napona tvrtke Texas Instruments. LM2940, koji ima izlaznu snagu od 12 volti.

Izlaz se savršeno vidi na donjoj slici.

Potpuno provjerite rad u videu koji je dat na kraju.

Pretvarač izmjeničnog u istosmjerni struja na temelju transformatora vrlo je čest tamo gdje je potrebna visokonaponska pretvorba izmjeničnog u istosmjerni tok. Najčešće je u pojačalima, raznim adapterima za napajanje, lemnim stanicama, ispitnoj opremi itd.

Ograničenja kruga pretvarača AC-DC zasnovanog na transformatoru

Pretvorba izmjeničnog u istosmjerni transformator uobičajen je odabir tamo gdje je potreban istosmjerni tok, ali ima određene nedostatke.

1.Svake situacije u kojima ulazni izmjenični napon ima mogućnosti fluktuacije ili ako izmjenični napon značajno padne, izlazni izmjenični napon na transformatoru također pada. Dakle, pretvarač od 230 V za izmjenični u 12 V za istosmjernu struju ne može se napajati u 110 V izmjeničnom vodu. Da bi se riješilo ovo pitanje, predviđena je dodatna postavka za različite razine ulaznog napona.

2. Unatoč tome što nema univerzalni raspon ulaznog napona, to je skup izbor, jer sam transformator košta više od 60% ukupnih proizvodnih troškova kruga pretvarača.

3. Još jedno ograničenje je niska učinkovitost pretvorbe. Transformator se zagrijava i troši nepotrebnu energiju.

4. Transformer je teška stvar koja nepotrebno povećava težinu proizvoda.

5.Zbog transformatora potreban je veći prostor unutar proizvoda da stane u krug pretvarača ili barem u transformator.

Da bi se prevladala ova ograničenja, poželjan je odabir napajanja SMPS-om ili prekidačkim načinom rada.