Cos f kondensatorlarning silliq zaryadlanishi. Silliq quvvatli zaryadlash: nimani tanlash kerak? Sergey Chemezov: "Rostec" allaqachon dunyodagi eng yirik o'nta muhandislik korporatsiyasidan biri

Loyihalashda kuchaytirgich quvvat manbalari Ko'pincha kuchaytirgichning o'zi bilan hech qanday aloqasi bo'lmagan yoki ishlatilgan element bazasining natijasi bo'lgan muammolar paydo bo'ladi. Shunday qilib, quvvat manbalarida tranzistorli kuchaytirgichlar Yuqori quvvat bilan muammo ko'pincha elektr ta'minotini uzluksiz yoqish, ya'ni juda katta quvvatga ega bo'lishi mumkin bo'lgan silliqlash filtridagi elektrolitik kondansatörlarning sekin zaryadlanishini ta'minlash bilan bog'liq va tegishli choralar ko'rmasdan oddiygina bo'ladi. yoqish paytida rektifikator diodlariga zarar yetkazing.

Har qanday quvvatning quvur kuchaytirgichlari uchun quvvat manbalarida besleme kechikishini ta'minlash kerak yuqori anod kuchlanishi lampalarni isitishdan oldin, katodning muddatidan oldin tugashiga yo'l qo'ymaslik va natijada chiroqning ishlash muddatini sezilarli darajada qisqartirish uchun. Albatta, kenotron rektifikatoridan foydalanilganda, bu muammo o'z-o'zidan hal qilinadi. Ammo agar siz LC filtrli an'anaviy ko'prik rektifikatoridan foydalansangiz, qo'shimcha qurilmasiz qilolmaysiz.

Yuqoridagi ikkala muammo ham tranzistorga, ham quvur kuchaytirgichiga osongina o'rnatilishi mumkin bo'lgan oddiy qurilma tomonidan hal qilinishi mumkin.

Qurilma diagrammasi.

Yumshoq ishga tushirish moslamasining sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan:

Kattalashtirish uchun bosing

TP1 transformatorining ikkilamchi o'rashidagi o'zgaruvchan kuchlanish Br1 diodli ko'prigi tomonidan rektifikatsiya qilinadi va o'rnatilgan stabilizator VR1 tomonidan barqarorlashtiriladi. Rezistor R1 C3 kondansatkichining silliq zaryadlanishini ta'minlaydi. Undagi kuchlanish chegara qiymatiga yetganda, T1 tranzistori ochilib, Rel1 o'rni ishlashiga olib keladi. Rezistor R2 qurilma o'chirilganida C3 kondansatörining zaryadsizlanishini ta'minlaydi.

Qo'shish imkoniyatlari.

Rel1 o'rni kontakt guruhi kuchaytirgich turiga va quvvat manbai tashkil etilishiga qarab ulanadi.

Masalan, elektr ta'minotidagi kondansatkichlarning silliq zaryadlanishini ta'minlash tranzistorli quvvat kuchaytirgich, taqdim etilgan qurilma quvvat yo'qotishlarini bartaraf etish uchun kondansatkichlarni zaryad qilgandan keyin balast rezistorini chetlab o'tish uchun ishlatilishi mumkin. Mumkin bo'lgan ulanish opsiyasi diagrammada ko'rsatilgan:

Sug'urta va balast qarshiligining qiymatlari ko'rsatilmagan, chunki ular kuchaytirgichning kuchi va tekislash filtri kondensatorlarining sig'imi asosida tanlanadi.

Quvur kuchaytirgichida taqdim etilgan qurilma besleme kechikishini tashkil etishga yordam beradi yuqori anod kuchlanishi lampalar isishidan oldin, bu ularning xizmat muddatini sezilarli darajada uzaytirishi mumkin. Mumkin bo'lgan qo'shilish varianti rasmda ko'rsatilgan:

Bu erda kechikish davri filament transformatori bilan bir vaqtda yoqiladi. Yoritgichlar qizdirilgach, Rel1 o'rni yoqiladi, buning natijasida anod transformatoriga tarmoq kuchlanishi beriladi.

Agar kuchaytirgich lampaning filament zanjirlarini va anod kuchlanishini quvvatlantirish uchun bitta transformatordan foydalansa, o'rni kontakt guruhini ikkilamchi o'rash pallasiga o'tkazish kerak. anod kuchlanishi.

O'chirishni kechiktirish sxemasining elementlari (yumshoq ishga tushirish):

• Sug'urta: 220V 100mA,
• Transformator: chiqish kuchlanishi 12-14V bo'lgan har qanday kam quvvatli,
• Diodli ko'prik: parametrlari 35V / 1A va undan yuqori bo'lgan har qanday kichik o'lchamli,
• Kondensatorlar: C1 - 1000uF 35V, C2 - 100nF 63V, C3 - 100uF 25V,
• Rezistorlar: R1 - 220 kOm, R2 - 120 kOm,
• Transistor: IRF510,
• Integral stabilizator: 7809, LM7809, L7809, MC7809 (7812),
• O'rnimizni: ishlaydigan o'rash kuchlanishi 9V (7812 uchun 12V) va tegishli quvvatning kontakt guruhi bilan.

Past oqim iste'moli tufayli stabilizator chipi va dala effektli tranzistor o'rnatilishi mumkin radiatorlarsiz.

Biroq, kimdir kichik o'lchamli bo'lsa ham, qo'shimcha transformatordan voz kechish va kechikish pallasini filament kuchlanishidan quvvatlantirish g'oyasiga ega bo'lishi mumkin. Filament kuchlanishining standart qiymati ~6,3V ekanligini hisobga olsak, siz L7809 stabilizatorini L7805 bilan almashtirishingiz va o'rash kuchlanishi 5V bo'lgan o'rni ishlatishingiz kerak bo'ladi. Bunday o'rni odatda sezilarli oqimni iste'mol qiladi, bu holda mikrosxema va tranzistorni kichik radiatorlar bilan jihozlash kerak bo'ladi.

