Strømforsyning til zenerdiode og transistor

Den stabiliserede strømforsyning, der betragtes nedenfor, er en af ​​de første enheder, der samles af begynderskinker. Dette er en meget enkel, men meget nyttig enhed. Til dens samling er det ikke nødvendigt med dyre komponenter, som er ganske lette at afhente for en nybegynder, afhængigt af de krævede egenskaber ved strømforsyningen.
Materialet vil også være nyttigt for dem, der ønsker at forstå mere detaljeret formålet og beregningen af ​​de enkleste radiokomponenter. Især lærer du i detaljer om sådanne komponenter i strømforsyningen som:

• magt transformer;
• diode bro;
• udjævning kondensator;
• zener diode;
• modstand til zener diode;
• transistor;
• belastningsmodstand;
• LED og modstand til det.

I artiklen er det også beskrevet detaljeret, hvordan man vælger radiokomponenter til din strømforsyning, og hvad man skal gøre, hvis der ikke er nogen krævet bedømmelse. Udviklingen af ​​det trykte kredsløbskort vil blive tydeligt vist, og nuancerne i denne operation vil blive afsløret. Et par ord siges specifikt om kontrol af radiokomponenter inden lodning, samt om montering af enheden og testning af den.

Typisk stabiliseret strømforsyningskreds

Der er mange forskellige ordninger med strømforsyninger med spændingsstabilisering i dag. Men en af ​​de enkleste konfigurationer, som en nybegynder skal starte med, er kun bygget på to nøglekomponenter - en zenerdiode og en kraftig transistor. Der er naturligvis andre detaljer i kredsløbet, men de er hjælpestoffer.
Det er sædvanligt at adskille kredsløb i elektronik i den retning, i hvilken strøm strømmer gennem dem. I en strømforsyning med spændingsstabilisering starter det hele med en transformer (TR1). Den udfører flere funktioner på én gang. For det første sænker transformeren netspænding. For det andet sikrer det driften af ​​kredsløbet. For det tredje tilslutter den den enhed, der er tilsluttet enheden.
Diode bridge (BR1) - er designet til at udligne reduceret netspænding. Med andre ord kommer en vekslende spænding ind i den, og udgangen er allerede konstant. Hverken selve strømforsyningen eller enhederne, der opretter forbindelse til den, fungerer uden en diodebro.
En udjævning af elektrolytisk kondensator (C1) er nødvendig for at fjerne krusningerne, der findes i husholdningsnetværket. I praksis skaber de interferens, der påvirker driften af ​​elektriske apparater negativt. Hvis vi for eksempel tager en lydforstærker, der er drevet fra en strømforsyning uden en udjævningskondensator, vil disse meget rippler tydeligt kunne høres i søjlerne i form af udvendig støj. Andre enheder kan forårsage interferens, funktionsfejl og andre problemer.
Zener diode (D1) er en komponent i strømforsyningen, der stabiliserer spændingsniveauet. Faktum er, at transformeren kun vil producere den ønskede 12 V (for eksempel), når stikkontakten er nøjagtigt 230 V. I praksis findes sådanne forhold imidlertid ikke. Spændingen kan både falde og stige. Den samme transformer giver ved udgangen. På grund af dens egenskaber udjævner zenerdioden lavspænding uanset overspændinger i netværket. For at denne komponent kan fungere korrekt, er der behov for en strømbegrænsende modstand (R1). Om det mere detaljeret nedenfor.
Transistor (Q1) - nødvendigt for at forstærke strømmen. Faktum er, at zenerdioden ikke er i stand til at passere gennem sig selv al den strøm, der forbruges af enheden. Desuden fungerer det kun korrekt i et bestemt interval, for eksempel fra 5 til 20 mA. For at give strøm til enheder er dette ærligt talt ikke nok. En kraftig transistor løser dette problem, hvis åbning og lukning styres af en zenerdiode.
Udjævningskondensator (C2) - designet til det samme som ovenstående C1. Typiske stabiliserede strømforsyningskredsløb inkluderer også en belastningsmodstand (R2). Det er nødvendigt, så kredsløbet forbliver i drift, når intet er forbundet til udgangsterminalerne.
Andre komponenter kan være til stede i sådanne ordninger. Dette er en sikring, der er placeret foran transformeren, og en LED, der signaliserer enheden er tændt, og yderligere udjævningskondensatorer, en anden forstærkertransistor og en afbryder. Alle af dem komplicerer kredsløbet, men øger enhedens funktionalitet.

