Төменде талқыланған тұрақтандырылған қуат көзі — жаңадан келген радиоәуесқойлар жинайтын алғашқы құрылғылардың бірі.
Бұл өте қарапайым, бірақ өте пайдалы құрал. Оны құрастыру үшін қымбат компоненттер қажет емес, олар қуат көзінің қажетті сипаттамаларына байланысты жаңадан бастағандар үшін оңай таңдауға болады.
Материал қарапайым радиоқұрамдас бөліктердің мақсаты мен есебін толығырақ түсінгісі келетіндерге де пайдалы болады.
Атап айтқанда, сіз қуат көзінің компоненттері туралы егжей-тегжейлі білесіз:
- күштік трансформатор;
- диодтық көпір;
- тегістейтін конденсатор;
- стабилитрон;
- стабилдік диодқа арналған резистор;
- транзистор;
- жүктеме резисторы;
- Ол үшін жарықдиодты және резистор.
Сондай-ақ, мақалада қуат көзі үшін радио компоненттерін қалай таңдау керек және қажетті мән болмаған жағдайда не істеу керектігі егжей-тегжейлі сипатталған.
Баспа платасының дамуы нақты көрсетіледі және бұл операцияның нюанстары ашылады. Дәнекерлеу алдында радио компоненттерін тексеру, сондай-ақ құрылғыны құрастыру және оны сынау туралы бірнеше сөз арнайы айтылады.
Тұрақтандырылған электрмен жабдықтаудың типтік схемасы
Бүгінгі күні кернеу тұрақтандыруы бар көптеген әртүрлі қуат беру схемалары бар.
Бірақ бастаушы бастау керек қарапайым конфигурациялардың бірі тек екі негізгі құрамдасқа — стабилитронға және қуатты транзисторға негізделген. Әрине, схемада басқа бөлшектер бар, бірақ олар көмекші болып табылады.
Радиоэлектроникадағы тізбектер әдетте олар арқылы ток өтетін бағытта бөлшектеледі.
Кернеу тұрақтандырылған қуат көзінде бәрі трансформатордан (TR1) басталады. Ол бірден бірнеше функцияларды орындайды.Біріншіден, трансформатор желідегі кернеуді төмендетеді. Екіншіден, ол тізбектің жұмысын қамтамасыз етеді. Үшіншіден, ол құрылғыға қосылған құрылғыны қуаттандырады.
Диодтық көпір (BR1) — төмен желідегі кернеуді түзетуге арналған.
Басқаша айтқанда, айнымалы кернеу оған енеді, ал шығыс қазірдің өзінде тұрақты. Диодтық көпір болмаса, қуат көзінің өзі де, оған қосылатын құрылғылар да жұмыс істемейді.
Тұрмыстық желідегі толқындарды жою үшін тегістейтін электролиттік конденсатор (C1) қажет.
Іс жүзінде олар электр құрылғыларының жұмысына теріс әсер ететін кедергілер жасайды. Егер, мысалы, тегістейтін конденсаторсыз қуат көзінен жұмыс істейтін дыбыс күшейткішті алсақ, онда бұл толқындар динамиктерде бөгде шу түрінде анық естілетін болады.
Басқа құрылғыларда кедергі дұрыс жұмыс істемеу, ақаулар және басқа да ақауларды тудыруы мүмкін.
Стабилитрон (D1) кернеу деңгейін тұрақтандыратын қуат көзінің құрамдас бөлігі болып табылады. Шындығында, трансформатор қажетті 12 В (мысалы) қуат розеткасында дәл 230 В болғанда ғана шығарады.
Алайда мұндай шарттар іс жүзінде жоқ. Кернеу түсуі де, көтерілуі де мүмкін. Сол трансформатор шығыста береді.
Өзінің қасиеттеріне байланысты стабилитрон желідегі асқын кернеулерге қарамастан, төмен кернеуді теңестіреді. Бұл компоненттің дұрыс жұмыс істеуі үшін токты шектейтін резистор (R1) қажет. Ол төменде толығырақ талқыланады.