12V o'rashli o'rni ishlatganda (qandaydir keng tarqalgan), o'rnatilgan stabilizator chipini 7812 (L7812, LM7812, MC7812) bilan almashtirish kerak.

Diagrammada ko'rsatilgan R1 rezistor va C3 kondansatkichlarining qiymatlari bilan kechikish vaqti qo'shimchalar buyurtma qilinadi 20 soniya. Vaqt oralig'ini oshirish uchun C3 kondensatorining sig'imini oshirish kerak.

Maqola "Audio Express" jurnali materiallari asosida tayyorlangan.

RadioGazeta bosh muharriri tomonidan bepul tarjima.

Agar siz rezistor va kondansatkichni ulasangiz, ehtimol siz eng foydali va ko'p qirrali sxemalardan birini olasiz.

Bugun men undan foydalanishning ko'plab usullari haqida gapirishga qaror qildim. Lekin birinchi navbatda, har bir element haqida alohida:

Rezistorning vazifasi oqimni cheklashdir. Bu statik element bo'lib, uning qarshiligi o'zgarmaydi, biz hozir termal xatolar haqida gapirmayapmiz - ular unchalik katta emas. Rezistor orqali o'tadigan oqim Ohm qonuni bilan belgilanadi - I=U/R, bu erda U - qarshilik terminallaridagi kuchlanish, R - uning qarshiligi.

Kondensator qiziqroq narsa. U qiziqarli xususiyatga ega - u zaryadsizlanganda, u deyarli qisqa tutashuv kabi harakat qiladi - oqim u orqali cheklovsiz oqadi, cheksizlikka shoshiladi. Va undagi kuchlanish nolga intiladi. Zaryadlanganda, u uzilishga o'xshaydi va oqim u orqali o'tishni to'xtatadi va undagi kuchlanish zaryadlovchi manbaga teng bo'ladi. Qiziqarli munosabatlar chiqadi - oqim bor, kuchlanish yo'q, kuchlanish bor - oqim yo'q.

Bu jarayonni tasavvur qilish uchun havo sharini... um... suv bilan to‘ldirilgan sharni tasavvur qiling. Suv oqimi oqimdir. Elastik devorlardagi suv bosimi stressga tengdir. Endi qarang, to'p bo'sh bo'lsa - suv erkin oqadi, katta oqim bor, lekin hali bosim deyarli yo'q - kuchlanish past. Keyin, to'p to'ldirilganda va bosimga qarshilik ko'rsatishni boshlaganda, devorlarning elastikligi tufayli oqim tezligi sekinlashadi va keyin butunlay to'xtaydi - kuchlar teng, kondansatör zaryadlanadi. Cho'zilgan devorlarda keskinlik bor, lekin oqim yo'q!

Endi, agar siz tashqi bosimni olib tashlasangiz yoki kamaytirsangiz, quvvat manbasini olib tashlang, keyin suv elastiklik ta'sirida qaytib oqadi. Bundan tashqari, agar kontaktlarning zanglashiga olib yopilgan bo'lsa va manba kuchlanishi kondansatkichdagi kuchlanishdan past bo'lsa, kondansatördan keladigan oqim orqaga qaytadi.

Kondensator quvvati. Nima bu?
Nazariy jihatdan cheksiz kattalikdagi zaryad har qanday ideal kondansatkichga quyilishi mumkin. Shunchaki, bizning to'pimiz ko'proq cho'ziladi va devorlar ko'proq bosim, cheksiz ko'proq bosim hosil qiladi.
Faradlar haqida nima deyish mumkin, sig'im ko'rsatkichi sifatida kondansatör tomonida nima yozilgan? Va bu faqat kuchlanishning zaryadga bog'liqligi (q = CU). Kichkina kondansatör uchun zaryadlashdan kuchlanish oshishi yuqori bo'ladi.

Cheksiz baland devorlarga ega ikkita ko'zoynakni tasavvur qiling. Biri tor, probirkaga o'xshab, ikkinchisi keng, havzaga o'xshaydi. Ulardagi suv darajasi keskinlikdir. Pastki joy - bu konteyner. Ikkalasini ham bir litr suv bilan to'ldirish mumkin - teng zaryad. Ammo probirkada sathi bir necha metrga ko'tariladi va havzada u eng tubiga sachraydi. Kichik va katta sig'imga ega bo'lgan kondansatkichlarda ham.
Siz uni xohlagancha to'ldirishingiz mumkin, ammo kuchlanish boshqacha bo'ladi.

Bundan tashqari, haqiqiy hayotda kondensatorlar uzilish kuchlanishiga ega, shundan so'ng u kondansatör bo'lishni to'xtatadi, lekin foydalanish mumkin bo'lgan o'tkazgichga aylanadi :)

Kondensator qanchalik tez zaryadlanadi?
Ideal sharoitlarda, bizda nol ichki qarshilik, ideal supero'tkazuvchi simlar va mutlaqo benuqson kondansatkichga ega bo'lgan cheksiz kuchli kuchlanish manbai bo'lsa, bu jarayon bir zumda sodir bo'ladi, vaqt 0 ga teng, shuningdek, zaryadsizlanish.

Lekin, aslida, har doim ochiq qarshilik mavjud - banal qarshilik kabi yoki yashirin, masalan, simlarning qarshiligi yoki kuchlanish manbasining ichki qarshiligi.
Bunday holda, kondansatörning zaryadlash tezligi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligiga va kondansatkichning sig'imiga bog'liq bo'ladi va zaryadning o'zi quyidagilarga muvofiq oqadi. eksponensial qonun.

Va bu qonun bir nechta xarakterli miqdorlarga ega:

• T - doimiy vaqt, bu qiymat maksimalning 63% ga yetadigan vaqt. 63% tasodifan olinmagan, bu to'g'ridan-to'g'ri VALUE T =max—1/e*max formulasi bilan bog'liq.
• 3T - va uch marta doimiy bo'lganda, qiymat maksimalning 95% ga etadi.

RC zanjiri uchun vaqt konstantasi T=R*C.

