Come realizzare un convertitore CA CC

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Autore: Robert Simon
Data Della Creazione: 17 Giugno 2021
Data Di Aggiornamento: 13 Maggio 2024
Anonim
Come funzionavano i Convertitori AC CC CA
Video: Come funzionavano i Convertitori AC CC CA

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AC (corrente alternata) viene utilizzato nella trasmissione di energia elettrica su linee metalliche a lunga distanza a causa delle sue caratteristiche di frequenza d'onda e frequenza di ricorrenza che evitano perdite di linea. Abbassato alla sua tensione di esercizio pubblica (da 230 a 240 volt), viene utilizzato principalmente per alimentare apparecchiature elettriche che richiedono solo una bassa regolazione, come riscaldamento, apparecchiature elettriche e illuminazione. Le apparecchiature elettroniche a bassa potenza richiedono una tensione CC costante e regolata. L'energia elettrica domestica è fornita per mezzo di una tensione alternata, deve essere abbassata rettificata e infine regolata.


stadi



  1. Scegli un trasformatore. Questo componente è costituito da due avvolgimenti indipendenti e isolati elettricamente in filo di rame smaltato accoppiato magneticamente su uno "spazio". Uno di questi avvolgimenti è chiamato "primario" e deve essere alimentato con tensione di rete CA o 240 volt CA. L'altro avvolgimento, chiamato "secondario", costituirà il generatore di bassa tensione di un convertitore CA-DC. Questo trasformatore e gli altri elementi necessari per la costruzione del convertitore sono facilmente disponibili in qualsiasi negozio che vende componenti elettronici o attività ricreative tecnologiche.
    • Dimensionare gli avvolgimenti del trasformatore. La funzione del trasformatore è di abbassare la tensione di rete a un livello accettabile per i vostri apparecchi. La tensione di rete che alimenta la tua casa è nell'intervallo da 230 a 240 volt CA. Se fosse convertito direttamente in tensione continua, sarebbe troppo alto per alimentare le apparecchiature elettroniche. Il rapporto tra il numero di giri tra gli avvolgimenti primario e secondario del trasformatore determinerà la tensione CA erogata sul suo secondario. Chiaramente, ciò significa che se si alimenta il trasformatore a 240 volt CA, l'avvolgimento secondario dovrebbe avere 20 volte meno giri rispetto a quello primario per fornire 12 volt CA. Si noti che gli avvolgimenti primario e secondario sono elettricamente isolati l'uno dall'altro, il che rappresenta una misura di sicurezza significativa per l'utente dell'assemblaggio alimentato in questo modo.
    • Scegli la tensione erogata al secondario del trasformatore. La tensione secondaria CA del trasformatore dovrebbe essere leggermente superiore a quella che ci si aspetterebbe dal proprio convertitore CA-CC, considerando le increspature residue dopo il filtraggio e la necessità di una tensione minima del regolatore scelto. Se si prevede un'uscita CC da 12 volt dal convertitore, un trasformatore CA da 240/15 volt sarà una buona scelta.



  2. Collegare l'avvolgimento primario del trasformatore. Questo non avendo polarità, può essere collegato in qualsiasi senso. Pianifica di collegare un fusibile e un interruttore quando inserisci questo supporto in una scatola.


  3. Collegare l'avvolgimento secondario del trasformatore. La tensione CA proveniente dal secondario del trasformatore deve essere "rettificata", filtrata e regolata. Dovrai utilizzare un raddrizzatore a "doppia onda" di tipo "Ponte di Graetz". Anche in questo caso, non è necessario preoccuparsi della polarità da rispettare sia a livello secondario del trasformatore che in ingresso al raddrizzatore a ponte.
    • Crea un ponte di rettifica a onda intera. Sebbene un ponte monolitico sarà più economico, puoi montarne uno in modo molto semplice per mezzo di quattro diodi discreti convenzionali il cui tipo sarà essenzialmente una funzione della corrente che verrà caricata dal tuo convertitore. La marcatura di questi componenti consiste in un anello posto ad una delle sue estremità. Questo fuso così identificato è il "Catodo", simboleggiato nei diagrammi dalla lettera "K", l'altro chiamato "Anodo" e sarà identificato dalla lettera "A". Il diodo si comporta in modo molto simile a una valvola pneumatica: la corrente fluirà solo nella direzione Anodo-Catodo e la tensione presentata sull'elettrodo deve essere di almeno 0,7 a 1 volt superiore a quella del catodo per il diodo inizia a guidare. Collegare gli anodi di due diodi insieme e i catodi degli altri due diodi. Ottieni due "semi-ponti": il punto comune tra i due anodi sarà l'uscita negativa del ponte. Il punto comune tra i due catodi sarà l'uscita positiva. Quindi unire un anodo e un catodo di ciascun semiponte per ottenere una giunzione di ingresso di tensione CA. Ripetere l'operazione con gli ultimi due pin lasciati liberi (anodo e catodo) per avvolgere il ponte del raddrizzatore e ottenere la seconda giunzione di ingresso della tensione CA.
    • Collegare il ponte raddrizzatore al secondario del trasformatore. L'avvolgimento secondario del trasformatore deve essere collegato alle due giunzioni catodo-anodo del ponte del raddrizzatore discreto. In questa fase non è necessario considerare la polarità del montaggio. Su un ponte monolitico, queste voci sono identificate dai simboli "~". L'uscita positiva "+" del ponte raddrizzatore sarà sulla giunzione catodo-catodo. L'uscita negativa "-" sarà sulla giunzione anodo-anodo. Si noti che le uscite del ponte raddrizzatore sono polarizzate.



