Strømforsyning på zener diode og transistor

Den stabiliserte strømforsyningen som er vurdert nedenfor, er en av de første enhetene som er satt sammen av nybegynnere skinker. Dette er en veldig enkel, men veldig nyttig enhet. For montering er det ikke nødvendig med dyre komponenter, som er ganske enkle å plukke opp for en nybegynner, avhengig av de nødvendige egenskapene til strømforsyningen.
Materialet vil også være nyttig for de som ønsker å forstå nærmere detaljene og beregningen av de enkleste radiokomponentene. Spesielt vil du lære i detalj om slike komponenter i strømforsyningen som:

• kraft transformator;
• diode bro;
• jevn kondensator;
• zener diode;
• motstand for zener diode;
• transistor;
• belastningsmotstand;
• LED og motstand for det.

I artikkelen er det også beskrevet i detalj hvordan du velger radiokomponenter for strømforsyningen din og hva du skal gjøre hvis det ikke er nødvendig klassifisering. Utviklingen av kretskortet vil bli tydelig vist og nyansene i denne operasjonen vil bli avslørt. Noen få ord sies spesifikt om kontroll av radiokomponenter før lodding, samt om montering av enheten og testing av den.

Typisk stabilisert strømforsyningskrets

Det er mange forskjellige ordninger med strømforsyninger med spenningsstabilisering i dag. Men en av de enkleste konfigurasjonene, som en nybegynner bør starte med, er bygd på bare to viktige komponenter - en zenerdiode og en kraftig transistor. Naturligvis er det andre detaljer i kretsen, men de er hjelpestoffer.
Det er vanlig å demontere kretser i elektronikk i retningen som strømmen strømmer gjennom dem. I en strømforsyning med spenningsstabilisering starter det hele med en transformator (TR1). Den utfører flere funksjoner samtidig. For det første senker transformatoren nettspenningen. For det andre sikrer det driften av kretsen. For det tredje driver den enheten som er koblet til enheten.
Diode bridge (BR1) - er designet for å utbedre redusert nettspenning. Med andre ord kommer en vekslende spenning inn i den, og utgangen er allerede konstant. Verken selve strømforsyningen eller enhetene som skal kobles til den vil fungere uten en diodebro.
En jevn elektrolytisk kondensator (C1) er nødvendig for å fjerne krusningene som finnes i husholdningsnettet. I praksis skaper de forstyrrelser som påvirker driften av elektriske apparater negativt. Hvis vi for eksempel tar en lydforsterker drevet fra en strømforsyning uten utjevningskondensator, vil disse veldig krusningene være tydelig hørbare i kolonnene i form av utvendig støy. Andre enheter kan forårsake forstyrrelser, funksjonsfeil og andre problemer.
Zener diode (D1) er en komponent i strømforsyningen som stabiliserer spenningsnivået. Fakta er at transformatoren vil produsere den ønskede 12 V (for eksempel) bare når strømuttaket er nøyaktig 230 V. Imidlertid eksisterer i praksis slike forhold ikke. Spenningen kan både synke og øke. Den samme transformatoren vil gi ved utgangen. På grunn av dens egenskaper utjevner zenerdioden lavspenningen uavhengig av strømstøt i nettverket. For at denne komponenten skal fungere riktig, trengs en strømbegrensende motstand (R1). Om det mer detaljert nedenfor.
Transistor (Q1) - nødvendig for å forsterke strømmen. Fakta er at zenerdioden ikke klarer å passere gjennom seg selv all strømmen som forbrukes av enheten. Dessuten vil den fungere riktig bare i et bestemt område, for eksempel fra 5 til 20 mA. For å drive noen enheter er dette ærlig talt ikke nok. En kraftig transistor takler dette problemet, hvis åpning og lukking styres av en zenerdiode.
Utjevningskondensator (C2) - designet for det samme som ovennevnte C1. Typiske stabiliserte strømforsyningskretser inkluderer også en lastmotstand (R2). Det er nødvendig slik at kretsen forblir i drift når ingenting er koblet til utgangsterminalene.
Andre komponenter kan være til stede i slike ordninger. Dette er en sikring som er plassert foran transformatoren, og en LED som signaliserer enheten er slått på, og ytterligere utjevningskondensatorer, og en annen forsterkertransistor, og en bryter. Alle av dem kompliserer kretsløpet, men øker funksjonaliteten til enheten.