Qarshilik qanchalik past bo'lsa va sig'im past bo'lsa, kondansatör tezroq zaryadlanadi. Agar qarshilik nolga teng bo'lsa, zaryadlash vaqti nolga teng.

Keling, 1 uF kondansatör 1 kOhm qarshilik orqali 95% gacha zaryadlanishi uchun qancha vaqt kerakligini hisoblaylik:
T= C*R = 10 -6 * 10 3 = 0,001c
3T = 0,003s Bu vaqtdan keyin kondansatördagi kuchlanish manba kuchlanishining 95% ga etadi.

Bo'shatish xuddi shu qonunga amal qiladi, faqat teskari. Bular. T vaqtdan keyin kondansatörda faqat 100% - 63% = 37% asl kuchlanish qoladi va 3T dan keyin ham kamroq - 5%.

Xo'sh, kuchlanishni etkazib berish va chiqarish bilan hamma narsa aniq. Agar kuchlanish qo'llanilsa va keyin bosqichma-bosqich oshirilsa va keyin ham bosqichma-bosqich zaryadsizlansa nima bo'ladi? Bu erda vaziyat deyarli o'zgarmaydi - kuchlanish ko'tarildi, kondansatör unga xuddi shu qonunga muvofiq, bir xil vaqt doimiysi bilan zaryadlangan - 3T vaqtdan keyin uning kuchlanishi yangi maksimalning 95% ni tashkil qiladi.
U biroz tushib ketdi - u qayta zaryadlandi va 3T dan keyin undagi kuchlanish yangi minimaldan 5% yuqori bo'ladi.
Men sizga nima deyman, buni ko'rsatgan ma'qul. Bu erda multisim-da men aqlli qadam signal generatorini yaratdim va uni integratsiyalashgan RC zanjiriga berdim:

Uning qanday tebranayotganini ko'ring :) Iltimos, zinapoyaning balandligidan qat'i nazar, zaryad va zaryadsizlanish har doim bir xil davom etishini unutmang!!!

Kondensator qanday qiymatga qadar zaryadlanishi mumkin?
Nazariy jihatdan, ad infinitum, devorlari cheksiz cho'zilgan to'p. Aslida, to'p ertami-kechmi yorilib ketadi va kondansatör o'tib ketadi va qisqa tutashuv sodir bo'ladi. Shuning uchun barcha kondensatorlar muhim parametrga ega - yakuniy kuchlanish. Elektrolitlarda u ko'pincha yon tomonda yoziladi, ammo keramikalarda uni ma'lumotnomalarda ko'rish kerak. Ammo u erda odatda 50 voltdan. Umuman olganda, kondensatorni tanlashda uning maksimal kuchlanishi kontaktlarning zanglashiga olib qaraganda past bo'lmasligini ta'minlash kerak. Qo'shimcha qilamanki, o'zgaruvchan kuchlanish uchun kondansatkichni hisoblashda siz maksimal kuchlanishni 1,4 baravar yuqori tanlashingiz kerak. Chunki o'zgaruvchan kuchlanish bo'yicha samarali qiymat ko'rsatiladi va uning maksimal lahzali qiymati undan 1,4 baravar oshadi.

Yuqoridagilardan nima kelib chiqadi? Va haqiqat shundaki, agar kondansatkichga doimiy kuchlanish qo'llanilsa, u shunchaki zaryadlanadi va bu ham shunday. Qiziq shu yerda tugaydi.

Agar o'zgaruvchini yuborsangiz nima bo'ladi? Ko'rinib turibdiki, u zaryadlanadi yoki zaryadsizlanadi va oqim zanjirda oldinga va orqaga oqadi. Harakat! Hozirgi bor!

Ma'lum bo'lishicha, plitalar orasidagi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan jismoniy tanaffusga qaramay, o'zgaruvchan tok kondansatör orqali osongina o'tadi, lekin to'g'ridan-to'g'ri oqim zaif oqadi.

Bu bizga nima beradi? Va kondansatör o'zgaruvchan va to'g'ridan-to'g'ri oqimni mos keladigan qismlarga ajratish uchun o'ziga xos ajratuvchi bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Vaqt o'zgaruvchan har qanday signal ikki komponentning yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin - o'zgaruvchan va doimiy.

Masalan, klassik sinusoid faqat o'zgaruvchan qismga ega va doimiy nolga teng. To'g'ridan-to'g'ri oqim bilan bu aksincha. Agar bizda sinusoid o'zgargan bo'lsa-chi? Yoki doimiy shovqin bilanmi?

Signalning AC va DC komponentlari osongina ajratiladi!
Bir oz yuqoriroq, men sizga kuchlanish o'zgarganda kondansatör qanday zaryadlangan va zaryadsizlanishini ko'rsatdim. Shunday qilib, o'zgaruvchan komponent konderdan portlash bilan o'tadi, chunki faqat u kondansatkichni zaryadini faol ravishda o'zgartirishga majbur qiladi. Doimiy avvalgidek qoladi va kondansatkichga yopishib qoladi.

Ammo kondansatör o'zgaruvchan komponentni doimiydan samarali ajratishi uchun o'zgaruvchan komponentning chastotasi 1/T dan past bo'lmasligi kerak.

RC zanjirini faollashtirishning ikki turi mumkin:
Integratsiyalash va farqlash. Ular, shuningdek, past o'tkazuvchan filtr va yuqori o'tkazuvchan filtrdir.

Past o'tkazuvchan filtr doimiy komponentni o'zgarmasdan o'tkazadi (chunki uning chastotasi nolga teng, undan pastroq joy yo'q) va 1/T dan yuqori bo'lgan hamma narsani bostiradi. To'g'ridan-to'g'ri komponent to'g'ridan-to'g'ri o'tadi va o'zgaruvchan komponent kondansatör orqali erga o'chiriladi.
Bunday filtr integratsiya zanjiri deb ham ataladi, chunki chiqish signali, go'yo birlashtirilgan. Integral nima ekanligini eslaysizmi? Egri chiziq ostidagi maydon! Bu chiqadi.

