ტრანსფორმატორის გარეშე ელექტრომომარაგების ჩაქრობის კონდენსატორის ონლაინ გაანგარიშება (10+)

უტრანსფორმატორო დენის წყაროები - უტრანსფორმატორო კვების წყაროს ჩაქრობის კონდენსატორის ონლაინ გაანგარიშება

მაგრამ სქემა (A1)არ იმუშავებს, რადგან დენი გადის კონდენსატორში მხოლოდ ერთი მიმართულებით. ის სწრაფად დატენავს კონდენსატორს. ამის შემდეგ, ძაბვა აღარ მიეწოდება წრეს. აუცილებელია, რომ კონდენსატორი, რომელიც დამუხტავს ერთ ნახევარ ციკლში, შეიძლება განმუხტოს მეორეში. ამისათვის, დიაგრამაში (A2)დაინერგა მეორე დიოდი.

ქსელის ძაბვა მიეწოდება ტერმინალს, რომელიც მონიშნულია 220V და საერთო მავთულს შორის. რეზისტორი R2საჭიროა მიმდინარე დენის შეზღუდვისთვის. როდესაც წრე მუშაობს სტაციონარული რეჟიმში კარგი ხარისხის ქსელის ძაბვით, დენის ტალღები არ არის. მაგრამ ჩართვის მომენტში ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ არა შეყვანის ძაბვის ნულოვან მნიშვნელობამდე (რაც ოპტიმალური იქნება), არამედ ნებისმიერ მნიშვნელობამდე, ამპლიტუდამდე. კონდენსატორი გამორთულია ისე, რომ დაბალი ძაბვის ნაწილი პირდაპირ დაუკავშირდება ქსელის ძაბვის 310 ვ ამპლიტუდას. აუცილებელია, რომ დიოდები ამ მომენტში არ დაიწვას. Ამისთვის:

[რეზისტორი R2 წინააღმდეგობა, Ohm] = 310 / [მაქსიმალური დასაშვები ერთჯერადი დენის პულსი დიოდის მეშვეობით, A]

სამწუხაროდ, სტატიებში პერიოდულად გვხვდება შეცდომები, მათი გასწორება, სტატიების შევსება, შემუშავება და მომზადება; გამოიწერეთ სიახლეები, რომ იყოთ ინფორმირებული.

თუ რამე გაუგებარია, აუცილებლად იკითხეთ!
Დასვი კითხვა. სტატიის განხილვა. შეტყობინებები.

Საღამო მშვიდობისა. რაც არ უნდა ვეცადე, ვერ გამოვიყენე მოცემული ფორმულები ნახ. 1.2-ისთვის C1 და C2 კონდენსატორების ტევადობის მნიშვნელობების დასადგენად თქვენს ცხრილში მოცემული მონაცემების მნიშვნელობებით (Uin ~ 220V, Uout 15V, Iout 100mA, f 50Hz). პრობლემა მაქვს, ჩართეთ მცირე ზომის DC რელეს კოჭა ~220V ქსელში სამუშაო ძაბვაზე -25V, კოჭის მოქმედი დენი არის I= 35mA. იქნებ რაღაცას არ ვაკეთებ
ინდუქციურობის და დენის გამოთვლა პარალელური და სერიული შეერთებისთვის...

ჰაერის კონდენსატორი, ელექტროლიტური, ფირის, მიკა, კერამიკული...
სხვადასხვა ტიპის კონდენსატორების მახასიათებლები. განაცხადი. ტიპიური სქემები...

ჩართვა, ჩართვის/გამორთვის დაყოვნების წრე. სიმეტრიული, ასიმეტრიული...
ჩართვის/გამორთვის შეფერხების სქემა შმიტის ტრიგერის საფუძველზე...

გათბობის სითხის ავტომატური ტემპერატურის კონტროლი (წყალი, ...
ინტელექტუალური გათბობის ქვაბის თერმოსტატი....

