Согласно ПУЭ для питания переносного освещения должно применяться напряжение не выше 50 Вольт, а при работе в особо опасных и замкнутых пространствах – 12 Вольт (ПУЭ 6.1.16-18). При этом питание должно осуществляться через трансформаторы. Это нужно для того, чтобы исключить поражение электрическим током. Да и не всегда выходные параметры блоков питания или аккумуляторов позволяют подключить гаджеты или другую электронику. В связи со всем этим мы расскажем о том, как понизить напряжение постоянного и переменного тока до нужного вам значения.
Понижаем переменное напряжение
Рассмотрим типовые ситуации, когда нужно опустить напряжение, чтобы подключить прибор, который работает от переменного тока, но напряжение его питания не соответствует привычным 220 Вольтам. Это может быть, как различная бытовая техника, инструмент, так и упомянутые выше светильники.
Подключение бытовой техники из США на 110 В к сети 220 В
Пожалуй, самая частая ситуация возникает, когда человек покупает из зарубежных интернет-магазинов какой-то прибор, а по его получении определяет, что он рассчитан на питание от 110 Вольт. Первый вариант – это перемотать трансформатор питающий устройство, но большинство приборов работают от импульсного источника питания, а для подключения электроинструмента – лучше вообще обойтись без перемотки. Для этого нужно использовать понижающий трансформатор. Кроме этого вы можете понизить напряжение в сети с помощью автотрансформатора или обычного трансформатора с отводами от первичной обмотки на 110-127В – такие часто встречались в советских телевизорах и других электроприборах.
Однако при использовании такого включения трансформатора, если произойдет, обрыв части обмотки после отвода 110 Вольт (см. рисунок ниже) все 220В подойдут на прибор, и он выйдет из строя.
Если говорить о готовых устройствах, то можно обратить внимание на автотрансформаторы «ШТИЛЬ».
Важно! При покупке трансформаторов или автотрансформаторов учитывайте номинальный ток его обмоток и мощность, которую он выдержит.
Более надежным вариантом решения проблемы будет понизить напряжение с 220 до 110В или с 220 до 127В с помощью трансформатора. На рынке есть множество компаний, которые продают такие изделия, в основном это тороидальные трансформаторы. Они бывают в металлических боксах или корпусах меньших размеров со встроенной розеткой, а также в виде адаптеров в пластиковых корпусах.
Подведём итоги, перечислив основные требования к трансформатору для питания 110В приборов:
- На выходе трансформатора должно быть 110В, а на входе – 220В.
- Мощность трансформатора должна быть больше чем мощность подключаемого прибора хотя бы на 20%.
- Желательно защитить первичную и вторичную цепь с помощью предохранителя.
- Доступ к выводам высокого напряжения должен быть ограничен, а все соединения изолированы.
Понижаем напряжение для питания низковольтных светильников
В начале статьи мы упомянули о том, что переносной светильник должен питаться от пониженного напряжения. В быту этот вопрос будет особо актуален для автолюбителей при ремонте автомобиля в гараже. Такие же светильники используются и в качестве местного источника света на станках (сверлильных, токарных, заточных и прочих).
Для того чтобы понизить напряжение с 220 до 36В, можно использовать трансформаторы марки:
- ОСО 0.25 220/36В;
- ОСМ 0.063кВт 220/36;
- ОСЗР 0.063кВт 220/36В;
- Ящик с понижающим трансформатором ЯТП-0,25 220 36В (это готовое решение в металлическом корпусе для монтажа в помещениях, класс защиты IP54).
Для понижения напряжения с 220 до 12В можно использовать трансформаторы марки:
- ОСО25 220/12В;
- TRS 300W AC 220 B-AC 12B (тороидальный не занимает много места);
- 30ВА, 230/12В, 2,5А INDEL TSZS30/005M (маломощный для установки на DIN рейку).
Понижение напряжения в доме
Наряду со часто возникает проблема с повышенным и пониженным напряжением. Это приводит к преждевременному выходу из строя нагревательных приборов, ламп и других устройств у потребителя. Допустим вам нужно понизить напряжение с 260 до 220В, значит ваш выбор – использование стабилизатора напряжения. Они бывают разных типов, самый дешевый из них – релейный, по сути это автотрансформатор, в котором реле автоматически переключают отводы от обмотки.
Если вам нужно защитить конкретный прибор, например, компьютер – используйте маломощные модели мощностью порядка 1000 ВА (1 кВа), такие, как SVEN VR-L1000, его стоимость 17-20 долларов. Но учтите, что активная выходная мощность у них меньше указанной полной в Вольт-Амперах. К примеру, модель на 1 кВА, может питать нагрузку до 0,3-0,4 кВт. Также смотрите на характеристики. Указанная модель выдерживает до 285 Вольт, но большинство моделей упираются в 260 В.
Чтобы защитить весь дом в большинстве случаев хватит модели RUCELF SRWII-12000-L её полная мощность 12000 ВА, а нагрузочная способность по активной мощности – 10000 Вт. Он выдерживает входное напряжение вплоть до 270В.
Более подробно узнать о том, как выбрать стабилизатор напряжения и какие бывают стабилизаторы, мы рассказывали в статьях:
Балластный конденсатор для питания маломощных устройств
Для питания маломощных устройств можно обойтись без трансформатора – одним конденсатором. Такая схема называется бестрансфторматорный блок питания на балластном конденсаторе. Принцип его работы основан на ограничении тока с помощью реактивного сопротивления ёмкости. Ниже вы видите варианты её реализации.
Расчёт ёмкости балластного конденсатора для бестранформаторного питания производится исходя из потребления тока нагрузкой и напряжения её питания.
Или по такой формуле, результат они дают приблизительно одинаковый:
Кстати, выражение под корнем в результате при расчётах конденсаторов для питания устройств от 5-20В даёт примерно 220, или значение равное Uвходному.
Такой источник питания подходит для подключения приёмников, светодиодов, ночников, зарядки небольших аккумуляторов и других маломощных потребителей.
Понижаем постоянное напряжение
При конструировании электроники часто возникает необходимость понижения напряжения имеющегося блока питания. Мы также рассмотрим несколько типовых ситуаций.
Если вы работаете с микроконтроллерами – могли заметить, что некоторые из них работают от 3 Вольт. Найти соответствующие блоки питания бывает непросто, поэтому можно использовать зарядное устройство для телефона. Тогда вам нужно понизить его выход с 5 до 3 Вольт (3,3В). Это можно сделать, если опустить выходное напряжение блока питания путём замены стабилитрона в цепи обратной связи. Вы можете добиться любого напряжения как повышенного, так и пониженного – установив стабилитрон нужного номинала. Определить его можно методом подбора, на схеме ниже он выделен красным эллипсом.