Va bu farqlovchi sxema deb ataladi, chunki chiqishda biz kirish funktsiyasining differentsialini olamiz, bu funktsiyaning o'zgarish tezligidan boshqa narsa emas.

• 1-bo'limda kondansatör zaryadlanadi, ya'ni u orqali oqim o'tadi va qarshilik bo'ylab kuchlanish pasayishi bo'ladi.
• 2-bo'limda zaryadlash tezligida keskin o'sish kuzatiladi, ya'ni oqim keskin kuchayadi, so'ngra rezistorda kuchlanish pasayadi.
• 3-bo'limda kondansatör oddiygina mavjud potentsialni ushlab turadi. U orqali oqim o'tmaydi, ya'ni qarshilikdagi kuchlanish ham nolga teng.
• Xo'sh, 4-bo'limda kondansatör zaryadsizlana boshladi, chunki ... kirish signali kuchlanishidan pastroq bo'ldi. Oqim teskari yo'nalishda o'tdi va rezistorda allaqachon salbiy kuchlanish pasayishi mavjud.

Va agar biz kirishga juda tik qirralari bo'lgan to'rtburchak pulsni qo'llasak va kondansatkichning sig'imini kichikroq qilsak, biz quyidagi ignalarni ko'ramiz:

to'rtburchak. Xo'sh, nima? To'g'ri - chiziqli funktsiyaning hosilasi doimiydir, bu funktsiyaning qiyaligi doimiyning belgisini aniqlaydi.

Muxtasar qilib aytganda, agar siz matematika kursida o'qiyotgan bo'lsangiz, unda siz xudosiz Mathcad, jirkanch Maple haqida unutishingiz, Matlab matritsasi bid'atini boshingizdan chiqarib tashlashingiz va omboringizdan bir hovuch analog bo'sh narsalarni chiqarib, o'zingizni lehimlashingiz mumkin. haqiqatan ham HAQIQIY analog kompyuter :) O'qituvchi hayratda qoladi :)

To'g'ri, integratorlar va differentsiatorlar odatda faqat rezistorlar yordamida amalga oshirilmaydi, bu erda operatsion kuchaytirgichlar qo'llaniladi. Hozircha bu narsalarni google-da qidirishingiz mumkin, qiziqarli narsa :)

Va bu erda men ikkita yuqori va past chastotali filtrlarga muntazam to'rtburchaklar signal berdim. Va ulardan osiloskopga chiqishlari:

Bu erda biroz kattaroq bo'lim:

Ishga tushganda, kondensator zaryadsizlanadi, u orqali tok to'la va undagi kuchlanish ahamiyatsiz - RESET kirishida qayta o'rnatish signali mavjud. Ammo tez orada kondansatör zaryadlanadi va T dan keyin uning kuchlanishi allaqachon mantiqiy darajada bo'ladi va qayta tiklash signali endi RESET ga yuborilmaydi - MK ishga tushadi.
Va uchun AT89C51 RESET ning teskarisini tashkil qilish kerak - birinchi navbatda bitta, keyin esa nol. Bu erda vaziyat aksincha - kondanser zaryadlanmagan bo'lsa, u orqali katta oqim o'tadi, Uc - undagi kuchlanishning pasayishi kichik Uc = 0. Bu shuni anglatadiki, RESET ta'minot kuchlanishidan bir oz kamroq kuchlanish bilan ta'minlanadi Usuply-Uc=Upsupply.
Ammo kondanser zaryadlanganda va undagi kuchlanish besleme zo'riqishida (Upit = Uc) yetganda, RESET pinida allaqachon Upit-Uc = 0 bo'ladi.

Analog o'lchovlar
Ammo qayta o'rnatish zanjirlariga e'tibor bermang, bu erda RC sxemasining ADC'lari bo'lmagan mikrokontrollerlar bilan analog qiymatlarni o'lchash qobiliyatidan foydalanish qiziqroq.
Kondensatordagi kuchlanish qat'iy ravishda bir xil qonun - eksponentsial bo'yicha o'sib borishi haqiqatidan foydalanadi. Supero'tkazuvchilar, qarshilik va ta'minot kuchlanishiga qarab. Bu shuni anglatadiki, u ilgari ma'lum bo'lgan parametrlarga ega mos yozuvlar kuchlanishi sifatida ishlatilishi mumkin.

Bu oddiygina ishlaydi, biz kondansatördan analog komparatorga kuchlanishni qo'llaymiz va o'lchangan kuchlanishni komparatorning ikkinchi kirishiga ulaymiz. Va biz kuchlanishni o'lchamoqchi bo'lganimizda, biz kondansatkichni tushirish uchun avval pinni pastga tortamiz. Keyin biz uni Hi-Z rejimiga qaytaramiz, uni qayta o'rnatamiz va taymerni ishga tushiramiz. Va keyin kondensator rezistor orqali zaryadlashni boshlaydi va komparator RC dan kuchlanish o'lchanganiga yetganini xabar qilishi bilan biz taymerni to'xtatamiz.

Qaysi qonunga ko'ra, RC pallasining mos yozuvlar kuchlanishi vaqt o'tishi bilan ortib borishini bilib, shuningdek, taymer qancha vaqt ishlayotganini bilsak, biz komparator ishga tushirilganda o'lchangan kuchlanish nimaga teng ekanligini aniq bilib olamiz. Bundan tashqari, bu erda ko'rsatkichlarni hisoblash shart emas. Kondensatorni zaryad qilishning dastlabki bosqichida u erda bog'liqlik chiziqli deb taxmin qilishimiz mumkin. Yoki aniqroq bo‘lishni istasangiz, ko‘rsatkichni bo‘lak-bo‘lak chiziqli funksiyalar bilan yaqinlashtiring, rus tilida esa uning taxminiy shaklini bir necha to‘g‘ri chiziqlar bilan chizing yoki qiymatning vaqtga bog‘liqligi jadvalini tuzing, qisqasi, usullar oddiy.

Agar sizda analog kalit bo'lishi kerak bo'lsa, lekin ADC yo'q bo'lsa, unda siz komparatorni ishlatishingiz shart emas. Kondensator osilgan oyog'ini silkitib, uni o'zgaruvchan rezistor orqali zaryadlang.