უფრო მომგებიანი და ადვილია დაბალი ძაბვის ელექტრული და რადიო მოწყობილობების ელექტრომომარაგება ქსელიდან. ტრანსფორმატორის კვების წყაროები ყველაზე შესაფერისია ამისათვის, რადგან მათი გამოყენება უსაფრთხოა. თუმცა, ინტერესი სტაბილიზირებული გამომავალი ძაბვის მქონე ტრანსფორმატორის ელექტრომომარაგების (BTBP) მიმართ არ იკლებს. ერთ-ერთი მიზეზი ტრანსფორმატორის წარმოების სირთულეა. მაგრამ BTBP-სთვის ეს არ არის საჭირო - საჭიროა მხოლოდ სწორი გაანგარიშება, მაგრამ ეს არის ზუსტად ის, რაც აშინებს გამოუცდელ დამწყებ ელექტრიკოსებს. ეს სტატია დაგეხმარებათ გამოთვლების გაკეთებაში და გაადვილებთ უტრანსფორმატორო ელექტრომომარაგების დიზაინს.

BPTP-ის გამარტივებული დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 1. დიოდური ხიდი VD1 დაკავშირებულია ქსელში ჩამქრალი C გაზის საშუალებით, რომელიც დაკავშირებულია ხიდის ერთ-ერთ დიაგონალთან სერიულად. ბლოკის დატვირთვაზე მუშაობს ხიდის სხვა დიაგონალი - რეზისტორი R n. ფილტრის კონდენსატორი C f და ზენერის დიოდი VD2 დაკავშირებულია დატვირთვის პარალელურად.

ელექტრომომარაგების გაანგარიშება იწყება დატვირთვაზე U n ძაბვის და დენის სიმძლავრის I n დაყენებით. მოხმარებული დატვირთვით. რაც უფრო დიდია C კონდენსატორის ტევადობა, მით უფრო მაღალია BPTP-ის ენერგეტიკული შესაძლებლობები.

ტევადობის გაანგარიშება

ცხრილში მოცემულია მონაცემები 50 ჰც სიხშირით ჩამქრალი C კონდენსატორის ტევადობის X c და დენის I cf-ის საშუალო მნიშვნელობაზე, რომელიც გადის C კონდენსატორის ჩაქრობით, გამოითვლება იმ შემთხვევისთვის, როდესაც R n = 0, ანუ დატვირთვის მოკლე ჩართვა. (ბოლოს და ბოლოს, BTBP არ არის მგრძნობიარე ამ არანორმალური ოპერაციული რეჟიმის მიმართ და ეს კიდევ ერთი დიდი უპირატესობაა ტრანსფორმატორის დენის წყაროებთან შედარებით.)

X s ტევადობის სხვა მნიშვნელობები (კილო-ომებში) და საშუალო დენის მნიშვნელობა I sr (მილიამპერებში) შეიძლება გამოითვალოს ფორმულების გამოყენებით:

C ჩაქრობა არის ჩაქრობის კონდენსატორის ტევადობა მიკროფარადებში.

თუ გამოვრიცხავთ ზენერის დიოდს VD2, მაშინ U n ძაბვა დატვირთვაზე და დენი I n მასზე დამოკიდებული იქნება R n დატვირთვაზე. ამ პარამეტრების გამოთვლა მარტივია ფორმულების გამოყენებით:

U n - ვოლტებში, R n და X n - კილო-ომებში, I n - მილიამპერებში, C გაზი - მიკროფარადებში. (ქვემოთ მოყვანილი ფორმულები იყენებენ იმავე საზომ ერთეულებს.)

როგორც დატვირთვის წინააღმდეგობა მცირდება, მასზე ძაბვაც მცირდება და არაწრფივი დამოკიდებულების მიხედვით. მაგრამ დატვირთვის გავლით დენი იზრდება, თუმცა ძალიან ოდნავ. მაგალითად, Rn-ის შემცირება 1-დან 0,1 kOhm-მდე (ზუსტად 10-ჯერ) იწვევს იმ ფაქტს, რომ U n მცირდება 9,53-ჯერ, ხოლო დატვირთვის მეშვეობით დენი იზრდება მხოლოდ 1,05-ჯერ. ეს "ავტომატური" დენის სტაბილიზაცია განასხვავებს BTBP-ს ტრანსფორმატორის კვების წყაროსგან.