А на плате он выглядит следующим образом:
На зарядных устройствах более совершенной конструкции используется регулируемый стабилитрон TL431, тогда регулировка возможна заменой резистора или соотношением пары резисторов, в зависимости от схемотехники. На схеме ниже они обозначены красным.
Кроме замены стабилитрона на плате ЗУ, можно опустить напряжение с помощью резистора и стабилитрона – это называется параметрический стабилизатор.
Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов. На каждом кремниевом диоде упадёт около 0,6-0,7 Вольт. Так опустить напряжение до нужного уровня можно, набрав нужное количество диодов.
Часто возникает необходимость подключить устройство к бортовой сети автомобиля, оно колеблется от 12 до 14,3-14,7 Вольт. Чтобы понизить напряжение постоянного тока с 12 до 9 Вольт можно использовать линейный стабилизатор типа L7809, а, чтобы опустить с 12 до 5 Вольт – используйте L7805. Или их аналоги ams1117-5.0 или ams1117-9.0 или amsr-7805-nz и подобные на любое нужное напряжение. Схема подключения таких стабилизаторов изображена ниже.
Для питания более мощных потребителей удобно использовать импульсные преобразователи для понижения и регулировки напряжения от источника питания. Примером таких устройств являются платы на LM2596, а в англо-язычных интернет-магазинах их можно найти по запросам «DC-DC step down» или «DC-DC buck converter».
Нравится(0 ) Не нравится(0 )
Есть другой способ снижения напряжения на нагрузке, но только для цепей постоянного тока. Про смотри здесь.
Вместо дополнительного резистора используют цепочку из последовательно включенных, в прямом направлении, диодов.
Весь смысл состоит в том, что при протекании тока через диод на нем падает «прямое напряжение» равное, в зависимости от типа диода, мощности и тока протекающего через него — от 0,5 до 1,2 Волта.
На германиевом диоде падает напряжение 0,5 — 0,7 В, на кремниевом от 0,6 до 1,2 Вольта. Исходя из того, на сколько вольт нужно понизить напряжение на нагрузке, включают соответствующее количество диодов.
Чтобы понизить напряжение на 6 В необходимо приблизительно включить: 6 В: 1,0 = 6 штук кремниевых диодов, 6 В: 0,6 = 10 штук германиевых диодов. Наиболее популярны и доступны кремниевые диоды.
Выше приведенная схема с диодами, более громоздка в исполнении, чем с простым резистором. Но, выходное напряжение, в схеме с диодами, более стабильно и слабо зависит от нагрузки. В чем разница между этими двумя способами снижения выходного напряжения?
На Рис 1 — добавочное сопротивление — резистор (проволочное сопротивление), Рис 2 — добавочное сопротивление — диод.
У резистора (проволочного сопротивления) линейная зависимость между током, проходящем через него и падением напряжения на нем. Во сколько раз увеличится ток, во столько же раз увеличится и падение напряжения на резисторе.
Из примера 1: если мы к лампочке подключим параллельно еще одну, то ток в цепи увеличится, с учетом общего сопротивления двух лампочек до 0,66 А. Падение напряжения на добавочном резисторе будет: 12 Ом *0,66 А = 7,92 В. На лампочках останется: 12 В — 7,92 В = 4,08 В. Они будут гореть в пол накала.
Совсем другая картина будет если вместо резистора будет цепочка диодов.
Зависимость между током протекающем через диод и падающем на нем напряжении нелинейная. Ток может увеличиться в несколько раз, падение напряжения на диоде увеличится всего на несколько десятых вольта.
Т.е. чем больше ток диода, тем (сравнительно с резистором) меньше увеличивается его сопротивление. Падение напряжения на диодах мало зависит от тока в цепи.
Диоды в такой цепи выполняют роль стабилизатора напряжения. Диоды необходимо подбирать по максимальному току в цепи. Максимально допустимый ток диодов должен быть больше, чем ток в рассчитываемой цепи.
Падения напряжения на некоторых диодах при токе 0,5 А даны в таблице.
В цепях переменного тока, в качестве добавочного сопротивления можно использовать конденсатор, индуктивность, динистор или тиристор (с добавлением схемы управления).
PILOT_SVM 15-08-2016 14:33
Есть старый блок питания от мобильного (т.н. "зарядка").
На выходе - 5,25 В.
Нужно от него запитать приборчик, который работает от двух батареек АА.
Есть простой способ понизить до 3 В?
PILOT_SVM 15-08-2016 14:40
Postoronnim V 15-08-2016 17:39
Например резистор. И если да, то какого сопротивления?
Резистор будет гасить до трёх вольт только при условии постоянного тока потребления.
Но если ток потребления уменьшится - то на выходе получите напряжение выше трёх вольт (в перспективе те же 5.25 в.). И хорошо, если трёхвольтовый прибор это выдержит.
А увеличиться ток - напряжение будет ниже трёх вольт (в перспективе до нуля).
Самый простой способ - включение стабистора, который худо-бедно можно заменить последовательным включением нескольких диодов.
Падение напряжения на кремниевом диоде в районе 0,6-0,8-1,0 вольта.
3-4 диода, как раз убавят 5,25 до трёх вольт. Диоды возьмите соотв. максимальному току потребления трёхвольтовой нагрузки.
ЗЫ. Да, забыл сказать..
Не не делайте так, как предложил Dachnik_Miha.
Та схема - это стабилизатор тока, а не напряжения.
Со всеми вытекающими последствиями повышения напряжения на конечной нагрузке, как и в случае с просто резистором.
unname22 16-08-2016 11:48
На одном падает 0.7 вольта грубо.
PILOT_SVM 16-08-2016 12:08
правильно подсказали диоды, только вам нужны простые выпрямительные, не Шоттки.
На одном падает 0.7 вольта грубо.
Марку подскажите пжлста!
Postoronnim V 16-08-2016 13:44
Для бытового использования прочности будет достаточно.
unname22 16-08-2016 13:56
PILOT_SVM
скажите в каком магазине покупать будете - из ассортимента выберем.
PILOT_SVM 19-08-2016 22:01
Какой ток потребления у трёхвольтовой нагрузки?
Ну или хотя бы скажите, какой макс. допустимый ток указан на заряднике?
В принципе можно, конечно взять какие ни будь КД202 и их запаса по току точно хватит, но, при знание макс. тока потребления нагрузкой.. можно подобрать диоды менее габаритные и, не ломая голову куда их поместить, .. взять да и просто впаять их прямо в разрыв одного из питающих проводов.. да заизолировать поверх.
Для бытового использования прочности будет достаточно.
Но я сделаю.
И наверно проще сказать что за потребитель.
Это электродвигатель.
Самый простой.
В сети он, выключатель, две батарейки.
