Напруга 12 Вольт використовується для живлення великої кількості електроприладів: приймачі та магнітоли, підсилювачі, ноутбуки, шуруповерти, світлодіодні стрічки та інше. Часто вони працюють від акумуляторів або від блоків живлення, але коли ті чи інші виходять з ладу перед користувачем, виникає питання: «Як отримати 12 Вольт змінного струму»? Про це розповімо далі, надавши огляд найбільш раціональних способів.
Отримуємо 12 Вольт із 220
Найчастіше стоїть завдання отримати 12 вольт із побутової електромережі 220В. Це можна зробити кількома способами:
- Зменшити напругу без трансформатора.
- Використовувати мережний трансформатор 50 Гц.
- Використовувати імпульсний блок живлення можливо в парі з імпульсним або лінійним перетворювачем.
Зниження напруги без трансформатора
Перетворити напругу з 220 Вольт на 12 без трансформатора можна трьома способами:
- Зменшити напругу за допомогою баластного конденсатора. Універсальний спосіб використовується для живлення малопотужної електроніки, наприклад, світлодіодних ламп, і для заряду невеликих акумуляторів, як у ліхтариках. Недоліком є низький косинус Фі у схеми та невисока надійність, але це не заважає її повсюдно використовувати у дешевих електроприладах.
- Зменшити напругу (обмежити струм) за допомогою резистора. Спосіб не дуже хороший, але має право на існування, підійде, щоби запитати якесь дуже слабке навантаження, типу світлодіода. Його основний недолік - виділення великої кількості активної потужності у вигляді тепла на резисторі.
- Використовувати автотрансформатор або дросель із подібною логікою намотування.
конденсатор, Що Гасить
Перш ніж приступити до розгляду цієї схеми, попередньо варто сказати про умови, яких ви повинні дотримуватися:
- Блок живлення не універсальний, тому його розраховують і використовують тільки для роботи з одним відомим приладом.
- Всі зовнішні елементи блоку живлення, наприклад регулятори, якщо ви використовуватимете додаткові компоненти для схеми, повинні бути ізольовані, а на металевих ручках потенціометрів одягнені пластикові ковпачки. Не торкайтеся плати блоку живлення та проводів для підключення вихідної напруги, якщо до них не підключено навантаження або якщо у схемі не встановлений стабілізатор або стабілізатор для низької постійної напруги.
Проте така схема навряд чи вас вб'є, але удар електричним струмом отримати можна.
Схема зображена на малюнку нижче:
R1 – потрібен для розрядки конденсатора, що гасить, C1 – основний елемент, конденсатор, що гасить, R2 – обмежує струми при включенні схеми, VD1 – діодний міст, VD2 – стабілітрон на потрібну напругу, для 12 вольт підійдуть: Д814Д, КС207В, 1N. Можна використовувати лінійний перетворювач.
Або посилений варіант першої схеми:
Номінал конденсатора, що гасить, розраховують за формулою:
С(мкФ) = 3200*I(навантаження)/√(Uвхід²-Uвихід²)
З(мкФ) = 3200*I(навантаження)/√Uвхід
Але можна і скористатися калькуляторами, вони є онлайн або у вигляді програми для ПК, наприклад як варіант від Гончарука Вадима, можете пошукати в інтернеті.
Конденсатори мають бути такими – плівковими:
Або такі:
Інші перелічені методи розглядати немає сенсу, т.к. Зниження напруги з 220 до 12 Вольт за допомогою резистора не ефективно з огляду на велике тепловиділення (розміри і потужність резистора будуть відповідні), а мотати дросель з відведенням від певного витка щоб отримати 12 вольт недоцільно через трудовитрат і габаритів.
Блок живлення на мережевому трансформаторі
Класична та надійна схема, ідеально підходить для живлення підсилювачів звуку, наприклад колонок та магнітол. За умови встановлення нормального конденсатора, що фільтрує, який забезпечить необхідний рівень пульсацій.
На додаток можна встановити стабілізатор на 12 вольт типу КРЕН або L7812 або будь-який інший для потрібної напруги. Без нього вихідна напруга буде змінюватися відповідно до стрибків напруги в мережі і дорівнюватиме:
Uвих = Uвх * Ктр
Ктр – коефіцієнт трансформації.