Beregning og valg af radiokomponenter til den enkleste strømforsyning

Transformatoren vælges efter to hovedkriterier - spænding af den sekundære vikling og effekt. Der er andre parametre, men inden for materialet er de ikke særlig vigtige. Hvis du har brug for en strømforsyning, siger du ved 12 V, skal transformeren vælges, så den kan fjernes lidt mere fra dens sekundære vikling. Med magt det samme - vi tager med en lille margin.
Dioden broens hovedparameter er den maksimale strøm, den kan passere. Det er værd at fokusere på denne egenskab i første omgang. Lad os se på nogle eksempler. Enheden bruges til at drive en enhed, der bruger en strøm på 1 A. Dette betyder, at dioden broen skal tages omkring 1,5 A. Antag, at du planlægger at drive en 12-volt enhed med en effekt på 30 watt. Dette betyder, at strømforbruget vil være omkring 2,5 A. Følgelig skal diodebroen være mindst 3 A. Dets andre egenskaber (maksimal spænding osv.) Kan forsømmes i et så simpelt kredsløb.
Derudover er det værd at sige, at diodebroen ikke kan klargøres, men samles den fra fire dioder. I dette tilfælde skal hver af dem vurderes for den strøm, der passerer gennem kredsløbet.
For at beregne kapaciteten på udjævningskondensatoren anvendes temmelig komplekse formler, som i dette tilfælde er ubrukelige. Der tages typisk en kapacitet på 1000-2200 μF, og dette vil være nok til en simpel strømforsyning. Du kan tage en kondensator og mere, men dette øger produktets omkostninger markant. En anden vigtig parameter er maksimal spænding. I henhold til det vælges kondensatoren afhængigt af, hvilken spænding der vil være til stede i kredsløbet.
Det skal huskes, at spændingen i intervallet mellem diodebroen og zenerdioden efter tilkobling af udjævningskondensatoren er ca. 30% højere end ved transformatorens terminaler. Det vil sige, hvis du opretter en 12 V strømforsyning, og transformeren giver ud med en margen på 15 V, så i dette afsnit, på grund af udjævningskondensatoren, vil den være cirka 19,5 V. Derfor bør den designes til denne spænding (den nærmeste standardklassificering 25 V).
Den anden udjævningskondensator i kredsløbet (C2) tages normalt med en lille kapacitans - fra 100 til 470 mikrofarader. Spændingen i dette afsnit af kredsløbet vil allerede være stabiliseret, f.eks. Til niveauet 12 V. Derfor bør kondensatoren være designet til dette (den nærmeste standardklassificering er 16 V).
Og hvad hvis kondensatorerne med de krævede klassificeringer ikke er tilgængelige, og du er tilbageholdende med at gå i butikken (eller der er simpelthen ikke noget ønske om at købe dem)? I dette tilfælde er det meget muligt at bruge den parallelle forbindelse af flere kondensatorer med lavere kapacitet. Det skal bemærkes, at den maksimale driftsspænding med en sådan forbindelse ikke summeres!
Zeneraldioden vælges afhængigt af, hvilken spænding vi har brug for ved strømforsyningens udgang. Hvis der ikke er nogen passende klassificering, kan flere stykker forbindes i serie. I dette tilfælde tilføjes den stabiliserede spænding. Tag f.eks. Situationen, når vi har brug for at få 12 V, og der kun er to zenerdioder ved 6 V. Ved at tilslutte dem i serie får vi den ønskede spænding. Det er værd at bemærke, at for at opnå en gennemsnitlig nominel værdi, fungerer parallelforbindelse af to zener-dioder ikke.
Det er muligt kun at vælge den strømbegrænsende modstand for zenerdioden så nøjagtigt som muligt kun eksperimentelt. For at gøre dette er en modstand på cirka 1 kOhm inkluderet i det allerede arbejdende kredsløb (for eksempel på en brødbræt), og et ammeter og en variabel modstand placeres mellem kredsløbet og zenerdioden. Efter tilslutning af kredsløbet er det nødvendigt at dreje håndtaget på den variable modstand, indtil den krævede nominelle stabiliseringsstrøm flyder gennem kredsløbsafsnittet (angivet i zenerdiodes egenskaber).
Forstærkningstransistoren vælges i henhold til to hovedkriterier. For det første skal det for det betragtede kredsløb nødvendigvis være en n-p-n-struktur. For det andet er du nødt til at se på den maksimale kollektorstrøm i forhold til den eksisterende transistor. Det skal være lidt større end den maksimale strøm, som den samlede strømforsyning vil blive designet til.
Belastningsmodstanden i typiske skemaer tages med en nominel værdi på 1 kOhm til 10 kOhm. Mindre modstand bør ikke tages, for i tilfælde af, at strømforsyningen ikke er belastet, vil der for meget strøm strømme gennem denne modstand, og den vil brænde.