И причём - движок совсем дубовый и батареи (аккумуляторы) сжирает за 15-20 минут. Очевидно, что это не самый экономичный потребитель.
А мне кажется, что такой режим для аккумов - не самый простой.
Вот я и хочу сделать его на сетевом питании.
Ток потребления я замерю и сообщу.
PILOT_SVM 19-08-2016 22:04
quote: Изначально написано unname22:
PILOT_SVM
скажите в каком магазине покупать будете - из ассортимента выберем.
В Питере много магазинов с электроникой и электрикой.
Наверняка, если будет названо два-три типа диодов (если остановились на этом варианте) то в одном из питерских магазинов я смогу найти нужный тип.
Но сначала я определю ток.
Сообщу, и тогда может будет проще и точнее подобрать нужное.
Postoronnim V 19-08-2016 22:36
quote: Originally posted by PILOT_SVM:
Вопрос по току потребителя меня всегда напрягает, т.к. вольты изменять легко (контакты кинул на выводы и фсё), то ток, надо замерять разорвав сеть (последовательно), а это надо что-то городить.
Ну так в самом простом тестере есть режим измерения тока. Включите тестер в таком режиме последовательно с двигателем и узнаете реальный ток потребления.
Только при этом двигатель должен быть нагружен, т.к. в холостом режиме ток завсегда ниже, чем под рабочей нагрузкой на двигатель.
Если в распоряжении только один вольтметр, то включите последовательно с двигателем резистор сопротивлением 1 ом и напряжение на этом резисторе будет примерно численно равно току потребления.
К стати, на зарядниках для мобильника обычно пишут допустимый ток нагрузки. Обычно это 0,5-1 А.
PILOT_SVM 19-08-2016 23:03
quote: Изначально написано Postoronnim V:
1. Ну так в самом простом тестере есть режим измерения тока.2. Включите тестер в таком режиме последовательно с двигателем и узнаете реальный ток потребления.
3. Только при этом двигатель должен быть нагружен, т.к. в холостом режиме ток завсегда ниже, чем под рабочей нагрузкой на двигатель.
4. Если в распоряжении только один вольтметр, то включите последовательно с двигателем резистор сопротивлением 1 ом и напряжение на этом резисторе будет примерно численно равно току потребления.
Вместо резистора можно взять отрезок тонкой проволоки сопротивлением 1 ом. правда для этого понадобится ещё и омметр.5. К стати, на зарядниках для мобильника обычно пишут допустимый ток нагрузки. Обычно это 0,5-1 А.
2. Именно так и планирую сделать. Просто для этого надо сделать "врезку".
3. Фактически движок не силовой, а крутит крыльчатку. Так что там нет особой разницы.
4. В распоряжении мультитестер.
Не тянет.
AZProtect 20-08-2016 01:28
quote: Originally posted by PILOT_SVM:
Нужно от него запитать приборчик, который работает от двух батареек АА.
quote: Originally posted by PILOT_SVM:
И причём - движок совсем дубовый и батареи (аккумуляторы) сжирает за 15-20 минут. Очевидно, что это не самый экономичный потребитель.
Допустим акккумулятор емкости 1000 мА Ч (или 1 А Ч)
15 минут это 1/4 часа.
Если ничего не путаю.
PILOT_SVM 20-08-2016 02:05
quote: Изначально написано AZProtect:
Допустим акккумулятор емкости 1000 мАЧ (или 1 АЧ)
15 минут это 1/4 часа.
Итого потребление примерно 4 ампера максимальное.
При 3 вольтах, это моторчик где-то ватт на 12.
Если ничего не путаю.p.s. иными словами, линие ~8 ватт тепла надо на диодах рассеять.
В этих расчётах я не силён.
Аккумы на 2700 мА.
Postoronnim V 20-08-2016 06:46
quote: Originally posted by PILOT_SVM:
А вставка в сеть резистора 1 Мом - дало такое падение напруги, что движок не тянул.
Сначала показало - 2 В, потом вообще 1 В.
Не тянет.5. На зарядке написано - 4.9 В и 450 мА.
Конечно будет падение равное практически всему напряжению
Потому, что 1 МОм в миллион раз больше, чем 1 Ом.
Если на заряднике написано 450 мА, то и диоды нужно искать на ток не выше. От силы с запасом 20% .
Потому, что при превышении тока сгорит уже зарядник, а не диоды.
С другой стороны, если мотор работает приводом вентилятора, то его ток потребления можно считать постоянным и хватит простого резистора.
Но что бы рассчитать сопротивление и рассеиваемую мощность этого резистора всё равно нужно ток потребления двигателя узнать.
quote: Originally posted by PILOT_SVM:
В этих расчётах я не силён.
Аккумы на 2700 мА.Но в процессе работы явно - минут 15 мотор гудит сильно, а потом заметно проседает.
А насколько я помню - для никель-металлгидритных аккумов быстрый разряд нежелателен.
Судя по тому, что вы рассказываете, зарядник на 450 мА просто не потянет.
Замерьте ток потребления от аккумуляторов.
На обычном мультитестере есть отдельное гнездо для измерения амперных токов (10А)
Вот один щуп оставьте в гнезде "земля", второй переставьте в гнездо 10А, выберете переключателем режим 10А и подключитесь щупами в цепь питания двигателя последовательно.
При этом неплохо бы вторым тестером контролировать напряжение на аккумуляторах, т.к. если аккумуляторы полуживые, то это напряжение может просесть, а нам надо знать и его величину для расчёта резистора или диода.
RTDS 20-08-2016 08:46
Уже схем нагородили.....
Включите для начала мотор напрямую к заряднику, к 5 вольтам.
Вполне вероятно, напряжение подпросядет до необходимого - 3,4-4,5 вольта ваш мотор не перегрузят, тем более, что он еще и крыльчатку вертит....
unname22 20-08-2016 14:03
Просто зайдите в магазин и скажите, нужен диод 5 Ампер напряжением от 50 вольт до бесконечности, только не Шоттки, подберут легко.
hunter1957 21-08-2016 22:08
quote: Вопрос по току потребителя меня всегда напрягает, т.к. вольты изменять легко (контакты кинул на выводы и фсё), то ток, надо замерять разорвав сеть (последовательно), а это надо что-то городить.Но я сделаю.И наверно проще сказать что за потребитель.Это электродвигатель.Самый простой.В сети он, выключатель, две батарейки.И причём - движок совсем дубовый и батареи (аккумуляторы) сжирает за 15-20 минут. Очевидно, что это не самый экономичный потребитель.А мне кажется, что такой режим для аккумов - не самый простой.Вот я и хочу сделать его на сетевом питании.Ток потребления я замерю и сообщу.
quote: В этих расчётах я не силён.Аккумы на 2700 мА.Но в процессе работы явно - минут 15 мотор гудит сильно, а потом заметно проседает.А насколько я помню - для никель-металлгидритных аккумов быстрый разряд нежелателен.