Тут варто відзначити, що вихідна напруга після діодного мосту має бути на 2-3 вольта більше, ніж вихідна напруга БП - 12В, але не більше 30В, вона обмежена технічними характеристиками стабілізатора, і ККД залежить від різниці напруги між входом і виходом.
Трансформатор повинен видавати 12-15В змінного струму. Варто відзначити, що випрямлена і згладжена напруга буде в 1,41 разів більша за вхідну. Воно буде близько до амплітудного значення вхідної синусоїди.
Також хочеться додати схему регульованого БП на LM317. З його допомогою ви можете отримати будь-яку напругу від 1,1 до величини випрямленої напруги з трансформатора.
12 Вольт з 24 Вольт або іншої підвищеної постійної напруги
Щоб знизити напругу постійного струму з 24 Вольт до 12 Вольт можна використовувати лінійний або імпульсний стабілізатор. Така необхідність може виникнути, якщо потрібно запитати 12 В навантаження від бортової мережі автобуса або вантажівки напругою 24 В. Крім того, ви отримаєте стабілізовану напругу в мережі автомобіля, яка часто змінюється. Навіть в авто та мотоциклах з бортовою мережею в 12 В воно досягає 14,7 В при працюючому двигуні. Тому цю схему можна використовувати і для живлення світлодіодних стрічок та світлодіодів на транспортних засобах.
Схема з лінійним стабілізатором згадувалась у попередньому пункті.
До неї можна підключити навантаження струмом до 1-1,5А. Щоб підсилити струм, можна використовувати прохідний транзистор, але вихідна напруга може трохи знизитись – на 0,5В.
Подібним чином можна використовувати LDO-стабілізатори, це ж лінійні стабілізатори напруги, але з низьким падінням напруги, типу AMS-1117-12v.
Або імпульсні аналоги типу AMSR-7812Z, AMSR1-7812-NZ.
Схеми підключення аналогічні L7812 і Кренкам. Також ці варіанти підійдуть і зниження напруги від блока живлення від ноутбука.
Ефективніше використовувати імпульсні знижувальні перетворювачі напруги, наприклад, на базі ІМС LM2596. На платі підписані контактні майданчики In (вхід +) та (- Out вихід) відповідно. У продажу можна знайти версію з фіксованою вихідною напругою та з регульованою, як на фото зверху у правій частині ви бачите багатооборотний потенціометр синього кольору.
12 Вольт з 5 Вольт або іншої зниженої напруги
Ви можете отримати 12В з 5В, наприклад, від USB-порту або зарядного пристрою для мобільного телефону, також можна використовувати і з популярними літієвими акумуляторами з напругою 3,7-4,2В.
Якщо мова вести про блоки живлення, можна і втрутитися у внутрішню схему, правити джерело опорної напруги, але для цього потрібно мати певні знання в електроніці. Але можна зробити простіше і отримати 12В за допомогою перетворювача, що підвищує, наприклад на базі ІМС XL6009. У продажу є варіанти з фіксованим виходом 12В або регульовані з регулюванням від 3,2 до 30В. Вихідний струм – 3А.
Він продається на готовій платі, і на ній є позначки із призначенням висновків – вхід та вихід. Ще варіант використовувати MT3608 LM2977, підвищує до 24В і витримує вихідний струм до 2А. Також на фото чітко видно підписи до контактних майданчиків.
Як отримати 12В з підручних засобів
Найпростіший спосіб отримати напругу 12В - це з'єднати послідовно 8 пальчикових батарей по 1,5 В.
Або використовувати готову батарею 12В з маркуванням 23АЕ або 27А, такі використовуються в пультах дистанційного керування. У ній усередині добірка з маленьких "таблеток", які ви бачите на фото.
Ми розглянули набір варіантів для отримання 12В у домашніх умовах. Кожен з них має свої плюси та мінуси, різний ступінь ефективності, надійності та ККД. Який варіант краще використовувати, ви повинні вибрати самостійно виходячи з можливостей та потреб.
Також варто зазначити, що ми не розглянули один із варіантів. Отримати 12 вольт можна від блока живлення для комп'ютера формату ATX. Для запуску без ПК потрібно замкнути зелений провід на будь-який із чорних. 12 вольт знаходяться на жовтому дроті. Зазвичай потужність 12В лінії кілька сотень Ват і струм у десятки Ампер.