Транзистор (Q1) — токты күшейту үшін қажет.
Өйткені, стабилдік диод құрылғы тұтынатын барлық токты өзі арқылы өткізе алмайды.Сонымен қатар, ол белгілі бір диапазонда ғана дұрыс жұмыс істейді, мысалы, 5-тен 20 мА-ға дейін. Бұл кез келген құрылғыны қуаттандыру үшін жеткіліксіз. Күшті транзистор бұл мәселені шешеді, оның ашылуы мен жабылуы стабилдік диодпен басқарылады.
Тегістеу конденсаторы (C2) — жоғарыдағы C1 сияқты бірдей етіп жасалған.
Тұрақтандырылған қуат көздерінің типтік тізбектерінде жүктеме резисторы (R2) бар. Бұл шығыс терминалдарына ештеңе қосылмаған кезде схема жұмыс істеп тұруы үшін қажет.
Мұндай схемаларда басқа компоненттер болуы мүмкін.
Бұл трансформатордың алдына қойылған сақтандырғыш және құрылғының қосылғаны туралы сигнал беретін жарықдиодты және қосымша тегістейтін конденсаторлар және басқа күшейтетін транзистор және қосқыш. Олардың барлығы схеманы қиындатады, бірақ құрылғының функционалдығын арттырады.
Қарапайым электрмен жабдықтау үшін радиокомпоненттерді есептеу және таңдау
Трансформатор екі негізгі критерий бойынша таңдалады — қайталама орамның кернеуі және қуат.
Басқа параметрлер бар, бірақ материалдың аясында олар өте маңызды емес. Егер сізге қуат көзі қажет болса, мысалы, 12 В, онда сіз оның қайталама орамынан аздап алып тастау үшін трансформаторды таңдауыңыз керек.
Күшпен бәрі бірдей — біз оны кішкене маржамен аламыз.
Диодтық көпірдің негізгі параметрі ол өте алатын максималды ток болып табылады. Дәл осы қасиет бірінші кезекте мақсатты болуы керек. Мысалдар қарастырайық. Құрылғы 1 А ток тұтынатын құрылғыны қуаттандыру үшін пайдаланылады.
Бұл диодтық көпірді шамамен 1,5 А шамасында қабылдау керек дегенді білдіреді. Айталық, сіз 30 ватт қуаты бар кез келген 12 вольтты құрылғыны қуаттандыруды жоспарлап отырсыз.Бұл ағымдағы тұтыну шамамен 2,5 А болатынын білдіреді. Тиісінше, диодтық көпір кем дегенде 3 А болуы керек.
Оның басқа сипаттамаларын (максималды кернеу және т.б.) осындай қарапайым схеманың шеңберінде елемеуге болады.
Сонымен қатар, сіз дайын диодтық көпірді ала алмайсыз, бірақ оны төрт диодтан жинай аласыз.
Бұл жағдайда олардың әрқайсысы тізбек арқылы өтетін токқа есептелуі керек.
Тегістеу конденсаторының сыйымдылығын есептеу үшін өте күрделі формулалар қолданылады, олар бұл жағдайда пайдасыз. Әдетте 1000-2200 мкФ сыйымдылық алынады және бұл қарапайым қуат көзі үшін жеткілікті болады.
Сіз үлкенірек конденсаторды ала аласыз, бірақ бұл өнімнің өзіндік құнын айтарлықтай арттырады. Тағы бір маңызды параметр — максималды кернеу. Оған сәйкес конденсатор тізбекте қандай кернеу болатынына байланысты таңдалады.
Бұл жерде диод көпірі мен стабилитрон арасындағы сегментте тегістейтін конденсаторды қосқаннан кейін кернеу трансформатор терминалдарына қарағанда шамамен 30% жоғары болатынын есте ұстаған жөн.