Из исходных данных вырисовывается: Источник питания два металлогидридных аккумулятора номинальной ёмкостью 2.7А/Ч напряжение полностью заряженных аккумуляторов 2.4 вольта конечное напряжение для них 1 вольт на 1 элемент.За четверть часа аккумуляторы садятся....Реальный ток разряда около 10 ампер,при выборе источника питания нужно ещё учесть что пусковой кратковременный потребляемый ток будет порядка в 2-3 раза больше....Ваша зарядка 5 вольт непригодна - не выдаёт она требуемый ток...
Из доступных массовых источников питания практически без переделки подойдёт импульсный блок питания компьютера стандарта АТХ - там есть выход 3.3 вольта 10 ампер.
alexaa1 22-08-2016 06:01
Чтото подсказывает что ето нечто типа состригать катышки-нету там никаких больших ампер- максимум одна ампера.
PILOT_SVM 22-08-2016 09:35
Замер показал:
PILOT_SVM 22-08-2016 09:36
quote: Изначально написано alexaa1:
Чтото подсказывает что ето нечто типа состригать катышки
Да, именно так.
hunter1957 22-08-2016 10:10
quote: Замер показал:Намерили Вы цены на овёс....По всей видимости аккумуляторы у Вас потеряли ёмкость.По правильному ток нужно мерять на пределе 10 ампер и использовать качественные батарейки алкалиновые...В реальности пусковой ток кратковременный у подобных моторчиков 5-10 ампер,рабочий более 3 ампер....Идёте к компьютерщикам - ставите задачу подключить моторчик к 3.3 вольта и будет вам счастье.Провод для подключения к моторчику не менее 0.75 мм2 .
Шкала замеров силы тока - 200 микроАмпер, 2000 микроАмпер, 20 миллиАмпер, 200 миллиАмпер.
Следующее значение - 10 А, при этом надо переставить контакт.
На шкале мультитестера было выставлено 200 мА (max)- при этом сначала (без нагрузки) на дисплее выскакивало 3-4,5 потом плавно съезжало до 1- 1,2.
При небольшой нагрузке - начинало скакать 2, 3 и до 4.8.
Правда иногда заскакивало и больше, но на краткое время.
На моторчике - нет никаких маркировок, кроме "-" и "+" и стрелочки (если принимать, что это направление вращения при именно таком подключении плюса и минуса.
Причём - я глянул на направление движения - почему-то контакты перепутаны.
Что бы это значило - я в непонятках.
PILOT_SVM 22-08-2016 11:47
quote: По правильному ток нужно мерять на пределе 10 ампер и использовать качественные батарейки алкалиновые
На 10 А - вообще и не показывает и не работает.
Аккумы новые - 2700 мА.
Так что Ваши числа - явно завышены.
hunter1957 22-08-2016 12:09
quote: На 10 А - вообще и не показывает и не работает.Аккумы новые - 2700 мА.Так что Ваши числа - явно завышены.Чем вы заряжаете аккумуляторы?У меня правильная зарядка от Лакросс - она позволяет с большой точностью замерить реальную ёмкость аккумулятора,тренировать и восстанавливать...Новый аккумулятор свежий может иметь реальную ёмкость 0.5а/ч.У Вас неисправен прибор или Вы просто не умеете им пользоваться.У элементов питания АА/ААА напряжение 1.5 вольта рабочее и внутреннее сопротивление меньше чем у аккумулятора.С электроникой на ты полвека....Замер тока производится только при последовательном включении...Попробуйте если ваш прибор корректно работает на измерении сопротивления замерить сопротивление двигателя при нескольких положениях ротора....
PILOT_SVM 22-08-2016 13:14
quote: Чем вы заряжаете аккумуляторы?У меня правильная зарядка от Лакросс
Зарядка GP, и той же марки аккумы.
quote: У элементов питания АА/ААА напряжение 1.5 вольта рабочее и внутреннее сопротивление меньше чем у аккумулятора
У батарей - 1,5 В, а у аккумов - 1,3 В.
При замере напруги и силы тока - тестер не показывал, а при замере сопротивления - показал слабую батарею.
Куплю батарейку - повторю замеры сопротивления.
hunter1957 22-08-2016 13:40
quote: Зарядка GP, и той же марки аккумы.
Зарядка по большому счёту простейшая бюджетная,убивает она аккумуляторы довольно быстро....Аккумуляторы GP ИМХО мне не попадались никогда приличные...
PILOT_SVM 22-08-2016 16:13
Зарядка по большому счёту простейшая бюджетная,убивает она аккумуляторы довольно быстро....Аккумуляторы GP ИМХО мне не попадались никогда приличные...
А что значит "быстро убивает"?
На зарядке написано:
для аккумов АА:
Если на зарядке 4 штуки, то при напряжении 2,8 В даётся по 525 мА.
Если на зарядке 2 штуки, то при 2,8 В, - по 1050 мА.
Что неправильно?
Неправильные мА?
Надо больше? Надо меньше?
Нужен переменный режим зарядки?
Предыдущий комплект аккумов (2500 мА)проработал 4 года.
Мало?
Ваши аккумы служат 10 лет?
hunter1957 22-08-2016 17:05
quote: На зарядке написано:для аккумов АА:Если на зарядке 4 штуки, то при напряжении 2,8 В даётся по 525 мА.Если на зарядке 2 штуки, то при 2,8 В, - по 1050 мА.Что неправильно?Неправильные мА?Надо больше? Надо меньше?Нужен переменный режим зарядки?Предыдущий комплект аккумов (2500 мА)проработал 4 года.Мало?Ваши аккумы служат 10 лет?У сына в прошлом веке плеер питался от аккумов GP - хватало чуть больше года....По всем мануалам стандартный режим заряда 0.1 от полной ёмкости в течении 14 часов,разряд током не более 0.1 ёмкости в течении 10 часов или до напряжения 1 вольт.Заявленный ресурс 500 циклов заряд - разряд....У меня благодаря Лакроссу ещё работают пальчиковые аккумуляторы советские ЦНК-0.45 по прикидкам уже 800 циклов отработали....GP начинали сразу ёмкость терять и после 50 циклов заряд- разряд фирменной зарядкой у них оставалось менее 15% заявленной ёмкости....Компьютерный блок питания гарантированно без переделок обеспечит 100% работоспособность вашего гаджета....
PILOT_SVM 22-08-2016 18:49
quote: По всем мануалам стандартный режим заряда 0.1 от полной ёмкости в течении 14 часов
Обычно на самих аккумах пишут - 0,1 от ёмкости в течение 16 часов.
quote: Заявленный ресурс 500 циклов заряд - разряд....У меня благодаря Лакроссу ещё работают пальчиковые аккумуляторы советские ЦНК-0.45 по прикидкам уже 800 циклов отработали
Как я уже сказал аккумы GP 2500 мА служили 4 года. Особенно напряжённо в летний период. Я думаю, никак не меньше 500 циклов.