Тепер ви знаєте, як отримати 12 Вольт із 220 або інших доступних значень. Насамкінець рекомендуємо переглянути корисне відео
Є простим перетворювачем, що підвищує, побудованим на м/с NE555, яка виконує тут функцію генератора імпульсів. Вихідна напруга може змінюватись в межах 110-220В (регулюється потенціометром).
Галузь застосування
Перетворювач ідеально підходить для живлення ламп годинника Nixie або малопотужних або підсилювачів до навушників, замінивши собою класичне джерело живлення високої напруги на трансформаторах. Метою створення цього пристрою був проект годинника на вакуумних індикаторах в якому схема працює як джерело живлення високої напруги. Перетворювач при живленні 9 і споживає струм порядку 120 мА (при 10 мА навантаженні).
Принцип роботи схеми
Як бачите, це стандартний перетворювач напруги типу, що підвищує. Частота на виході мікросхеми U1 (NE555) визначається номіналами елементів R1 (56k), R3 (10k), С2 (2,2 nF) і становить близько 45 кГц. Вихід з генератора безпосередньо управляє mosfet транзистором Т1, який перемикає струм, що протікає через котушку L1. Під час нормальної роботи котушка L1 періодично накопичує та віддає енергію, збільшуючи вихідну напругу.
Схема інвертора на 555
Коли транзистор T1 (IRF740) відкривається і подає на котушку L1 (100 мкГн) живлення (струм тече від джерела живлення до маси - це перший етап. На другому етапі, коли транзистор буде відключений - струм через котушку відповідно до закону комутації викликає збільшення напруги на аноді діода D1 (BA159) до тих пір, поки він не буде поляризований у напрямку провідності.Відбувається розряд котушки в конденсатор C4 (2,2 мкф).Таким чином, напруга на C4 зростає доти, поки напруга на виході дільника R5 (220k), P1 (1к) і R6 470R не зросте до значення близько 0,7 В. Це призведе до включення транзистора T2 (BC547) і відключення генератора 555. Коли напруга на виході впаде транзистор Т2 буде закритий і генератор знову включається. Так вихідна напруга перетворювача регулюється за величиною.
Готова плата для паяння Конденсатор C1 (470uF) фільтрує напругу живлення схеми. Регулювання вихідної напруги виконується за допомогою потенціометра P1.
Складання безтрансформаторного перетворювача
Зібраний перетворювач 9-150 вольт Перетворювач можна спаяти на друкованій платі. Малюнок PDF плати, у тому числі в дзеркальному відображенні та розташування деталей — . Монтаж простий та паяння елементів довільна. Під мікросхему U1 можна використовувати панельку. Пристрій слід живити напругою 9В.
У цій статті поговоримо про безтрансформаторне електроживлення.
У радіоаматорській практиці, та й у промисловій апаратурі джерелом електричного струму зазвичай є гальванічні елементи, акумулятори або промислова мережа 220 вольт. Якщо радіоприлад переносний (мобільний), використання батарей живлення себе виправдовує такою необхідністю. Але якщо радіоприлад використовується стаціонарно, має великий струм споживання, експлуатується в умовах наявності побутової електричної мережі, живлення його від батарей практично і економічно не вигідне. Для живлення різних пристроїв низьковольтною напругою від побутової мережі 220 вольт існують різні види та типи перетворювачів напруги побутової мережі 220 вольт у знижену. Зазвичай, це схеми трансформаторного перетворення.
Схеми трансформаторного живлення будуються за двома варіантами
1. "Трансформатор - випрямляч - стабілізатор" - класична схема живлення, що має простоту побудови, але великими габаритними розмірами;
2. "Випрямляч - імпульсний генератор - трансформатор - випрямляч - стабілізатор" - схема імпульсного джерела живлення, що володіє малими габаритними розмірами, але має більш складну схему побудови.
Найголовніша перевага зазначених схем живлення – наявність гальванічної розв'язки первинного та вторинного ланцюга живлення. Це знижує небезпеку ураження людини електричним струмом, і запобігає виходу апаратури з ладу через можливе замикання струмопровідних частин пристрою на «нуль». Але іноді виникає потреба в простій, малогабаритній схемі харчування, в якій наявність гальванічної розв'язки не важливо. І тоді ми можемо зібрати просту конденсаторну схему живлення. Принцип її полягає в «поглинанні зайвої напруги» на конденсаторі. Для того, щоб розібратися в тому, як це поглинання відбувається, розглянемо роботу найпростішого дільника напруги на резисторах.