T ni o'zgartirib, sizga eslatib o'taman, T = R * C va bizda C = const borligini bilib, biz R qiymatini hisoblashimiz mumkin. Bundan tashqari, yana, bu erda matematik apparatni ulash shart emas, aksariyat hollarda hollarda ba'zi shartli to'tiqushlarda, masalan, taymer belgilarida o'lchovlarni olish kifoya. Yoki siz qarshilikni o'zgartirmasdan, balki boshqa yo'l bilan borishingiz mumkin, lekin sig'imni o'zgartirishingiz mumkin, masalan, tanangizning sig'imini unga ulash orqali ... nima bo'ladi? To'g'ri - sensorli tugmalar!

Agar biror narsa aniq bo'lmasa, tashvishlanmang, men tez orada ADC ishlatmasdan analog uskunani mikrokontrollerga qanday ulash haqida maqola yozaman. Men u erda hamma narsani batafsil tushuntiraman.

Sizda ajoyib otashinlar bor. Bir nechta LED yoritilishi bilanoq, LM317-dagi kuchlanish chegaraga o'tadi va katta portlash bo'ladi.

450v = 80 Joulda 1000 mikrofarad. Muammolar bo'lsa, kondansatör shunchalik quriydiki, u etarli emasdek tuyuladi. Ammo muammolar bo'ladi, chunki siz kondansatkichni hatto 1 kV impulsni kirishda ushlab turishi mumkin bo'lgan muhitga mutlaqo zaxirasiz qo'ygansiz.

Maslahat - oddiy puls drayverini yarating. Va bu galvanik izolyatsiya va filtrlarsiz "mohir qo'llar" doirasi emas.

Ushbu sxemani shartli ravishda to'g'ri deb qabul qilsak ham, u jiringlamasligi uchun LM317 atrofida keramik kondansatkichlarni joylashtirishingiz kerak.

Va ha, tranzistor orqali oqimni cheklash boshqacha tarzda amalga oshiriladi - sizning sxemangizda u shunchaki portlaydi, chunki dastlab tarmoq E-K birikmasiga ulanadi.

Va sizning ajratgichingiz EB ulanishiga 236 voltni qo'llaydi, bu ham tranzistorning portlashiga olib keladi.

Bir nechta tushuntirishlardan so'ng, siz nimaga erishmoqchi ekanligingiz aniq bo'ldi: ketma-ket ulangan LEDlarning bir nechta davrlari uchun umumiy quvvat manbai. Siz asosiy muammoni filtr kondensatorining silliq zaryadlash bloki deb hisobladingiz. Menimcha, bunday sxemada yana bir qancha muhim joylar mavjud. Lekin birinchi navbatda, savol mavzusida.

1000 mkF - o'nlab milliamperlar emas, balki 0,5 ... 3 amperlik yuk oqimi uchun mos qiymat (u erda 22 ... 50 mF etarli). Agar siz yorqinlikni 4...20 soniya davomida silliq oshirishingiz kerak bo'lsa, tranzistor o'rnatilishi mumkin - lekin sizda bir nechta gulchambarlar bor! Ular haqiqatan ham bir vaqtning o'zida butun kvartirada boshlashlari kerakmi? Kalitlar haqida - ~ 220 voltli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan standart o'rniga, kondansatör va gulchambar o'rtasida kalitni o'rnatish orqali ~ 310 voltli kontaktlarning zanglashiga olib o'tishni xohlaysizmi? Ushbu yechim hech bo'lmaganda "aqlli uy" uchun asosli ko'rinadi (va undagi hamma narsa aniq emas), lekin oddiy kvartirada buni qilishning ma'nosi yo'q. Unda har bir gulchambar uchun o'ziga xos elektr ta'minotini o'rnatish to'g'riroq - keyin oddiy o'ta arzon (va ancha ishonchli!) lentalardan foydalanish ancha foydali bo'ladi. parallel 12 voltli LEDlar, lekin uy qurilishi seriyali emas, ularda bitta diodning yonishi sizni yorug'likdan butunlay mahrum qiladi.
Yumshoq zaryadlash blokining yana bir maqsadi - to'g'rilash diodlarini yoqish paytida, kondansatör to'liq zaryadsizlanganda takroriy ortiqcha yuklanishdan himoya qilish. Ammo bu muammoni ancha sodda usul bilan butunlay hal qilish mumkin - T1 va R1, R3 o'rniga 0,5...3 ohmgacha qizdirilganda pasayib ketadigan bir necha o'nlab ohmlik qarshilikka ega termistorni kiritish kerak, bu Bu sizniki bilan bir xil yuk oqimida yillar davomida ishonchli ishlaydigan yuz millionlab kompyuter quvvat manbalarida amalga oshiriladi. Bunday termistorni har qanday o'lik kompyuter quvvat manbaidan olishingiz mumkin.

Va nihoyat, sizning savolingizda bo'lmagan narsa haqida, lekin bu sizning e'tiboringizni tortadi - LM317-dagi ortiqcha tarmoq kuchlanishini o'zlashtiradigan joriy stabilizator haqida. Gap shundaki, bunday stub faqat 3 dan 40 voltgacha ishlaydi. Sog'lom shahar tarmog'ida tarmoq kuchlanishiga tolerantlik 10% ni tashkil qiladi, ya'ni. 198 dan 242 voltgacha. Bu shuni anglatadiki, agar siz stubni pastki chegarada hisoblagan bo'lsangiz (va bu odatda amalga oshiriladi), u holda yuqori chegarada stubdagi kuchlanish ruxsat etilgan 40 voltdan oshib ketadi. Agar siz uni diapazonning yuqori qismiga (ya'ni, 242) o'rnatsangiz, u holda pastki chegarada stubdagi kuchlanish 3 voltdan pastga tushadi va u endi oqimni barqarorlashtirmaydi. Tarmoq kuchlanishining o'zgarishi ancha kengroq bo'lgan qishloq joylarida ushbu sxema bilan nima sodir bo'lishi haqida hech narsa aytmayman. Shunday qilib, bunday sxema faqat barqaror tarmoq kuchlanishi bilan normal ishlaydi - lekin barqaror tarmoq bilan stabilizator kerak emas, uni oddiy rezistor bilan mukammal almashtirish mumkin.