Яғни, егер сіз 12 В қуат көзін жасасаңыз және трансформатор 15 В маржасымен шығарылса, онда бұл бөлімде тегістеу конденсаторының жұмысына байланысты ол шамамен 19,5 В болады. Тиісінше, ол жобалануы керек. осы кернеу үшін (ең жақын стандартты рейтинг 25 В).
Тізбектегі екінші тегістеу конденсаторы (C2) әдетте шағын сыйымдылықпен қабылданады — 100-ден 470 микрофарадқа дейін.
Тізбектің осы бөлігіндегі кернеу қазірдің өзінде тұрақтандырылады, мысалы, 12 В деңгейіне. Тиісінше, конденсатор бұл үшін жобалануы керек (ең жақын стандартты рейтинг 16 В).
Бірақ егер қажетті рейтингтердің конденсаторлары болмаса және сіз дүкенге барғыңыз келмесе (немесе оларды сатып алғыңыз келмесе) ше?
Бұл жағдайда бірнеше кішірек конденсаторлардың параллель қосылуын қолдануға әбден болады. Мұндай қосылыммен максималды жұмыс кернеуі қорытындыланбайтынын ескеру қажет!
Стабил диоды қуат көзінің шығысында қандай кернеу алу керек екеніне байланысты таңдалады.
Сәйкес номинал болмаса, бірнеше бөлікті тізбектей қосуға болады. Бұл жағдайда тұрақтандырылған кернеу қорытындыланады. Мысалы, 12 В алу керек жағдайды алайық және тек екі 6 В стабилді диод бар.
Оларды тізбектей қосу арқылы біз қажетті кернеуді аламыз. Айта кету керек, орташа рейтингті алу үшін екі стабилдік диодты параллель қосу жұмыс істемейді.
Стабилитрон үшін ең дәл токты шектейтін резисторды тек эксперименттік түрде таңдауға болады.
Ол үшін номиналды мәні шамамен 1 кОм болатын резистор қазірдің өзінде жұмыс істеп тұрған тізбекке (мысалы, нан тақтасында) кіреді, ал ашық тізбектегі стабилдік диод пен оның арасына амперметр мен айнымалы резистор орналастырылған.
Тізбекті қосқаннан кейін айнымалы резистордың тұтқасын қажетті номиналды тұрақтандыру тогы тізбек бөлігі арқылы ағып кеткенше айналдыру керек (зенер диодының сипаттамаларында көрсетілген).
Күшейткіш транзистор екі негізгі критерий бойынша таңдалады. Біріншіден, қарастырылып отырған схема үшін ол міндетті түрде n-p-n құрылымы болуы керек.
Екіншіден, қолданыстағы транзистордың сипаттамаларында коллектордың максималды тогын қарау керек.Ол жиналған қуат көзі жобаланатын максималды токтан сәл артық болуы керек.
Типтік тізбектердегі жүктеме резисторы 1 кОм-дан 10 кОм-ға дейін қабылданады.
Сіз азырақ қарсылықты қабылдамауыңыз керек, өйткені қуат көзі жүктелмеген болса, бұл резистор арқылы тым көп ток өтеді және ол күйіп кетеді.
Баспа платасын жобалау және өндіру
Енді өз қолымызбен тұрақтандырылған электрмен жабдықтауды әзірлеу мен жинаудың жақсы мысалын қысқаша қарастырайық.
Ең алдымен, схемада бар барлық компоненттерді табу керек. Қажетті рейтингтердің конденсаторлары, резисторлары немесе стабилді диодтары болмаса, біз жоғарыда сипатталған тәсілдермен жағдайдан шығамыз.
Әрі қарай, біздің құрылғыға арналған баспа схемасын жобалау және өндіру қажет.
Жаңадан бастаушылар үшін бұл үшін Sprint Layout сияқты қарапайым және ең бастысы тегін бағдарламалық жасақтаманы қолданған дұрыс.