Кстати - раньше для Никель-метагидр аккумов все заявляли 1000 циклов.
Сейчас почему-то 500.
Кстати о марках - очень надеялся на аккумы ВАРТА,
но они прослужили никак не больше GP.
Кстати - Вы говорили, что надо блок питания и провода 0,75 мм2.
А по факту там проводки примерно как нитка?20.
Но в общем про аккумы всё понятно.
Они у меня работают и с этим всё нормально.
Мне бы разобраться с питанием моторчика.
И тут, заявленные вами параметры, мне кажутся чрезмерными.
hunter1957 22-08-2016 20:02
quote: Кстати о марках - очень надеялся на аккумы ВАРТА,но они прослужили никак не больше GP.Кстати - Вы говорили, что надо блок питания и провода 0,75 мм2.А по факту там проводки примерно как нитка?20.Но в общем про аккумы всё понятно.Они у меня работают и с этим всё нормально.Мне бы разобраться с питанием моторчика.И тут, заявленные вами параметры, мне кажутся чрезмерными.И Варту и GP и ещё очень много брендов производят в Китае,мало того разного качества и разного назначения и разной отпускной цены...Наши барыги стараются брать самые бюджетные,для западной Европы и США ихние барыги закупают более дорогие и качественные.По поводу избытка мощности - запас не лишний - просто 10 ампер максимальный ток в спецификации.Провод по спецификации если не ошибаюсь должен быть?18 или?20 - у хороших брендов в премиальных блоках питания может быть более толстый провод....
PILOT_SVM 28-08-2016 19:54
а можно последовательно соединить лампочку на 1,5 В?
hunter1957 29-08-2016 12:15
quote: а можно последовательно соединить лампочку на 1,5 В?
Нет смысла - сопротивление ламп на 1.5 В слишком велико....
Альтернативы компьютерному БП для Вас нет,универсальный лабораторный блок питания стоит минимум на порядок дороже...Если пугает что от 3.3 вольт машинка поломается для включите последовательно в прямом направлении мощный кремниевый диод на 10 ампер - типа советских Д242/246 ,при включении диода в обратной диода полярности схема просто не будет работать.Падение напряжения на диоде 0.7-1.5 вольта в зависимости от тока и буковке в маркировке.
PILOT_SVM 17-09-2016 20:25
Ещё один вопрос по зарядке.
Разобрал сломавшуюся зарядку.
Причина скорее всего в сгоревшем транзисторе, от него отлетел кусок корпуса.
А попутно увидел, что на плате нарисованы 4 диода, которые скорее всего должны составить диодный мост, но...
Стоит только один диод, а трёх просто нет.
Причём диод стоит не после трансформатора, а сразу за контактом на 220 В.
Диод размером - длина 6-7 мм, диам -2-2,5 мм.
Неужели на 220 В стоят такие лилипутские детали?
Есть у меня диоды рассчитанные на 220 - они очень большие и контакты там под гайки.
hunter1957 17-09-2016 20:35
quote: Ещё один вопрос по зарядке.Разобрал сломавшуюся зарядку.Причина скорее всего в сгоревшем транзисторе, от него отлетел кусок корпуса.А попутно увидел, что на плате нарисованы 4 диода, которые скорее всего должны составить диодный мост, но...Стоит только один диод, а трёх просто нет.Причём диод стоит не после трансформатора, а сразу за контактом на 220 В.Диод размером - длина 6-7 мм, диам -2-2,5 мм.Неужели на 220 В стоят такие лилипутские детали?Есть у меня диоды рассчитанные на 220 - они очень большие и контакты там под гайки.
Импульсный источник питания.
Размер не зависит от напряжения,размер зависит от выпрямленного тока и рассеиваемой мощности.
PILOT_SVM 18-09-2016 13:25
quote: Изначально написано hunter1957:
Импульсный источник питания.
Размер не зависит от напряжения,размер зависит от выпрямленного тока и рассеиваемой мощности.
Есть у меня чюйство, что вы - человек в теме.
Но понять вас трудно.
Наверно это присуще всем специалистам.
hunter1957 19-09-2016 01:04
quote: Есть у меня чюйство, что вы - человек в теме.Но понять вас трудно.Наверно это присуще всем специалистам.
Если есть желание вникнуть есть прекрасный двухтомник/трёхтомник Хоровица и Хилла " Искусство схемотехники"где очень доступно объяснено что как работает.Блокам питания там посвящена глава - объём главы небольшой и приведены практические схемы и их расчёт....
PILOT_SVM 19-09-2016 09:32
quote: Изначально написано hunter1957:
Если есть желание вникнуть есть прекрасный двухтомник/трёхтомник Хоровица и Хилла " Искусство схемотехники"где очень доступно объяснено что как работает.Блокам питания там посвящена глава - объём главы небольшой и приведены практические схемы и их расчёт....
В настоящий момент - мне 6 чего попроще, типа "нажми на кнопку, получи результат".
Вроде прозвучавшего ранее совета - поставить диод.
hunter1957 20-09-2016 02:15
quote: В настоящий момент - мне 6 чего попроще, типа "нажми на кнопку, получи результат".Вроде прозвучавшего ранее совета - поставить диод.Всё не так просто в вашем случае - диоды разные,на разные напряжения и токи и с разным падением напряжения при разном токе....Почитайте книжку хотя бы для общего развития и понимания процессов,книжка написана простым языком доступным......
Postoronnim V 20-09-2016 08:54
Хоть уже и объяснял несколько раз выше, но повторюсь:
В данном случае нужно обязательно знать максимальный ток потребления запитываемого устройства. (далее I потр. макс.)
Далее ищем диоды рассчитанные на работу при таком токе.
Этот параметр диода называется I пр. макс. (Есть ещё и I пр. макс. импульсный - но в данном случае на него ориентироваться не нужно).
Вот выбираете диоды с I пр. макс. не ниже полутора I потр. макс.
Далее смотрим такой параметр диода, как прямое напряжение на открытом диоде - U пр.
У разных типов диодов этот параметр разный. От малых долей вольта (диоды Шоттки, германиевые диоды) до нескольких вольт (тиристоры, светодиоды, стабисторы).
В данном случае достаточно самых заурядных кремниевых выпрямительных диодов.
Для обычных кремниевых выпрямительных диодов U пр. в районе 0,5-1,0 вольта. (причём разброс в 0,1-0,3 вольта может быть даже на однотипных диодах.. и на разных прямых токах).