O'zgarmas kuchlanishli quvvat manbaiga sig'imi C va qarshiligi R bo'lgan rezistordan iborat zaryadlanmagan kondansatkichdan tashkil topgan sxemani U kuchlanishli quvvat manbaiga ulaymiz (16-4-rasm).

Kondensatorni yoqish momentida hali zaryadlanmaganligi sababli, undagi kuchlanish.Shuning uchun zanjirda vaqtning boshlang'ich momentida R qarshiligidagi kuchlanishning pasayishi U ga teng bo'ladi va oqim paydo bo'ladi, quvvat. qaysi

Guruch. 16-4. Kondensatorni zaryadlash.

I oqimining o'tishi kondansatkichda Q zaryadining asta-sekin to'planishi bilan birga keladi, unda kuchlanish paydo bo'ladi va R qarshiligidagi kuchlanish pasayishi kamayadi:

Kirxgofning ikkinchi qonunidan kelib chiqqan holda. Shuning uchun, joriy kuch

kamayadi, zaryad to'planish tezligi Q ham pasayadi, chunki zanjirdagi oqim

Vaqt o'tishi bilan kondansatör zaryadlashda davom etadi, lekin Q zaryadi va undagi kuchlanish tobora sekin o'sib boradi (16-5-rasm), zanjirdagi oqim esa kuchlanish farqiga mutanosib ravishda asta-sekin kamayadi.

Guruch. 16-5. Kondensatorni zaryad qilishda oqim va kuchlanishning o'zgarishi grafigi.

Etarlicha katta vaqt oralig'idan so'ng (nazariy jihatdan cheksiz uzoq) kondansatördagi kuchlanish quvvat manbai kuchlanishiga teng qiymatga etadi va oqim nolga teng bo'ladi - kondansatörning zaryadlash jarayoni tugaydi.

Kondensatorni zaryad qilish jarayoni uzoqroq bo'lsa, oqimni cheklaydigan R zanjirining qarshiligi qanchalik katta bo'lsa va kondansatör C ning sig'imi shunchalik katta bo'ladi, chunki katta sig'im bilan kattaroq zaryad to'planishi kerak. Jarayonning tezligi sxemaning vaqt konstantasi bilan tavsiflanadi

qancha ko'p bo'lsa, jarayon shunchalik sekinroq bo'ladi.

Zanjirning vaqt konstantasi vaqt o'lchamiga ega, chunki

O'chirish davri yoqilgan paytdan boshlab vaqt oralig'idan so'ng, ga teng, kondansatkichdagi kuchlanish quvvat manbai kuchlanishining taxminan 63% ga etadi va intervaldan keyin kondansatkichni zaryadlash jarayoni tugallangan deb hisoblanishi mumkin.

Zaryad olayotganda kondansatör bo'ylab kuchlanish

ya'ni quvvat manbaining doimiy kuchlanishi va eksponensial funktsiya qonuniga ko'ra vaqt o'tishi bilan kamayib boradigan erkin kuchlanish o'rtasidagi farqga tengdir U qiymatdan nolga (16-5-rasm).

Kondensatorni zaryadlash oqimi

Boshlang'ich qiymatdan oqim asta-sekin eksponensial funktsiya qonuniga muvofiq kamayadi (16-5-rasm).

b) Kondensatorning zaryadsizlanishi

Keling, quvvat manbaidan qarshilik R bo'lgan rezistor orqali U kuchlanishiga zaryadlangan C kondansatörü zaryadsizlantirish jarayonini ko'rib chiqaylik (16-6-rasm, kalit 1-pozitsiyadan 2-holatga o'tkaziladi).

Guruch. 16-6. Kondensatorni rezistorga tushirish.

Guruch. 16-7. Kondensatorni zaryadsizlantirishda oqim va kuchlanishning o'zgarishlar grafigi.

Dastlabki vaqtda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim paydo bo'ladi va kondansatör zaryadsizlana boshlaydi va undagi kuchlanish pasayadi. Voltaj pasayganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim ham kamayadi (16-7-rasm). Vaqt oralig'idan so'ng, kondansatördagi kuchlanish va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimi dastlabki qiymatlarning taxminan 1% gacha kamayadi va kondansatkichni zaryadsizlantirish jarayoni tugallangan deb hisoblanishi mumkin.

Bo'shatish paytida kondansatör kuchlanishi

ya'ni ko'rsatkichli funktsiya qonuniga ko'ra kamayadi (16-7-rasm).

Kondensatorni tushirish oqimi

ya'ni, kuchlanish kabi, xuddi shu qonunga muvofiq kamayadi (6-7-rasm).

Kondensatorni elektr maydonida zaryad qilishda to'plangan barcha energiya zaryadsizlanish vaqtida R qarshiligida issiqlik sifatida chiqariladi.

Quvvat manbaidan uzilgan zaryadlangan kondensatorning elektr maydoni uzoq vaqt davomida o'zgarishsiz qololmaydi, chunki kondansatkichning dielektri va uning terminallari orasidagi izolyatsiya ma'lum bir o'tkazuvchanlikka ega.

Dielektrik va izolyatsiyaning nomukammalligi tufayli kondansatkichning zaryadsizlanishi o'z-o'zidan tushirish deb ataladi. Kondensatorni o'z-o'zidan tushirish vaqtida doimiy vaqt plitalarning shakliga va ular orasidagi masofaga bog'liq emas.

Kondensatorni zaryadlash va zaryadsizlantirish jarayonlari vaqtinchalik jarayonlar deb ataladi.