Design og fremstilling af trykte kredsløb

Overvej nu kort et godt eksempel på udvikling og montering af en gør-det-selv-stabiliseret strømforsyning. Først og fremmest er det nødvendigt at finde alle de komponenter, der findes i kredsløbet. Hvis der ikke er kondensatorer, modstande eller zenerdioder med de krævede klassificeringer, forlader vi situationen på de måder, der er beskrevet ovenfor.
Dernæst skal du designe og fremstille et printkort til vores enhed. For begyndere er det bedst at bruge enkel og vigtigst gratis software, for eksempel Sprint Layout.
Vi placerer på det virtuelle bord alle komponenterne i henhold til det valgte skema. Vi optimerer deres placering, justerer afhængigt af, hvilke specifikke detaljer der er tilgængelige. På dette tidspunkt anbefales det at dobbeltkontrol af de faktiske dimensioner af komponenterne og sammenligne dem med dem, der er føjet til det udviklede skema. Vær særlig opmærksom på polariteten i elektrolytiske kondensatorer, placeringen af ​​terminalerne på transistoren, zenerdioden og diodebroen.
Hvis du går til at tilføje en signal-LED til strømforsyningen, kan den inkluderes i kredsløbet både før zenerdioden og efter (helst). For at vælge en strømbegrænsende modstand for den, er det nødvendigt at udføre følgende beregning. Træk spændingsfaldet på LED'en fra spændingen i kredsløbsafsnittet, og divider resultatet med den nominelle strøm for dens strømforsyning. Et eksempel. I det område, hvor vi planlægger at forbinde signal-LED, er der stabiliseret 12 V. Spændingsfaldet for standard-LED'er er ca. 3 V, og den nominelle forsyningsstrøm er 20 mA (0,02 A). Vi får ud af, at modstanden for den strømbegrænsende modstand er R = 450 ohm.

Komponentinspektion og strømforsyningsenhed

Efter at have udviklet brættet i programmet, skal du overføre det til glasfiber, ætses, sætte sporene og fjerne overskydende flux.
Derefter installerer vi radiokomponenterne. Det er værd at sige her, at det ikke vil være overflødigt at omgående dobbeltkontrol af deres præstation, især hvis de ikke er nye. Hvordan og hvad skal jeg kontrollere?
Transformatorviklingerne kontrolleres med et ohmmeter. Hvor der er mere modstand, er der den primære vikling. Dernæst skal du forbinde det til netværket og sørge for, at det leverer den krævede reducerede spænding. Vær meget forsigtig, når du måler den. Bemærk også, at udgangsspændingen er variabel, derfor aktiveres den tilsvarende tilstand på voltmeteret.
Modstande kontrolleres med et ohmmeter. Zener-dioden skal "ringe" kun i en retning. Vi kontrollerer diodebroen i henhold til ordningen. De indbyggede dioder skal føre strøm i kun en retning. For at kontrollere kondensatorerne har du brug for en speciel enhed til måling af elektrisk kapacitet. I transistoren i en n-p-n-struktur skal strømmen strømme fra basen til emitteren og til samleren. I andre retninger skal det ikke flyde.
Det er bedst at begynde at samle med små dele - modstande, en zenerdiode, en LED. Derefter loddes kondensatorerne, diodebroen.
Vær særlig opmærksom på installationsprocessen for en kraftig transistor. Hvis du blander hans konklusioner, fungerer ordningen ikke. Derudover opvarmes denne komponent ret kraftigt under belastning, fordi den skal installeres på en radiator.
Den sidst installerede er den største del - transformeren. Yderligere, til konklusionerne af dens primære vikling, loddes et netværksstik med en ledning. Ved udgangen fra strømforsyningen er der også ledninger.
Det gjenstår kun at undersøge den korrekte installation af alle komponenter grundigt, vaske fluxresterne og tænde for strømforsyningen. Hvis alt er gjort korrekt, lyser LED'en, og multimeteret viser den ønskede spænding ved udgangen.