Вот ориентируйтесь на паспортное U пр.. закупайте диодов на 2-3 штуки больше, соединяйте их последовательно, подключайте нагрузку, контролируйте напряжение вольтметром. если оно чуть меньше требуемого - исключите (перемкните) один диод. Напряжение на нагрузке повысится на величину падения U пр. на конкретно отключенном диоде.
Будет мало - исключите следующий диод.
И т.д. до достижения нужного результата.
ЗЫ. Из важнейших параметров диода есть ещё и максимально допустимое обратное напряжение, но в данном случае его можно не учитывать, т.к. 5-10 вольт обратного выдержит практически любой выпрямительный диод, а тут ихние обратно-допустимые ещё и сложатся.
PILOT_SVM 20-09-2016 11:29
PILOT_SVM 20-09-2016 17:16
Если можно - подскажите, из этих деталей можно сделать дополнение для снижения напряжения?
hunter1957 20-09-2016 18:34
quote: Если можно - подскажите, из этих деталей можно сделать дополнение для снижения напряжения?
Шесть элементов расположенных на 3 часа с очень большой вероятностью диоды,проверить исправность с помощью мультиметра займёт одну минуту.
По фото достоверно определить марку не могу - я не волшебник....Вангую что даже если эти диоды исправны - они с очень большой степенью вероятности не смогут работать из за превышения допустимого максимального тока..........
PILOT_SVM 21-09-2016 20:55
Там диоды: 5 щт. IN4007.
1 шт - ДБ 3 bufan
hunter1957 21-09-2016 21:25
quote: Там диоды: 5 щт. IN4007.1 шт - ДБ 3 bufan
Данные детали не пригодны,обосновываю:IN4007 имеет максимальный ток 1 ампер - при превышении его он просто выйдет из строя - пусковой ток Вашей игрушки намного больше 1 ампера...... ДБ 3 - не есть диод - это динистор и он по определению не пригоден....
PILOT_SVM 21-09-2016 22:33
А резисторами можно что-то подправить?
hunter1957 22-09-2016 08:55
quote: А резисторами можно что-то подправить?
Этими нет.....Здесь резисторы нужны с намного большей мощностью рассеивания и сопротивлением менее 1 ома - они очень редки,имеют большие габариты и стоят иногда приличных денег.
Напряжение и сила тока - две основных величины в электричестве. Кроме них выделяют и ряд других величин: заряд, напряженность магнитного поля, напряженность электрического поля, магнитная индукция и другие. Практикующему электрику или электронщику в повседневной работе чаще всего приходится оперировать именно напряжением и током - Вольтами и Амперами. В этой статье мы расскажем именно о напряжении, о том, что это такое и как с ним работать.
Определение физической величины
Напряжение это разность потенциалов между двумя точками, характеризует выполненную работу электрического поля по переносу заряда из первой точки во вторую. Измеряется напряжение в Вольтах. Значит, напряжение может присутствовать только между двумя точками пространства. Следовательно, измерить напряжение в одной точке нельзя.
Потенциал обозначается буквой "Ф", а напряжение буквой "U". Если выразить через разность потенциалов, напряжение равно:
Если выразить через работу, тогда:
где A - работа, q - заряд.
Измерение напряжения
Напряжение измеряется с помощью вольтметра. Щупы вольтметра подключают на две точки напряжение, между которыми нас интересует, или на выводы детали, падение напряжения на которой мы хотим измерить. При этом любое подключение к схеме может влиять на её работу. Это значит, что при добавлении параллельно элементу какой-либо нагрузки ток в цепи изменить и напряжение на элементе измениться по закону Ома.
Вывод:
Вольтметр должен обладать максимально высоким входным сопротивлением, чтобы при его подключении итоговое сопротивление на измеряемом участке оставалось практически неизменным. Сопротивление вольтметра должно стремиться к бесконечности, и чем оно больше, тем большая достоверность показаний.
На точность измерений (класс точности) влияет целый ряд параметров. Для стрелочных приборов - это и точность градуировки измерительной шкалы, конструктивные особенности подвеса стрелки, качество и целостность электромагнитной катушки, состояние возвратных пружин, точность подбора шунта и прочее.
Для цифровых приборов - в основном точность подбора резисторов в измерительном делителе напряжения, разрядность АЦП (чем больше, тем точнее), качество измерительных щупов.
Для измерения постоянного напряжения с помощью цифрового прибора (например, ), как правило, не имеет значения правильность подключения щупов к измеряемой цепи. Если вы подключите положительный щуп к точке с более отрицательным потенциалом, чем у точки, к которой подключен отрицательный щуп - то на дисплее перед результатом измерения появится знак "-".
А вот если вы меряете стрелочным прибором нужно быть внимательным, При неправильном подсоединении щупов стрелка начнет отклоняться в сторону нуля, упрется в ограничитель. При измерении напряжений близких к пределу измерений или больше она может заклинить или погнуться, после чего о точности и дальнейшей работе этого прибора говорить не приходится.
Для большинства измерений в быту и в электронике на любительском уровне достаточно и вольтметра встроенного в мультиметры типа DT-830 и подобных.
Чем больше измеряемые значения - тем ниже требования к точности, ведь если вы измеряете доли вольта и у вас погрешность в 0.1В - это существенно исказит картину, а если вы измеряете сотни или тысяч вольт, то погрешность и в 5 вольт не сыграет существенной роли.
Что делать если напряжение не подходит для питания нагрузки
Для питания каждого конкретного устройства или аппарата нужно подать напряжение определенной величины, но случается, так что имеющийся у вас источник питания не подходит и выдает низкое или слишком высокое напряжение. Решается эта проблема разными способами, в зависимости от требуемой мощности, напряжения и силы тока.
Как понизить напряжение сопротивлением?
Сопротивление ограничивает ток и при его протекании падает напряжение на сопротивление (токоограничивающий резистор). Такой способ позволяет понизить напряжение для питания маломощных устройств с токами потребления в десятки, максимум сотни миллиампер.
Примером такого питания можно выделить включение светодиода в сеть постоянного тока 12 (например, бортовая сеть автомобиля до 14.7 Вольт). Тогда, если светодиод рассчитан на питание от 3.3 В, током в 20 мА, нужен резистор R:
R=(14.7-3.3)/0.02)= 570 Ом
Но резисторы отличаются по максимальной рассеиваемой мощности:
P=(14.7-3.3)*0.02=0.228 Вт
Ближайший по номиналу в большую сторону - резистор на 0.25 Вт.
Именно рассеиваемая мощность и накладывает ограничение на такой способ питания, обычно не превышает 5-10 Вт. Получается, что если нужно погасить большое напряжение или запитать таким образом нагрузку мощнее, придется ставить несколько резисторов т.к. мощности одного не хватит и ее можно распределить между несколькими.
Способ снижения напряжения резистором работает и в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока.