Ko'pincha turli xil quvvat manbalarida yoqilganda boshlang'ich oqimining kuchlanishini cheklash vazifasi paydo bo'ladi. Buning sabablari boshqacha bo'lishi mumkin - o'rni kontaktlari yoki kalitlarining tez aşınması, filtr kondansatkichlarining ishlash muddatini qisqartirish va boshqalar. Men yaqinda shunga o'xshash muammoga duch keldim. Men kompyuterimda yaxshi server quvvat manbaidan foydalanaman, lekin kutish bo'limi muvaffaqiyatsiz amalga oshirilganligi sababli, asosiy quvvat o'chirilganida u qattiq qizib ketadi. Ushbu muammo tufayli men ikki marta kutish platasini ta'mirlashim va uning yonida joylashgan elektrolitlarning bir qismini o'zgartirishim kerak edi. Yechim oddiy edi - rozetkadan quvvat manbaini o'chiring. Ammo uning bir qator kamchiliklari bor edi - yoqilganda, yuqori voltli kondansatkich orqali kuchli oqim paydo bo'ldi, bu unga zarar etkazishi mumkin edi, bundan tashqari, 2 hafta o'tgach, qurilmaning elektr vilkasi yonib keta boshladi. Kerakli oqim cheklovchisini yaratishga qaror qilindi. Ushbu vazifaga parallel ravishda menda kuchli audio kuchaytirgichlar uchun xuddi shunday vazifa bor edi. Kuchaytirgichlardagi muammolar bir xil - kalit kontaktlarini yoqish, ko'prik diodlari va filtr elektrolitlari orqali oqim kuchayishi. Internetda juda ko'p kuchlanishli oqim cheklovchi sxemalarini topishingiz mumkin. Ammo ma'lum bir vazifa uchun ular bir qator kamchiliklarga ega bo'lishi mumkin - kerakli oqim uchun elektron elementlarni qayta hisoblash zarurati; kuchli iste'molchilar uchun - hisoblangan ajratilgan quvvat uchun zarur parametrlarni ta'minlaydigan quvvat elementlarini tanlash. Bundan tashqari, ba'zida ulangan qurilma uchun minimal boshlang'ich oqimini ta'minlash kerak bo'ladi, bu esa bunday sxemaning murakkabligini oshiradi. Ushbu muammoni hal qilish uchun oddiy va ishonchli echim bor - termistorlar.

1-rasm Termistor

Termistor yarimo'tkazgichli rezistor bo'lib, qizdirilganda qarshiligi keskin o'zgaradi. Bizning maqsadlarimiz uchun bizga salbiy harorat koeffitsienti bo'lgan termistorlar kerak - NTC termistorlari. NTC termistoridan oqim o'tganda, u qiziydi va uning qarshiligi pasayadi.

2-rasm TKS termistori

Bizni quyidagi termistor parametrlari qiziqtiradi:

25˚C da qarshilik

Maksimal barqaror oqim

Ikkala parametr ham maxsus termistorlar uchun hujjatlarda mavjud. Birinchi parametrdan foydalanib, biz uni termistor orqali ulashda yuk qarshiligidan o'tadigan minimal oqimni aniqlashimiz mumkin. Ikkinchi parametr termistorning maksimal quvvat sarfi bilan belgilanadi va yuk kuchi termistor orqali o'rtacha oqim bu qiymatdan oshmasligi kerak. Termistorning ishonchli ishlashi uchun siz ushbu oqimning qiymatini hujjatlarda ko'rsatilgan parametrning 20 foizidan kamini olishingiz kerak. To'g'ri termistorni tanlash va qurilmani yig'ish osonroq bo'ladi. Ammo siz ba'zi fikrlarni hisobga olishingiz kerak:

1. Termistor sovishi uchun uzoq vaqt kerak bo'ladi. Agar siz qurilmani o'chirsangiz va darhol uni qayta yoqsangiz, termistor past qarshilikka ega bo'ladi va himoya funktsiyasini bajarmaydi.
2. Oqimni oshirish uchun siz termistorlarni parallel ravishda ulay olmaysiz - parametrlarning tarqalishi tufayli ular orqali oqim juda katta farq qiladi. Ammo kerakli miqdordagi termistorlarni ketma-ket ulash juda mumkin.
3. Ish paytida termistor juda qizib ketadi. Uning yonidagi elementlar ham isitiladi.
4. Termistor orqali maksimal barqaror holatdagi oqim uning maksimal quvvati bilan cheklanishi kerak. Ushbu parametr hujjatlarda ko'rsatilgan. Ammo agar termistor qisqa oqim kuchlanishini cheklash uchun ishlatilsa (masalan, quvvat manbai dastlab yoqilganda va filtr kondansatörü zaryad olayotganda), u holda impuls oqimi kattaroq bo'lishi mumkin. Keyin termistorni tanlash uning maksimal impuls kuchi bilan cheklanadi.

Zaryadlangan kondensatorning energiyasi quyidagi formula bilan aniqlanadi:

E = (C*Vpeak²)/2

Bu erda E - jouldagi energiya, C - filtr kondensatorining sig'imi, Vpeak - filtr kondensatori zaryadlanadigan maksimal kuchlanish (bizning tarmoqlarimiz uchun siz 250V *√2 = 353V qiymatini olishingiz mumkin).

Agar hujjatlarda maksimal impuls quvvati ko'rsatilgan bo'lsa, unda ushbu parametr asosida siz termistorni tanlashingiz mumkin. Ammo, qoida tariqasida, bu parametr ko'rsatilmagan. Keyin termistor bilan xavfsiz zaryadlanishi mumkin bo'lgan maksimal quvvatni standart seriyali termistorlar uchun allaqachon hisoblangan jadvallardan hisoblash mumkin.

Men Joyindan NTC termistorlarining parametrlari bilan jadval oldim. Jadvalda ko'rsatilgan:

Rnom- 25 ° S haroratda termistorning nominal qarshiligi

Imax- termistor orqali maksimal oqim (maksimal barqaror holatdagi oqim)

Smax- sinov pallasida termistorga shikast etkazmasdan zaryadlangan maksimal quvvat (sinov kuchlanishi 350v)

Sinov qanday o'tkazilishini ettinchi sahifada ko'rishingiz mumkin.