  4. Posizionare un condensatore del filtro. Questo deve essere posizionato tra i terminali di uscita positivi e negativi del ponte raddrizzatore. Senza questo condensatore, l'uscita del ponte sarebbe una tensione "pulsata" alla frequenza di 100 Hz e inutilizzabile in questa forma. Per ottenere una tensione CC pulita, è necessario impostare un condensatore di filtro la cui funzione è quella di "regolare" la tensione di uscita del ponte per attaccare il regolatore finale. Esiste una formula per il calcolo del valore espresso in "farad" del condensatore del filtro: questo valore è uguale a I / (Vres * 2 * F dove I è la corrente erogata dal convertitore, Vres la tensione di avvolgimento residua consentita e F la frequenza della tensione di rete (50 Hz).
    Puoi trovare maggiori informazioni al riguardo su questo sito.


  5. Ottenere il regolatore di uscita del convertitore. Scegli un regolatore di tensione monolitico che corrisponda alla tensione di uscita di cui hai bisogno. I regolatori della famiglia 78XX sono i più noti e possono erogare una corrente di circa 1 ampere se adeguatamente raffreddati. Sono prodotti da un gran numero di marchi e facilmente identificabili. Le tensioni di uscita sono indicate dalle ultime due cifre del loro tipo: un LM7812 fornirà una tensione positiva di 12 volt alla sua uscita. Questi componenti sono facilmente disponibili e molto economici. Questi regolatori sono dotati di 3 pin: un ingresso, che collegherai alla giunzione catodo-catodo del ponte raddrizzatore, una massa e un'uscita. La massa deve essere collegata alla giunzione anodo-anodo del ponte raddrizzatore e al terminale di uscita negativo del convertitore. Il pin di uscita del regolatore sarà collegato al terminale di tensione positiva del convertitore. Sebbene siano dotati di dispositivi di sicurezza interni, è preferibile che questi regolatori siano raffreddati da un dissipatore di calore.
    • Cablare il controller secondo le istruzioni del produttore. Queste indicazioni sono fornite nella descrizione tecnica o nella "Scheda tecnica" che è possibile scaricare liberamente su Internet. Poiché i regolatori di tensione possono essere soggetti a riscaldamento, si consiglia vivamente di posizionarli su un dissipatore di dimensioni adeguate. La potenza che deve essere dissipata dal regolatore è il prodotto dell'uscita di corrente e la differenza tra la tensione del regolatore e quella della sua uscita Pth = Iout x (Wine-Vout) dove Pth è la potenza termica, Iout la corrente di uscita, Vout la tensione di uscita e Vin la tensione di attacco del regolatore. Se stai alimentando un regolatore a 12 volt con una tensione non regolata a 18 volt e il tuo convertitore eroga 1 amp, la potenza termica da rilasciare sarà di 6 watt. Ecco perché i produttori di componenti mettono una linguetta di raffreddamento che deve essere avvitata su un dissipatore di calore o sulla custodia metallica del convertitore. Sarà inoltre necessario posizionare piccole capacità di soppressione del rumore tra i pin di ingresso, uscita e terra del circuito. Questi piccoli condensatori, il cui valore è dell'ordine di 100 nF, devono essere posizionati il ​​più vicino possibile al corpo del regolatore per essere efficaci. Ulteriori dettagli in merito sono disponibili nella descrizione tecnica del controller.