Недостаток - выходное напряжение ничем нестабилизировано и при увеличении и снижении тока оно изменяется пропорционально номиналу резистора.
Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?
Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации.
Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления.
Реактивное сопротивление дросселя (и любого индуктивного элемента) зависит от частоты переменного тока (для бытовой электросети 50 Гц) и индуктивности, оно рассчитывается по формуле:
где ω - угловая частота в рад/с, L-индуктивность, 2пи - необходимо для перевода угловой частоты в обычную, f - частота напряжения в Гц.
Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление). Его можно рассчитать так:
Пример использования индуктивного сопротивление - это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников.
А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется "бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором".
Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны - нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.
Как понизить и стабилизировать напряжение постоянного тока
Чтобы добиться стабильного выходного напряжения можно использовать параметрические и линейные стабилизаторы. Часто их делают на отечественных микросхемах типа КРЕН или зарубежных типа L78xx, L79xx.
Линейный преобразователь LM317 позволяет стабилизировать любое значение напряжения, он регулируемый до 37В, вы можете сделать простейший регулируемый блок питания на его основе.
Если нужно незначительно снизить напряжение и стабилизировать его описанные ИМС не подойдут. Чтобы они работали должна быть разница порядка 2В и более. Для этого созданы LDO(low dropout)-стабилизаторы. Их отличие заключается в том, что для стабилизации выходного напряжение нужно, чтобы входное его превышало на величину от 1В. Пример такого стабилизатора AMS1117, выпускается в версиях от 1.2 до 5В, чаще всего используют версии на 5 и 3.3В, например и многом другом.
Конструкция всех вышеописанных линейных понижающих стабилизаторов последовательного типа имеет существенный недостаток - низкий КПД. Чем больше разница между входным и выходным напряжением - тем он ниже. Он просто «сжигает» лишнее напряжение, переводя его в тепло, а потери энергии равны:
Pпотерь = (Uвх-Uвых)*I
Компания AMTECH выпускает ШИМ аналоги преобразователей типа L78xx, они работают по принципу широтно-импульсной модуляции и их КПД равен всегда более 90%.
Они просто включают и выключают напряжение с частотой до 300 кГц (пульсации минимальны). А действующее напряжение стабилизируется на нужном уровне. А схема включения аналогичная линейным аналогам.
Как повысить постоянное напряжение?
Для повышения напряжения производят импульсные преобразователи напряжения. Они могут быть включены и по схеме повышения (boost), и понижения (buck), и по повышающе-понижающей (buck-boost) схеме. Давайте рассмотрим несколько представителей:
2. Плата на базе LM2577, работает на повышение и понижение выходного напряжения.
3. Плата преобразователь на FP6291, подходит для сборки 5 V источника питания, например powerbank. С помощью корректировке номиналов резисторов может перестраиваться на другие напряжения, как и любые другие подобные преобразователь - нужно корректировать цепи обратной связи.
Здесь всё подписано на плате - площадки для пайки входного - IN и выходного - OUT напряжения. Платы могут иметь регулировку выходного напряжения, а в некоторых случая и ограничения тока, что позволяет сделать простой и эффективный лабораторный блок питания. Большинство преобразователей, как линейных, так и импульсных имеют защиту от КЗ.
Как повысить переменное напряжение?
Для корректировки переменного напряжения используют два основных способа:
1. Автотрансформатор;
2. Трансформатор.
Автотрансформатор - это дроссель с одной обмоткой. Обмотка имеет отвод от определенного количества витков, так подключаясь между одним из концов обмотки и отводом, на концах обмотки вы получаете повышенное напряжение во столько раз, во сколько соотносится общее количество витков и количество витков до отвода.
Промышленностью выпускаются ЛАТРы - лабораторные автотрансформаторы, специальные электромеханические устройства для регулировки напряжения. Очень широко применение они нашли в разработке электронных устройств и ремонте источников питания. Регулировка достигается за счет скользящего щеточного контакта, к которому подключается питаемое устройство.
Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки. Это значит, что на выходных клеммах может запросто оказаться высокое напряжение, отсюда опасность поражения электрическим током.
Трансформатор - это классический способ изменения величины напряжения. Здесь есть гальваническая развязка от сети, что повышает безопасность таких установок. Величина напряжения на вторичной обмотке зависит от напряжений на первичной обмотки и коэффициента трансформации.
Uвт=Uперв*Kтр
Отдельный вид - это . Они работают на высоких частотах в десятки и сотни кГц. Используются в подавляющем большинстве импульсных блоках питания, например:
Зарядное устройство вашего смартфона;
Блок питания ноутбука;
Блок питания компьютера.
За счет работы на большой частоте снижаются массогабаритные показатели, они в разы меньше чем у сетевых (50/60 Гц) трансформаторов, количество витков на обмотках и, как следствие, цена. Переход на импульсные блоки питания позволил уменьшить габариты и вес всей современной электроники, снизить её потребление за счет увеличения кпд (в импульсных схемах 70-98%).
В магазинах часто встречаются электронные траснформаторы, на их вход подаётся сетевое напряжение 220В, а на выходе например 12 В переменное высокочастотное, для использования в нагрузке которая питается от постоянного тока нужно дополнительно устанавливать на выход из высокоскоростных диодов.
Внутри находится импульсный трансформатор, транзисторные ключи, драйвер, или автогенераторная схема, как изображена ниже.
Достоинства - простота схемы, гальваническая развязка и малые размеры.
Недостатки - большинство моделей, что встречаются в продаже, имеют обратную связь по току, это значит что без нагрузки с минимальной мощностью (указано в спецификациях конкретного прибора) он просто не включится. Отдельные экземпляры оборудованы уже ОС по напряжению и работают на холостом ходу без проблем.
Используются чаще всего для питания 12В галогенных ламп, например точечные светильники подвесного потолка.
Заключение
Мы рассмотрели базовые сведения о напряжении, его измерении, а также регулировки. Современная элементная база и ассортимент готовых блоков и преобразователей позволяет реализовывать любые источники питания с необходимыми выходными характеристиками. Подробнее о каждом из способов можно написать отдельную статью, в пределах этой я постарался уместить базовые сведения, необходимые для быстрого подбора удобного для вас решения.
Нужно знать, как понизить напряжение в цепи, чтобы не повредить электрические приборы. Всем известно, что к домам подходит два провода - ноль и фаза. Это называется однофазной крайне редко используется в частном секторе и многоквартирных домах. Необходимости в ней просто нет, так как вся бытовая техника питается от сети переменного однофазного тока. Но вот в самой технике требуется делать преобразования - понижать переменное напряжение, преобразовывать его в постоянное, изменять амплитуду и прочие характеристики. Именно эти моменты и нужно рассмотреть.