სიმძლავრე Рн დატვირთვაზე, გამოითვლება ფორმულით:

Rn-ის შემცირებით, იგი მცირდება თითქმის ისევე ინტენსიურად, როგორც Un. იგივე მაგალითისთვის, დატვირთვის მიერ მოხმარებული სიმძლავრე მცირდება 9,1-ჯერ.

იმის გამო, რომ დატვირთვის I n დენი წინააღმდეგობის R n შედარებით მცირე მნიშვნელობებზე და მასზე ძაბვა U n ძალიან ცოტა იცვლება, პრაქტიკაში სავსებით მისაღებია სავარაუდო ფორმულების გამოყენება:

ზენერის დიოდის VD2 აღდგენით ვიღებთ U n ძაბვის სტაბილიზაციას U st-ის დონეზე - მნიშვნელობა, რომელიც პრაქტიკულად მუდმივია თითოეული კონკრეტული ზენერის დიოდისთვის. და მცირე დატვირთვით (მაღალი წინააღმდეგობა R n), თანასწორობა U n = U st.

დატვირთვის წინააღმდეგობის გაანგარიშება

რამდენად შეიძლება R n-ის შემცირება ისე, რომ ტოლობა U n = U st მართებულია? სანამ უთანასწორობა რჩება:

შესაბამისად, თუ დატვირთვის წინააღმდეგობა გამოთვლილ Rn-ზე ნაკლები აღმოჩნდება, დატვირთვაზე ძაბვა აღარ იქნება სტაბილიზაციის ძაბვის ტოლი, მაგრამ იქნება გარკვეულწილად ნაკლები, რადგან ზენერის დიოდის VD2 დენი შეჩერდება.

დასაშვები დენის გაანგარიშება ზენერის დიოდის მეშვეობით

ახლა განვსაზღვროთ, რა დენი გაივლის I n დატვირთვას R n და რა დენი გაივლის ზენერის დიოდს VD2. Ნათელია, რომ

როგორც დატვირთვის წინააღმდეგობა მცირდება, მის მიერ მოხმარებული სიმძლავრე იზრდება P n =I n U n =U 2 st /R n. მაგრამ BPTP-ის მიერ მოხმარებული საშუალო სიმძლავრე უდრის

უცვლელი რჩება. ეს აიხსნება იმით, რომ I cf დენი განშტოდება ორად - I n და I st - და, დატვირთვის წინააღმდეგობის მიხედვით, გადანაწილდება R n-სა და ზენერის დიოდს VD2-ს შორის და ისე, რომ რაც უფრო დაბალია დატვირთვის წინააღმდეგობა R n. მით უფრო ნაკლები დენი გადის ზენერის დიოდში და პირიქით. ეს ნიშნავს, რომ თუ დატვირთვა მცირეა (ან მთლიანად არ არსებობს), ზენერის დიოდი VD2 იქნება ყველაზე რთულ პირობებში. ამიტომ არ არის რეკომენდებული BPTP-დან დატვირთვის ამოღება, წინააღმდეგ შემთხვევაში მთელი დენი გაივლის ზენერის დიოდს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მისი უკმარისობა.

ქსელის ძაბვის ამპლიტუდის მნიშვნელობა არის 220·√2=311(V). დენის პულსის მნიშვნელობა წრეში, თუ უგულებელყოფთ C f კონდენსატორს, შეიძლება მიაღწიოს

შესაბამისად, ზენერის დიოდი VD2 საიმედოდ უნდა გაუძლოს ამ პულსის დენს დატვირთვის შემთხვევით გათიშვის შემთხვევაში. არ უნდა დავივიწყოთ განათების ქსელში შესაძლო ძაბვის გადატვირთვა, რომელიც შეადგენს ნომინალური მნიშვნელობის 20...25%-ს და გამოვთვალოთ ზენერის დიოდში გამავალი დენი, როდესაც დატვირთვა გამორთულია, კორექტირების კოეფიციენტის 1.2-ის გათვალისწინებით. ..1.25.