Beregning og valg av radiokomponenter for den enkleste strømforsyningen

Transformatoren velges i henhold til to hovedkriterier - spenning på sekundærviklingen og kraften. Det er andre parametere, men innenfor materialet er de ikke spesielt viktige. Hvis du trenger en strømforsyning, si 12 V, må transformatoren velges slik at den kan fjernes litt mer fra sekundærviklingen. Med kraft allikevel - vi tar med liten margin.
Hovedparameteren til diodebroen er den maksimale strømmen den kan passere. Det er verdt å fokusere på denne egenskapen i utgangspunktet. La oss se på noen eksempler. Enheten vil bli brukt til å drive en enhet som bruker strøm på 1 A. Dette betyr at diodebroen må tas på omtrent 1,5 A. Anta at du planlegger å drive en 12-volt enhet med en effekt på 30 watt. Dette betyr at strømforbruket vil være omtrent 2,5 A. Følgelig må diodebroen være minst 3 A. Dens andre egenskaper (maksimal spenning osv.) Kan forsømmes i en så enkel krets.
I tillegg er det verdt å si at diodebroen ikke kan tas klar, men monter den fra fire dioder. I dette tilfellet må hver av dem vurderes for strømmen som går gjennom kretsen.
For å beregne kapasiteten til utjevningskondensatoren brukes ganske komplekse formler, som i dette tilfellet er ubrukelige. Vanligvis tas en kapasitans på 1000-2200 μF, og dette vil være nok for en enkel strømforsyning. Du kan ta en kondensator og mer, men dette vil øke kostnadene for produktet betydelig. En annen viktig parameter er maksimal spenning. I følge den velges kondensatoren avhengig av hvilken spenning som vil være til stede i kretsen.
Det må huskes at i intervallet mellom diodebroen og zenerdioden etter å ha slått på utjevningskondensatoren, vil spenningen være omtrent 30% høyere enn ved terminalene til transformatoren. Det vil si at hvis du lager en 12 V strømforsyning, og transformatoren gir ut med en margin på 15 V, så i denne delen, på grunn av utjevningskondensatoren, vil den være omtrent 19,5 V. Følgelig bør den være designet for denne spenningen (den nærmeste standardvurderingen 25 V).
Den andre utjevningskondensatoren i kretsen (C2) er vanligvis tatt med en liten kapasitans - fra 100 til 470 mikrofarader. Spenningen i denne delen av kretsen vil allerede være stabilisert, for eksempel til nivået 12 V. Følgelig bør kondensatoren være designet for dette (den nærmeste standardgraden er 16 V).
Og hva hvis kondensatorene til de nødvendige klassifiseringene ikke er tilgjengelige, og du er motvillig til å gå til butikken (eller det er rett og slett ikke noe ønske om å kjøpe dem)? I dette tilfellet er det fullt mulig å bruke den parallelle forbindelsen til flere kondensatorer med lavere kapasitet. Det skal bemerkes at den maksimale driftsspenningen med en slik tilkobling ikke blir summert!
Zeneraldioden velges avhengig av hvilken spenning vi trenger å få ved utgangen fra strømforsyningen. Hvis det ikke er noen passende vurdering, kan flere stykker kobles i serie. I dette tilfellet vil den stabiliserte spenningen bli lagt opp. Ta for eksempel situasjonen når vi trenger 12 V, og det bare er to zenerdioder ved 6 V. Ved å koble dem i serie, får vi ønsket spenning. Det er verdt å merke seg at for å oppnå en gjennomsnittlig nominell verdi, vil ikke parallellkobling av to zenerdioder fungere.
Det er mulig å velge den strømbegrensende motstanden for zenerdioden så nøyaktig som mulig bare eksperimentelt. For å gjøre dette er en motstand på omtrent 1 kOhm inkludert i den allerede arbeidende krets (for eksempel på en brødplate), og et ammeter og en variabel motstand plasseres mellom kretsen og zenerdioden. Etter å ha slått på kretsen, er det nødvendig å rotere håndtaket til den variable motstanden til den nødvendige nominerte stabiliseringsstrømmen strømmer gjennom kretsseksjonen (angitt i senterdiodenes egenskaper).
Forsterkertransistoren velges i henhold til to hovedkriterier. For det første må den nødvendigvis være en n-p-n-struktur for den aktuelle kretsen. For det andre, i egenskapene til den eksisterende transistoren, må du se på den maksimale kollektorstrømmen. Den skal være litt større enn den maksimale strømmen som den samlede strømforsyningen skal konstrueres for.
Lastmotstanden i typiske ordninger er tatt med en pålydende verdi fra 1 kOhm til 10 kOhm. Mindre motstand bør ikke tas, for i tilfelle når strømforsyningen ikke er lastet, vil for mye strøm strømme gjennom denne motstanden og den vil brenne.