Parametr haqida bir necha so'z Smax Hujjatlar shuni ko'rsatadiki, sinov pallasida kondansatör qo'shimcha energiya chiqaradigan termistor va cheklovchi rezistor orqali zaryadsizlanadi. Shuning uchun, termistorning bunday qarshiliksiz zaryadlashi mumkin bo'lgan maksimal xavfsiz quvvati kamroq bo'ladi. Men xorijiy tematik forumlarda ma'lumot qidirdim va ma'lumotlar berilgan termistorlar ko'rinishidagi cheklovchili odatiy sxemalarni ko'rib chiqdim. Ushbu ma'lumotlarga asoslanib, siz uchun koeffitsientni olishingiz mumkin Smax haqiqiy sxemada 0,65, bu orqali jadvaldagi ma'lumotlarni ko'paytirish.

Ism	Rnom,	Imax,	Smax,
ddiametri 8 mm
diametri 10 mm
diametri 13 mm
diametri 15 mm
diametri 20 mm

Joyindan NTC termistorlarining parametrlari jadvali

Bir nechta bir xil NTC termistorlarini ketma-ket ulash orqali biz ularning har birining maksimal impuls energiyasiga bo'lgan talablarni kamaytiramiz.

Sizga bir misol keltiraman. Misol uchun, kompyuter quvvat manbaini yoqish uchun termistorni tanlashimiz kerak. Kompyuterning maksimal quvvat iste'moli 700 vatt. Biz boshlang'ich oqimini 2-2,5A ga cheklashni xohlaymiz. Quvvat manbai 470 mkF filtrli kondansatkichni o'z ichiga oladi.

Biz samarali joriy qiymatni hisoblaymiz:

I = 700W / 220V = 3.18A

Yuqorida yozganimdek, termistorning ishonchli ishlashi uchun biz ushbu qiymatdan 20% kattaroq bo'lgan hujjatlardan maksimal barqaror oqimni tanlaymiz.

Imax = 3,8A

2,5A boshlang'ich oqimi uchun kerakli termistor qarshiligini hisoblaymiz

R = (220V*√2)/2,5A = 124 Ohm

Jadvaldan biz kerakli termistorlarni topamiz. Ketma-ket ulangan 6 ta JNR15S200L termistorlari bizning ehtiyojlarimizga mos keladi Imax, umumiy qarshilik. Ular zaryadlashi mumkin bo'lgan maksimal quvvat 680 mkF * 6 * 0,65 = 2652 mkF bo'ladi, bu bizga kerak bo'lgandan ham ko'proq. Tabiiyki, pasayish bilan Vpeak, termistorning maksimal impuls kuchiga qo'yiladigan talablar ham kamayadi. Bizning qaramligimiz kuchlanish kvadratiga bog'liq.

Va termistorlarni tanlash haqida oxirgi savol. Agar maksimal impuls kuchi uchun zarur bo'lgan termistorlarni tanlagan bo'lsak-chi, lekin ular bizga mos kelmasa? Imax(doimiy yuk ular uchun juda katta) yoki qurilmaning o'zida doimiy isitish manbai kerak emasmi? Buni amalga oshirish uchun biz oddiy echimdan foydalanamiz - biz kondansatkichni zaryad qilgandan so'ng yoqadigan termistor bilan parallel ravishda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan boshqa kalitni qo'shamiz. Men cheklovchida nima qildim. Mening holatimda parametrlar quyidagicha: kompyuterning maksimal quvvat iste'moli 400 Vt, boshlang'ich oqimi cheklovi 3,5 A, filtr kondansatörü 470 uF. Men 6 dona 15d11 (15 ohm) termistorlarni oldim. Diagramma quyida ko'rsatilgan.

Guruch. 3 Cheklovchi sxema

Diagramma uchun tushuntirishlar. SA1 fazali simni uzadi. LED VD2 cheklovchining ishlashini ko'rsatish uchun xizmat qiladi. C1 kondansatörü to'lqinlarni tekislaydi va LED tarmoq chastotasida miltillamaydi. Agar sizga kerak bo'lmasa, C1, VD6, VD1 ni kontaktlarning zanglashiga olib tashlang va LED va diyotni VD4, VD5 elementlari bilan bir xil tarzda parallel ravishda ulang. Kondensatorning zaryadlash jarayonini ko'rsatish uchun LED VD4 termistorlar bilan parallel ravishda ulanadi. Mening holatimda, kompyuter quvvat manbaining kondansatkichini zaryad qilishda butun jarayon bir soniyadan kamroq vaqtni oladi. Xo'sh, keling, yig'amiz.

4-rasm O'rnatish to'plami

Men quvvat indikatorini to'g'ridan-to'g'ri kalit qopqog'iga yig'ib, uzoq davom etmaydigan xitoylik akkor chiroqni tashladim.

Guruch. 5 Quvvat ko'rsatkichi

6-rasm Termistor bloki

Guruch. 7 O'rnatilgan cheklovchi

Agar bir haftalik ishdan keyin barcha termistorlar ishlamay qolmagan bo'lsa, bu bajarilishi mumkin edi. Bu shunday ko'rinardi.

Guruch. 8 NTC termistorlarining ishdan chiqishi

Ruxsat etilgan sig'im qiymati uchun chegara juda katta bo'lishiga qaramay - 330 mkF * 6 * 0,65 = 1287 mkF.

Men taniqli kompaniyadan turli qiymatlarga ega termistorlarni sotib oldim - barchasi nuqsonli. Ishlab chiqaruvchi noma'lum. Yoki xitoyliklar kichikroq diametrli termistorlarni katta qutilarga quyadilar yoki materiallarning sifati juda yomon. Natijada, men undan ham kichikroq diametrni sotib oldim - SCK 152 8mm. Xuddi shu Xitoy, lekin allaqachon markali. Bizning jadvalimizga ko'ra, ruxsat etilgan sig'im 100 mkF * 6 * 0,65 = 390 mkF ni tashkil qiladi, bu hatto kerak bo'lganidan biroz kamroq. Biroq, hamma narsa yaxshi ishlaydi.