თუ არ არის ძლიერი ზენერის დიოდი

როდესაც არ არის შესაფერისი სიმძლავრის ზენერის დიოდი, ის შეიძლება მთლიანად შეიცვალოს დიოდ-ტრანზისტორი ანალოგით. მაგრამ შემდეგ BTBP უნდა აშენდეს ნახატზე ნაჩვენები სქემის მიხედვით. 2. აქ ზენერის VD2 დიოდში გამავალი დენი მცირდება მძლავრი n-p-n ტრანზისტორი VT1-ის ბაზის სტატიკური დენის გადაცემის კოეფიციენტის პროპორციულად. UCT ანალოგის ძაბვა იქნება დაახლოებით 0,7 ვ-ით მეტი ვიდრე Ust ყველაზე დაბალი სიმძლავრის ზენერის დიოდის VD2, თუ ტრანზისტორი VT1 არის სილიციუმი, ან 0,3 ვ-ით, თუ ის გერმანიუმია.

აქ ასევე გამოიყენება p-n-p სტრუქტურის ტრანზისტორი. თუმცა, მაშინ გამოიყენება ნახ. 3.

ნახევარტალღოვანი ბლოკის გაანგარიშება

სრულტალღურ რექტიფიკატორთან ერთად BTBP-ში ზოგჯერ გამოიყენება უმარტივესი ნახევრადტალღოვანი გამსწორებელი (ნახ. 4). ამ შემთხვევაში, მისი დატვირთვა Rn იკვებება მხოლოდ ალტერნატიული დენის დადებითი ნახევარციკლებით, ხოლო უარყოფითი გადის VD3 დიოდში, დატვირთვის გვერდის ავლით. ამიტომ, საშუალო დენი I cf დიოდის VD1-ში იქნება ნახევარი. ეს ნიშნავს, რომ ბლოკის გამოთვლისას, X c-ის ნაცვლად, უნდა აიღოთ 2-ჯერ ტოლი წინააღმდეგობა

ხოლო საშუალო დენი მოკლე ჩართვის დატვირთვით ტოლი იქნება 9,9 πС ჩაქრობა = 31,1 С ჩაქრობა. BPTP-ის ამ ვერსიის შემდგომი გაანგარიშება ხორციელდება წინა შემთხვევების მსგავსად.

ძაბვის გაანგარიშება ჩაქრობის კონდენსატორზე

ზოგადად მიღებულია, რომ ქსელის ძაბვით 220 ვ, ჩაქრობის კონდენსატორის C ნომინალური ძაბვა უნდა იყოს მინიმუმ 400 ვ, ანუ დაახლოებით 30 პროცენტიანი ზღვარი ქსელის ამპლიტუდის ძაბვასთან მიმართებაში, ვინაიდან 1.3·311=404( V). თუმცა, ზოგიერთ ყველაზე კრიტიკულ შემთხვევაში, მისი ნომინალური ძაბვა უნდა იყოს 500 ან თუნდაც 600 ვ.

და შემდგომ. C შესაფერისი კონდენსატორის არჩევისას გასათვალისწინებელია, რომ შეუძლებელია BTBP-ში MBM, MBPO, MBGP, MBGTs-1, MBGTs-2 ტიპის კონდენსატორების გამოყენება, რადგან ისინი არ არის შექმნილი ალტერნატიული დენის სქემებში მუშაობისთვის. ამპლიტუდის ძაბვის მნიშვნელობით 150 ვ-ზე მეტი.