Дільник напруги складається з двох резисторів R1і R2. Резистор R1- Обмежувальний, або інакше називається додатковий. Резистор R2- Навантажувальний ( Rн), він є внутрішнім опором навантаження.
Припустимо, що нам необхідно з напруги 220 вольт отримати напругу 12 вольт. Вказані U2= 12 вольт повинні падати на опорі навантаження R2. Це означає, що решта напруги U1 = 220 - 12 = 208 вольтмає падати на опорі R1.
Припустимо, що як опір навантаження ми використовуємо обмотку електромагнітного реле, а активний опір обмотки реле R2 = 80 Ом. Тоді за законом Ома, струм, що протікає через обмотку реле, дорівнюватиме: Iцепи = U2/R2 = 12/80 = 0,15 ампер. Зазначений струм має текти і через резистор R1. Знаючи, що на цьому резисторі має падати напруга U1 = 208 вольт, За законом Ома визначаємо його опір:
R1 = UR1 / I ланцюга = 208/0,15 = 1387 Ом.
Визначимо потужність резистора R1: Р = UR1 * I ланцюга = 208 * 0,15 = 31,2 Вт.
Для того, щоб цей резистор не грівся від потужності, що розсіюється на ньому, реальне значення його потужності необхідно збільшити в рази два, це приблизно складе 60 Вт. Розміри такого резистора досить значні. І ось тут нам знадобиться конденсатор!
Ми знаємо, що будь-який конденсатор у ланцюзі змінного струму має такий параметр, як «реактивний опір» — опір радіоелемента, що змінюється залежно від частоти змінного струму. Реактивний опір конденсатора визначається за формулою:
де п- Число ПІ = 3,14, f- Частота (Гц), З- Місткість конденсатора (фарад).
Замінивши резистор R1на паперовий конденсатор З, ми «забудемо» що таке резистор значних розмірів.
Реактивний опір конденсатора Змає приблизно дорівнювати раніше розрахованому значенню R1 = Хс = 1387 Ом.
Перетворивши формулу замінивши місцями величини Зі Хс, ми визначимо значення ємності конденсатора:
С1 = 1 / (2 * 3,14 * 50 * 1387) = 2,3 * 10 -6 Ф = 2,3 мкФ
Це може бути кілька конденсаторів з необхідною загальною ємністю, включених паралельно або послідовно.
Схема безтрансформаторного (конденсаторного) живлення виглядатиме так:
Але зображена схема працюватиме, але не тому, що ми планували! Замінивши потужний резистор R1на один, або два малогабаритні конденсатори, ми виграли в розмірах, але не врахували одне - конденсатор повинен працювати в ланцюзі змінного струму, а обмотка реле - в ланцюзі постійного струму. На виході нашого дільника змінна напруга і його необхідно перетворити на постійну. Це досягається введенням у схему діодного випрямляча розділяє вхідний і вихідний ланцюг, а також елементів, що згладжують пульсацію змінної напруги у вихідному ланцюзі.
Остаточно, схема безтрансформаторного (конденсаторного) живлення виглядатиме так:
Конденсатор С2- Згладжує пульсації. Для уникнення небезпеки ураження електричним струмом від накопиченої напруги в конденсаторі З 1, у схему введено резистор R1, що шунтує конденсатор своїм опором. При роботі схеми він своїм великим опором не заважає, а після відключення схеми від мережі протягом часу, що визначається секундами, через резистор R1відбувається розряд конденсатора. Час розряду визначається звичайною формулою:
Для того, щоб наступний раз не робити всі перераховані вище розрахунки, виведемо остаточну формулу розрахунку ємності конденсатора схеми безтрансформаторного (конденсаторного) живлення. При відомих значеннях вхідної та вихідної напруги, а також опору R2(воно ж - опір навантаження Rн), значення опору R1знаходиться відповідно до пункту 3 статті "Дільник напруги":
Об'єднавши дві формули, знаходимо кінцеву формулу розрахунку ємності конденсатора схеми безтрансформаторного живлення:
де Rн Р1.
Враховуючи, що при роботі в змінній напрузі в конденсаторі відбуваються перезарядні процеси, а також зсув фази струму по відношенню до фази напруги, необхідно брати конденсатор на напругу в 1,5...2 рази більше за ту напругу, яка подається в ланцюг живлення. При мережі 220 вольт, конденсатор повинен бути розрахований на робочу напругу не менше 400 вольт.