Снижение напряжения с помощью трансформаторов
Самый простой способ - это использовать трансформатор пониженного напряжения, который совершает преобразования. Первичная обмотка содержит большее число витков, чем вторичная. Если есть необходимость снизить напряжение вдвое или втрое, вторичную обмотку можно и не использовать. Первичная обмотка трансформатора используется в качестве индуктивного делителя (если от нее имеются отводы). В бытовой технике используются трансформаторы, со вторичных обмоток которых снимается напряжение 5, 12 или 24 Вольта.
Это наиболее часто используемые значения в современной бытовой технике. 20-30 лет назад большая часть техники питалась напряжением в 9 Вольт. А ламповые телевизоры и усилители требовали наличия постоянного напряжения 150-250 В и переменного для нитей накала 6,3 (некоторые лампы питались от 12,6 В). Поэтому вторичная обмотка трансформаторов содержала такое же количество витков, как и первичная. В современной технике все чаще используются инверторные блоки питания (как на компьютерных БП), в их конструкцию входит трансформатор повышающего типа, он имеет очень маленькие габариты.
Делитель напряжения на индуктивностях
Индуктивность - это катушка, намотанная медным (как правило) проводом на металлическом или ферромагнитном сердечнике. Трансформатор - это один из видов индуктивности. Если от середины первичной обмотки сделать отвод, то между ним и крайними выводами будет равное напряжение. И оно будет равно половине напряжения питания. Но это в том случае, если сам трансформатор рассчитан на работу именно с таким питающим напряжением.
Но можно использовать несколько катушек (для примера можно взять две), соединить их последовательно и включить в сеть переменного тока. Зная значения индуктивностей, несложно произвести расчет падения на каждой из них:
- U(L1) = U1 * (L1 / (L1 + L2)).
- U(L2) = U1 * (L2 / (L1 + L2)).
В этих формулах L1 и L2 - индуктивности первой и второй катушек, U1 - напряжение питающей сети в Вольтах, U(L1) и U(L2) - падение напряжения на первой и второй индуктивностях соответственно. Схема такого делителя широко применяется в цепях измерительных устройств.
Делитель на конденсаторах
Очень популярная схема, используется для снижения значения питающей сети переменного тока. Применять ее в цепях постоянного тока нельзя, так как конденсатор, по теореме Кирхгофа, в цепи постоянного тока - это разрыв. Другими словами, ток по нему протекать не будет. Но зато при работе в цепи переменного тока конденсатор обладает реактивным сопротивлением, которое и способно погасить напряжение. Схема делителя похожа на ту, которая была описана выше, но вместо индуктивностей используются конденсаторы. Расчет производится по следующим формулам:
- Реактивное сопротивление конденсатора: Х(С) = 1 / (2 * 3,14 *f * C).
- Падение напряжения на С1: U(C1) = (C2 * U) / (C1 + C2).
- Падение напряжения на С2: U(C1) = (C1 * U) / (C1 + C2).
Здесь С1 и С2 - емкости конденсаторов, U - напряжение в питающей сети, f - частота тока.
Делитель на резисторах
Схема во многом похожа на предыдущие, но используются постоянные резисторы. Методика расчета такого делителя немного отличается от приведенных выше. Использоваться схема может как в цепях переменного, так и постоянного тока. Можно сказать, что она универсальная. С ее помощью можно собрать понижающий преобразователь напряжения. Расчет падения на каждом резисторе производится по следующим формулам:
- U(R1) = (R1 * U) / (R1 + R2).
- U(R2) = (R2 * U) / (R1 + R2).
Нужно отметить один нюанс: величина сопротивления нагрузки должна быть на 1-2 порядка меньше, чем у делительных резисторов. В противном случае точность расчета будет очень грубая.
Практическая схема блока питания: трансформатор
Для выбора питающего трансформатора вам потребуется знать несколько основных данных:
- Мощность потребителей, которые нужно подключать.
- Значение напряжения питающей сети.
- Значение необходимого напряжения во вторичной обмотке.
S = 1,2 * √P1.
А мощность Р1 = Р2 / КПД. Коэффициент полезного действия трансформатора никогда не будет более 0,8 (или 80%). Поэтому при расчете берется максимальное значение - 0,8.
Мощность во вторичной обмотке:
Р2 = U2 * I2.
Эти данные известны по умолчанию, поэтому произвести расчет не составит труда. Вот как понизить напряжение до 12 вольт, используя трансформатор. Но это не все: бытовая техника питается постоянным током, а на выходе вторичной обмотки - переменный. Потребуется совершить еще несколько преобразований.
Схема блока питания: выпрямитель и фильтр
Далее идет преобразование переменного тока в постоянный. Для этого используются полупроводниковые диоды или сборки. Самый простой тип выпрямителя состоит из одного диода. Называется он однополупериодный. Но максимальное распространение получила мостовая схема, которая позволяет не просто выпрямить переменный ток, но и избавиться максимально от пульсаций. Но такая схема преобразователя все равно неполная, так как от переменной составляющей одними полупроводниковыми диодами не избавиться. А понижающие трансформаторы способны преобразовать переменное напряжение в такое же по частоте, но с меньшим значением.
Электролитические конденсаторы используются в блоках питания в качестве фильтров. По теореме Кирхгофа, такой конденсатор в цепи переменного тока является проводником, а при работе с постоянным - разрывом. Поэтому постоянная составляющая будет протекать беспрепятственно, а переменная замкнется сама на себя, следовательно, не пройдет дальше этого фильтра. Простота и надежность - это именно то, что характеризует такие фильтры. Также могут применяться сопротивления и индуктивности для сглаживания пульсаций. Подобные конструкции используются даже в автомобильных генераторах.
Стабилизация напряжения
Вы узнали, как понизить напряжение до нужного уровня. Теперь его нужно стабилизировать. Для этого используются специальные приборы - стабилитроны, которые изготовлены из полупроводниковых компонентов. Они устанавливаются на выходе блока питания постоянного тока. Принцип работы заключается в том, что полупроводник способен пропустить определенное напряжение, излишек преобразуется в тепло и отдается посредством радиатора в атмосферу. Другими словами, если на выходе БП 15 вольт, а установлен стабилизатор на 12 В, то он пропустит именно столько, сколько нужно. А разница в 3 В пойдет на нагрев элемента (закон сохранения энергии действует).
Заключение
Совершенно другая конструкция - это стабилизатор напряжения понижающий, он делает несколько преобразований. Сначала напряжение сети преобразуется в постоянное с большой частотой (до 50 000 Гц). Оно стабилизируется и подается на импульсный трансформатор. Далее происходит обратное преобразование до рабочего напряжения (сетевого или меньшего по значению). Благодаря использованию электронных ключей (тиристоров) постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимой частотой (в сетях нашей страны - 50 Гц).