BTBP-ში ყველაზე საიმედო კონდენსატორებია MBGCh-1, MBGCh-2 ნომინალური ძაბვით 500 ვ (ძველი სარეცხი მანქანებიდან, ფლუორესცენტური ნათურებიდან და ა.შ.) ან KBG-MN, KBG-MP, მაგრამ ნომინალური ძაბვით 1000 ვ.

ფილტრის კონდენსატორი

ფილტრის კონდენსატორის C f ტევადობა რთულია ანალიზურად გამოთვალოთ. ამიტომ ის ექსპერიმენტულად შეირჩევა. დაახლოებით, უნდა ვივარაუდოთ, რომ მოხმარებული საშუალო დენის ყოველ მილიამპერზე, საჭიროა ამ სიმძლავრის მინიმუმ 3...10 μF აღება, თუ BTBP გამსწორებელი არის სრულტალღოვანი, ან 10...30 μF, თუ ის არის. ნახევრად ტალღა.

გამოყენებული ოქსიდის კონდენსატორის ნომინალური ძაბვა უნდა იყოს მინიმუმ U st და თუ BTBP-ში არ არის ზენერის დიოდი და დატვირთვა მუდმივად ჩართულია, ფილტრის კონდენსატორის ნომინალური ძაბვა უნდა აღემატებოდეს მნიშვნელობას:

თუ დატვირთვის მუდმივად ჩართვა შეუძლებელია და არ არის ზენერის დიოდი, ფილტრის კონდენსატორის ნომინალური ძაბვა უნდა იყოს 450 ვ-ზე მეტი, რაც ძნელად მისაღებია C f კონდენსატორის დიდი ზომის გამო. სხვათა შორის, ამ შემთხვევაში დატვირთვა უნდა განმეორდეს მხოლოდ BTBP-ის ქსელიდან გათიშვის შემდეგ.

და ეს ყველაფერი არ არის

მიზანშეწონილია BTBP-ის რომელიმე შესაძლო ვარიანტის დამატება კიდევ ორი ​​დამხმარე რეზისტორებით. ერთ-ერთი მათგანი, რომლის წინაღობაც შეიძლება იყოს 300 კჰმ...1 MOhm დიაპაზონში, დაკავშირებულია კონდენსატორის C ჩაქრობის პარალელურად. ეს რეზისტორი საჭიროა იმისათვის, რომ დააჩქაროს C კონდენსატორის გამონადენი მოწყობილობის ქსელიდან გათიშვის შემდეგ. მეორე - ბალასტი - 10...51 Ohms წინააღმდეგობით დაკავშირებულია ქსელის ერთ-ერთი მავთულის წყვეტასთან, მაგალითად, სერიულად C კონდენსატორის ჩაქრობით. ეს რეზისტორი შეზღუდავს დენს VD1 ხიდის დიოდებში, როდესაც BTBP არის დაკავშირებული ქსელში. ორივე რეზისტორების დაშლის სიმძლავრე უნდა იყოს მინიმუმ 0,5 ვტ, რაც აუცილებელია მაღალი ძაბვის შედეგად ამ რეზისტორების შესაძლო ზედაპირული დაშლის გარანტიისთვის. ბალასტური რეზისტორის გამო, ზენერის დიოდი გარკვეულწილად ნაკლები იქნება დატვირთული, მაგრამ BTBP-ის მიერ მოხმარებული საშუალო სიმძლავრე შესამჩნევად გაიზრდება.

რა დიოდები ავიღოთ

სრულტალღოვანი გამსწორებლის ფუნქცია BTBP სქემების მიხედვით ნახ. 1...3 შეიძლება დამზადდეს KTs405 ან KTs402 სერიის დიოდური შეკრებებით Ж ან И ასო ინდექსებით, თუ საშუალო დენი არ აღემატება 600 mA-ს, ან A, B ინდექსებით, თუ დენის მნიშვნელობა 1 A-ს აღწევს. ოთხი. ცალკეული დიოდები, რომლებიც დაკავშირებულია ხიდის მიკროსქემის მიხედვით, მაგალითად, KD105 სერია B, V ან G ინდექსებით, D226 B ან V - 300 mA-მდე, KD209 A, B ან V - 500...700 mA-მდე, KD226 V, G ან D - მდე 1.7 A .