За вказаною вище формулою можна розрахувати значення ємності схеми безтрансформаторного живлення будь-якого пристрою, що працює в режимі постійного навантаження. Для роботи в умовах змінного навантаження змінюється також струм і напруга вихідного ланцюга. Для стабілізації вихідної напруги зазвичай застосовують стабілітрони або еквівалентні транзисторні схеми, що обмежують вихідну напругу на необхідному рівні. Одна з таких схем показана нижче.
Уся схема включена в мережу 220 вольт постійно, а реле Р1вмикається в ланцюг і вимикається за допомогою вимикача S1. Як вимикач може бути напівпровідниковий прилад, наприклад транзистор. Транзисторний каскад VT1включений паралельно навантаженню, він виключає збільшення напруги у вторинному ланцюзі. Коли навантаження вимкнено, струм протікає через транзисторний каскад. Якби цього каскаду не було, то при відключенні S1та відсутності іншого навантаження, на висновках конденсатора С2напруга могла б досягти максимального мережевого – 315 вольт.
Варто відзначити, що при розрахунку схем автоматики з реле, необхідно враховувати, що напруга спрацьовування реле, як правило, дорівнює його номінальному (паспортному) значенню, а напруга утримання реле у включеному стані приблизно в 15 рази менше номінального. Тому, розраховуючи схему, зображену вище, оптимально вести розрахунок конденсатора для режиму утримання, а напругу стабілізації зробити рівним номінальному (або трохи вище від номінального). Це дозволить працювати всій схемі у режимі менших струмів, що підвищує надійність. Таким чином, для розрахунку ємності конденсатора З 1у схемі з комутованим навантаженням, параметр Uвхми беремо рівним не 12 вольт, а півтора рази менше – 8 вольт, а розрахунку обмежувального (стабілізуючого) транзисторного каскаду – номінальне 12 вольт.
С1 = 1 / (2 * 3,14 * 50 * ((220 * 80) / 8 - 80)) = 1,5 мкФ
Як стабілізуючий елемент при малих струмах можна використовувати стабілітрон. При великих струмах стабілітрон не годиться - занадто мала у нього потужність, що розсіюється. Тому у разі оптимально використовувати транзисторну схему стабілізації напруги. Розрахунок стабілізуючого транзисторного каскаду ґрунтується на використанні порога відкриття біполярного транзистора, при досягненні напруги база-емітер 0,65 вольта (на кристалі кремнію). Але врахуйте, що для різних транзисторів ця напруга коливається в межах 0,1 вольта, не лише за типами, а й за екземпляром транзисторів. Тому напруга стабілізації практично може трохи відрізнятися від розрахованого значення.
Розрахунок дільника усунення каскаду стабілізації проводиться все за тими ж формулами дільника напруги, при відомих Uвх.справ. = 12 вольт, Uвих.справ. = 0,65 вольті струмі транзисторного дільника, який повинен бути приблизно в двадцять разів менше струму, що протікає через ємність З 1. Цей струм легко знайти:
Iділ. = Uвх.справ. / (20 * Rн) = 12 / (20 * 80) = 0,0075 ампер,
де Rн– опір навантаження, у нашому випадку це – опір обмотки реле Р1, рівне 80 Ом.
Номінали резисторів R1і R2визначаються за формулами, раніше опублікованими у статті "Дільник напруги":
, 
де Rзаг– загальний опір резисторів дільника усунення транзистора VT1, що знаходиться за законом Ома:
Отже: Rзаг = 12 / 0,0075 = 1600 Ом ;
R3 = 0,65 * 1600/12 = 86,6 Ом 82 Ом;
R2 = 1600 - 86,6 = 1513,4 Ом, за номінальним рядом, найближчий номінал – 1,5 ком.
Знаючи падіння напруги на резисторах і струм дільника, не забудьте розрахувати їхню габаритну потужність. З запасом, габаритна потужність R2вибираємо в 0,25 Вт, а R3- В 0,125 Вт. Взагалі, замість резистора R2краще поставити стабілітрон, у цьому випадку це може бути Д814Г, КС211(з будь-яким індексом), Д815Д, або КС212(з будь-яким індексом). Я навчив вас розраховувати резистор навмисно.