Design og produksjon av kretskort

Se kort på et godt eksempel på utvikling og montering av en gjør-det-selv-stabilisert strømforsyning. Først av alt er det nødvendig å finne alle komponentene som er tilstede i kretsen. Hvis det ikke er kondensatorer, motstander eller zenerdioder med den nødvendige graden, går vi ut av situasjonen på de måtene som er beskrevet ovenfor.
Deretter må du designe og produsere et trykt kretskort for enheten vår. For nybegynnere er det best å bruke enkel og, viktigst, gratis programvare, for eksempel Sprint Layout.
Vi plasserer på det virtuelle brettet alle komponentene i henhold til det valgte skjemaet. Vi optimaliserer deres beliggenhet, justerer avhengig av hvilke spesifikke detaljer som er tilgjengelige. På dette stadiet anbefales det å dobbeltsjekke de faktiske dimensjonene til komponentene og sammenligne dem med de som er lagt til den utviklede ordningen. Vær spesielt oppmerksom på polariteten til elektrolytiske kondensatorer, plasseringen av terminalene til transistoren, zenerdioden og dioden broen.
Hvis du legger til en signal-LED til strømforsyningen, kan den inkluderes i kretsen både før zenerdioden og etter (helst). For å velge en strømbegrensende motstand for den, er det nødvendig å utføre følgende beregning. Trekk spenningsfallet på lysdioden fra spenningen til kretsdelen og del resultatet med den nominelle strømmen til strømforsyningen. Et eksempel. I området vi planlegger å koble signal-LEDen til, er det stabilisert 12 V. Spenningsfallet for standard-LED er omtrent 3 V, og den nominelle tilførselsstrømmen er 20 mA (0,02 A). Vi får at motstanden til den strømbegrensende motstanden er R = 450 ohm.

Komponentinspeksjon og strømforsyningsenhet

Etter å ha utviklet brettet i programmet, kan du overføre det til glassfiber, etse, ta sporene og fjerne overflødig flux.
Etter det installerer vi radiokomponentene. Det er verdt å si her at det ikke vil være overflødig å umiddelbart dobbeltsjekke ytelsen deres, spesielt hvis de ikke er nye. Hvordan og hva skal jeg sjekke?
Transformatorviklingene sjekkes med et ohmmeter. Der det er mer motstand, er det den primære viklingen. Deretter må du koble det til nettverket og sørge for at det gir den nødvendige reduserte spenningen. Når du måler den, må du være ekstremt forsiktig. Legg også merke til at utgangsspenningen er variabel, derfor aktiveres den korresponderende modus på voltmeteret.
Motstander sjekkes med et ohmmeter. Zeneraldioden skal "ringe" bare i en retning. Vi sjekker diodebroen i henhold til ordningen. Diodene som er innebygd i den, må lede strøm i bare en retning. For å sjekke kondensatorene trenger du en spesiell enhet for måling av elektrisk kapasitans. I transistoren til en n-p-n-struktur må strøm strømme fra basen til emitteren og til samleren. I andre retninger skal det ikke flyte.
Det beste er å begynne å montere med små deler - motstander, en zenerdiode, en LED. Så blir kondensatorene loddet, diodebroen.
Vær spesielt oppmerksom på installasjonsprosessen til en kraftig transistor. Hvis du blander sammen konklusjonene hans, fungerer ikke ordningen. I tillegg vil denne komponenten bli oppvarmet ganske sterkt under belastning, fordi den må installeres på en radiator.
Den siste som ble installert er den største delen - transformatoren. Videre, til konklusjonene om dens primære vikling, er en nettverksplugg med en tråd loddet. Ved utgangen fra strømforsyningen er det også ledninger.
Det gjenstår bare å dobbeltsjekke riktig installasjon av alle komponenter, vaske av fluksrester og slå på strømforsyningen. Hvis alt er gjort riktig, lyser LEDen, og multimeteret viser ønsket spenning ved utgangen.