Біз барлық компоненттерді таңдалған схемаға сәйкес виртуалды тақтаға орналастырамыз.
Біз олардың орналасуын оңтайландырамыз, қандай нақты бөлшектер бар екеніне байланысты реттейміз. Бұл кезеңде компоненттердің нақты өлшемдерін екі рет тексеріп, оларды әзірленген схемаға қосылғандармен салыстыру ұсынылады. Электролиттік конденсаторлардың полярлығына, транзистордың, стабилитронның және диодтық көпірдің терминалдарының орналасуына ерекше назар аударыңыз.
Егер сіз қуат көзіне сигналды жарық диодты қосуға барсаңыз, онда оны стабилдік диодқа дейін де, одан кейін де (жақсырақ) тізбекке қосуға болады.
Ол үшін ток шектейтін резисторды таңдау үшін келесі есептеуді орындау керек.Тізбек бөлігінің кернеуінен біз жарық диодындағы кернеудің төмендеуін алып тастаймыз және нәтижені оны берудің номиналды токына бөлеміз.
Мысал. Біз сигналды жарық диоды қосуды жоспарлап отырған аймақта тұрақтандырылған 12 В бар. Стандартты жарық диодтары үшін кернеудің төмендеуі шамамен 3 В, ал номиналды ток 20 мА (0,02 А) құрайды. Токты шектейтін резистордың кедергісі R=450 Ом екенін аламыз.
Құрамдас бөліктерді тексеру және қуат көзін жинау
Бағдарламада тақтаны дамытқаннан кейін біз оны шыны талшыққа ауыстырамыз, сызып тастаймыз, жолдарды қалайылап, артық ағынды кетіреміз.
Осыдан кейін біз радио компоненттерін орнатамыз.
Мұнда олардың өнімділігін бірден екі рет тексеру артық болмайтынын айту керек, әсіресе олар жаңа болмаса. Қалай және нені тексеру керек?
Трансформатор орамдары омметрмен тексеріледі. Қарсылық үлкен болған жерде — бастапқы орама бар. Әрі қарай, ол желіге қосылып, қажетті төмендетілген кернеуді беретініне көз жеткізу керек.
Оны өлшеу кезінде өте сақ болыңыз. Сондай-ақ, шығыс кернеуінің айнымалы екенін ескеріңіз, сондықтан вольтметрде сәйкес режим қосылады.
Резисторлар омметрмен тексеріледі.
Стабилитрон тек бір бағытта «қоңырау» болуы керек. Диодтық көпірді схемаға сәйкес тексереміз. Оған салынған диодтар тек бір бағытта ток өткізуі керек. Конденсаторларды тексеру үшін сізге электр сыйымдылығын өлшеуге арналған арнайы құрылғы қажет.
npn транзисторында ток базадан эмиттерге және коллекторға өтуі керек. Ол басқа бағытта ағып кетпеуі керек.
Кішкентай бөлшектерден — резисторлардан, стабилитроннан, жарықдиодты шамдардан құрастыруды бастаған дұрыс.
Содан кейін конденсаторлар, диодтық көпір дәнекерленген.
Қуатты транзисторды орнату процесіне ерекше назар аударыңыз. Егер сіз оның тұжырымдарын шатастырсаңыз, схема жұмыс істемейді. Сонымен қатар, бұл компонент жүктеме кезінде өте қызады, сондықтан оны радиаторға орнату керек.
Соңғысы ең үлкен бөлік — трансформаторды орнату болып табылады.
Әрі қарай, сымы бар желілік аша оның бастапқы орамының терминалдарына дәнекерленген. Қуат көзінің шығысында сымдар да қарастырылған.
Барлық компоненттерді орнатудың дұрыстығын мұқият екі рет тексеру, ағынның қалдықтарын жуу және желіге қуат көзін қосу ғана қалады.
Егер бәрі дұрыс орындалса, жарық диодты шам жанады, ал мультиметр шығыста қажетті кернеуді көрсетеді.