Транзистор вибирається також із запасом падаючої його переході потужності. Як вибирати транзистор у подібних стабілізуючих каскадах, добре описано у статті "Компенсаційний стабілізатор напруги". Для кращої стабілізації можливе використання схеми «складового транзистора».
Думаю, що стаття своєї мети досягла, «розжувано» все до кожної дрібниці.
Трансформатор - це пристрій, який є сердечником з двома обмотками. На них має бути однакова кількість витків, а сам осердя набирається з електротехнічної сталі.
На вході пристрою подається напруга, в обмотці з'являється електрорушійна сила, яка створює магнітне поле. Через це поле проходять витки однієї з котушок, завдяки чому виникає сила самоіндукції. В іншій виникає напруга, що відрізняється від первинного на стільки разів, на скільки відрізняється число витків обох обмоток.
Дія трансформатора відбувається так:
- Струм проходить по первинній котушці, яка створює магнітне поле.
- Усі силові лінії замикаються біля провідників котушки. Деякі з цих силових ліній замикаються біля провідників іншої котушки. Виходить, що обидві пов'язані між собою за допомогою магнітних ліній.
- Чим далі розташовані обмотки один від одного, тим з меншою силою виникає між ними магнітний зв'язок, оскільки менша кількість силових ліній першої чіпляється за силові лінії другої.
- Через першу проходить змінний струм(який змінюється у часі і за певним законом), отже, магнітне поле, яке створюється, також буде змінним, тобто змінюватися в часі та за законом.
- Через зміну струму в першій обидві котушки надходить магнітний потік, який змінює величину та напрямок.
Відбувається індукція змінної електрорушійної сили. Про це йдеться у законі електромагнітної індукції. - Якщо кінці другий з'єднати з приймачами електроенергії, то в ланцюжку приймачів з'явиться струм. До першої від генератора надходитиме енергія яка дорівнює енергії, що віддається в ланцюжок другий. Енергія передається за допомогою змінного магнітного потоку.
Знижувальний трансформатор необхідний перетворення електроенергії, саме зниження її показників, щоб можна було запобігти згоряння електротехніки.
Порядок складання та підключення
Незважаючи на те, що даний прилад на перший погляд здається складним пристроєм, його можна зібрати самостійно. Для цього треба виконати такі кроки:
Приклад схеми підключення понижуючого трансформатора 220 на 12:
Щоб було легше намотувати котушки (на заводах для цього використовують спеціальне обладнання), можна використовувати дві дерев'яні стійки, закріплені на дошці, та вісь з металу, пройдена між отворами у стійках. На одному кінці слід металевий прутик вигнути у вигляді рукоятки.
Прості поради про те, на працездатність читайте в наступному огляді.
У 1891 р. Нікола Тесла розробив трансформатор (котушку), за допомогою якого він ставив експерименти з електричними розрядами високої напруги. Як зробити трансформатор Тесла своїми руками, дізнайтеся.
Корисна та цікава інформація про підключення галогенних ламп через трансформатор — .
Підсумки
- Трансформатор називається прилад із сердечником та двома котушками-обмотками. На вході приладу подається електроенергія, що знижується до потрібних показників.
- Принцип роботи понижуючого трансформатора полягає у створенні електрорушійної сили, яка створює магнітне поле. Витки однієї з котушок проходять через це поле, і з'являється сила самоіндукції. Струм змінюється, змінюється його величина та напрямок. Енергія подається за допомогою змінного магнітного поля.
- Такий прилад необхідний перетворення енергії, завдяки чому запобігається згоряння електротехніки і її з ладу.
- Порядок складання такого пристрою дуже простий. Спочатку слід зробити деякі розрахунки і можна розпочинати роботу. Щоб можна було швидко і просто робити намотування котушок, необхідно зробити простий пристрій з дошки, стійок і рукоятки.
На закінчення пропонуємо до вашої уваги ще один спосіб складання та підключення понижуючого трансформатора з 220 на 12 Вольт:
Багато радіоаматорів не вважають блоки живлення без трансформаторів. Але попри це вони використовуються досить активно. Зокрема, в охоронних пристроях, схемах радіокерування люстрою, навантаженнями та в багатьох інших пристроях. У даному відеоуроці розглянемо просту конструкцію такого випрямляча на 5 вольт, 40-50 мА. Однак можна змінити схему та отримати практично будь-яку напругу.
Безтрансформаторні джерела також застосовуються як зарядні пристрої та використовуються у запитці світлодіодних світильників і в китайських ліхтариках.
Для радіоаматорів є все в цьому китайському магазині.
Аналіз схеми.
Розглянемо просту схему безтрансформаторного. Напруга від мережі 220 вольт через обмежувальний резистор, який одночасно виступає як запобіжник, йде на конденсатор, що гасить. На виході також мережна напруга, але струм багаторазово знижений.
Малюнок. Схема безтрансформаторного випрямляча
Далі на двонапівперіодний діодний випрямляч, на його виході отримуємо постійний струм, який стабілізується за допомогою стабілізатора VD5 і згладжується конденсатором. У нашому випадку конденсатор 25, 100 мкФ, електролітичний. Ще один невеликий конденсатор встановлений паралельно до живлення.
Далі воно надходить на лінійний стабілізатор напруги. У даному випадку використаний лінійний стабілізатор 7808. У схемі є невелика друкарська помилка, вихідна напруга насправді приблизно 8 В. Для чого в схемі лінійний стабілізатор, стабілізатор? На лінійні стабілізатори напруги в більшості випадків не допускається подавати на вхід напругу вище 30 В. Тому в ланцюзі потрібен стабілітрон. Номінал вихідного струму визначається більшою мірою ємністю конденсатора, що гасить. У даному варіанті він з ємністю 0, 33 мкФ, з розрахунковою напругою 400 В. Паралельно конденсатору встановлений резистор, що розряджає, з опором 1 МОм. Номінал усіх резисторів може бути 0, 25 чи 0, 5 Вт. Даний резистор для того, щоб після вимкнення схеми з мережі конденсатор не тримав залишкової напруги, тобто розряджається.
Діодний міст можна зібрати з чотирьох випрямлячів на 1 А. Зворотна напруга діодів повинна бути не менше 400 В. Можна також застосувати готові діодні зборки типу КЦ405. У довіднику потрібно подивитися допустиму зворотну напругу через діодний міст. Стабілітрон бажано на 1 Вт. Напруга стабілізації цього стабілітрона має бути від 6 до 30 В, не більше. Струм на виході схеми залежить від номіналу даного конденсатора. При ємності в 1 мкФ струм буде близько 70 мА. Не слід збільшувати ємність конденсатора більше 0,5 мкФ, оскільки досить великий струм, звичайно ж, спалить стабілітрон. Ця схема хороша тим, що вона компактна, можна зібрати з підручних засобів. Але недоліком є те, що вона не має гальванічної розв'язки із мережею. Якщо ви збираєтеся її застосовувати, то обов'язково в закритому корпусі, щоб не торкатися високовольтних частин схеми. І, звичайно, не варто пов'язувати з цією схемою великі надії, оскільки вихідний струм схеми невеликий. Тобто вистачить на запитку малопотужних пристроїв струмом до 50 мА. Зокрема, запитки світлодіодів та спорудження світлодіодних світильників та нічників. Перший запуск обов'язково робити послідовно з'єднаною лампочкою.
У цьому варіанті є резистор на 300 Ом, який в разі чого вийде з ладу. У нас на платі вже немає даного резистора, тому додали лампочку, яка трохи горітиме під час роботи нашої схеми. Для того, щоб перевірити вихідну напругу, будемо використовувати звичайнісінький мультиметр, постійний вимірювач 20 В. Підключаємо схему в мережу 220 В. Оскільки у нас є захисна лампочка, вона врятує ситуацію, якщо будуть якісь проблеми в схемі. Будьте обережні під час роботи з високою напругою, оскільки все-таки на схему надходить 220 В.
Висновок.
На виході 4,94, тобто майже 5 В. При струмі трохи більше 40-50 мА. Відмінний варіант для малопотужних світлодіодів. Можна запитати від цієї схеми світлодіодні лінійки, тільки при цьому замінити стабілізатор на 12-вольтовий, наприклад, 7812. В принципі, можна на виході отримати будь-яку напругу в межах розумної. На цьому все. Не забувайте передплатити канал і залишати свої відгуки про подальші відеоролики.
Увага! Коли зібрано блок живлення, важливо розмістити збірку в пластиковий корпус або ретельно ізолювати всі контакти та дроти для виключення випадкового дотику до них, оскільки схема підключена до мережі 220 вольт і це підвищує ймовірність удару струмом! Дотримуйтесь обережності та ТБ!