დიოდები VD1 და VD3 BTBP-ში ნახ. 4 შეიძლება იყოს რომელიმე ზემოთ ჩამოთვლილი. ასევე დასაშვებია ორი დიოდური შეკრების გამოყენება KD205K V, G ან D 300 mA-მდე დენისთვის ან KD205 A, V, Zh ან I - 500 mA-მდე.

და ერთი ბოლო რამ. უტრანსფორმატორო ელექტრომომარაგება, ისევე როგორც მასზე მიბმული აღჭურვილობა, ჩართულია უშუალოდ AC ქსელში! ამიტომ, ისინი საიმედოდ უნდა იყოს იზოლირებული გარედან, ვთქვათ, მოთავსებული პლასტმასის კორპუსში. გარდა ამისა, კატეგორიულად აკრძალულია მათი რომელიმე ტერმინალის „დამიწება“, ასევე მოწყობილობის ჩართვის შემთხვევაში ქეისის გახსნა.

BPTP გამოთვლის შემოთავაზებული მეთოდოლოგია ავტორის მიერ პრაქტიკაში გამოცდილია რამდენიმე წლის განმავლობაში. მთელი გაანგარიშება ხორციელდება იმის საფუძველზე, რომ BPTP არსებითად არის პარამეტრული ძაბვის სტაბილიზატორი, რომელშიც დენის შემზღუდველის როლს ასრულებს ჩამქრალი კონდენსატორი.

ჟურნალი „სამ“ No5, 1998 წ

ზოგჯერ ელექტროტექნიკაში გამოიყენება ელექტრომომარაგებები, რომლებიც არ შეიცავს ტრანსფორმატორს. ამ შემთხვევაში, ჩნდება შეყვანის ძაბვის შემცირების ამოცანა. მაგალითად, ქსელის ალტერნატიული ძაბვის შემცირება (220 ვ) 50 ჰერცის სიხშირეზე ძაბვის საჭირო მნიშვნელობამდე. ტრანსფორმატორის ალტერნატივა არის კონდენსატორი, რომელიც სერიულად არის დაკავშირებული ძაბვის წყაროსთან და დატვირთვასთან (დამატებითი ინფორმაციისთვის კონდენსატორების გამოყენების შესახებ იხილეთ განყოფილება "). ასეთ კონდენსატორს ეწოდება ჩაქრობის კონდენსატორი.
ჩამქრალი კონდენსატორის გამოთვლა ნიშნავს კონდენსატორის ტევადობის პოვნას, რომელიც ზემოთ აღწერილი წრედთან დაკავშირებისას შეამცირებს შეყვანის ძაბვას საჭირო ძაბვამდე დატვირთვის დროს. ახლა ჩვენ ვიღებთ ფორმულას ჩაქრობის კონდენსატორის სიმძლავრის გამოსათვლელად. ალტერნატიული დენის წრეში მომუშავე კონდენსატორს აქვს ტევადობა (), რომელიც დაკავშირებულია ალტერნატიული დენის სიხშირესთან და მის საკუთარ ტევადობასთან () (და), უფრო ზუსტად:

პირობის მიხედვით, ალტერნატიული დენის წრეში ჩავრთეთ წინააღმდეგობა (რეზისტენტული დატვირთვა()) და კონდენსატორი. ამ სისტემის მთლიანი წინააღმდეგობა () შეიძლება გამოითვალოს შემდეგნაირად:

ვინაიდან კავშირი სერიულია, ჩვენ ვწერთ:

სად არის ძაბვის ვარდნა დატვირთვაზე (მოწყობილობის მიწოდების ძაბვა); - ქსელის ძაბვა, - ძაბვის ვარდნა კონდენსატორზე. ზემოთ მოყვანილი ფორმულების გამოყენებით, ჩვენ გვაქვს:

თუ დატვირთვა მცირეა, მაშინ ქსელის ძაბვის შემცირების უმარტივესი გზაა კონდენსატორის გამოყენება, მათ შორის სერიებში წრეში. თუ გამომავალ დენის ძაბვა 10-20 ვოლტზე ნაკლებია, მაშინ ჩაქრობის კონდენსატორის სიმძლავრე გამოითვლება სავარაუდო ფორმულით:

წრედის ძაბვა, უა

მიკროსქემის სიხშირე, ვ

დაწევის კონდენსატორის სიმძლავრე, C

დატვირთვის ძაბვა, Ub

ტვირთზე გამავალი დენი, ი

დატვირთვის სიმძლავრე, პ

თუ ოდესმე გქონიათ ძაბვის შემცირების დავალება ნებისმიერ დონეზე, მაგალითად 220 ვოლტიდან 12 ვოლტამდე, მაშინ ეს სტატია თქვენთვისაა.

ამის გაკეთების მრავალი გზა არსებობს ხელმისაწვდომი მასალების გამოყენებით. ჩვენს შემთხვევაში გამოვიყენებთ ერთ ნაწილს - კონტეინერს.

პრინციპში შეგვიძლია გამოვიყენოთ ჩვეულებრივი წინააღმდეგობა, მაგრამ ამ შემთხვევაში გვექნება ამ ნაწილის გადახურების პრობლემა და მაშინ ხანძარი შორს არ არის.

იმ შემთხვევაში, როდესაც ტევადობა გამოიყენება როგორც შემცირების ელემენტი, სიტუაცია განსხვავებულია.

ალტერნატიული დენის წრედთან დაკავშირებულ ტევადობას აქვს (იდეალურად) მხოლოდ რეაქტიულობა, რომლის მნიშვნელობაც ცნობილია ცნობილი ფორმულის მიხედვით.

გარდა ამისა, ჩვენ ჩართეთ გარკვეული სახის დატვირთვა ჩვენს წრეში (ნათურა, საბურღი, სარეცხი მანქანა), რომელსაც ასევე აქვს გარკვეული წინააღმდეგობა R.

ამრიგად, წრედის მთლიანი წინააღმდეგობა იქნება იგივე

ჩვენი წრე სერიულია და, შესაბამისად, წრედის მთლიანი ძაბვა არის კონდენსატორზე და დატვირთვაზე ძაბვების ჯამი.

Ohm-ის კანონის გამოყენებით, ჩვენ გამოვთვალეთ დენი, რომელიც მიედინება ამ წრეში.

როგორც ხედავთ, მიკროსქემის პარამეტრების ცოდნით, ადვილია დაკარგული მნიშვნელობების გამოთვლა.

და გავიხსენოთ, თუ როგორ გამოითვლება სიმძლავრე, ადვილია გამოვთვალოთ კონდენსატორის პარამეტრები, დატვირთვის ენერგიის მოხმარების საფუძველზე.

გაითვალისწინეთ, რომ ასეთ წრეში თქვენ არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ პოლარიზებული კონდენსატორები, ანუ ისინი, რომლებიც შედის ელექტრონულ წრეში მითითებული პოლარობის მკაცრად დაცვით.

გარდა ამისა, აუცილებელია ქსელის სიხშირის გათვალისწინება ვ. და თუ რუსეთში გვაქვს 50 ჰც სიხშირე, მაშინ მაგალითად ამერიკაში სიხშირე 60 ჰც. ეს ასევე გავლენას ახდენს საბოლოო გამოთვლებზე.

გაანგარიშების მაგალითები

აუცილებელია 12 ვ ძაბვაზე გათვლილი 36 ვტ ნათურა. რა სიმძლავრეა საჭირო დაწევის კონდენსატორის აქ?

თუ ვსაუბრობთ ელექტრულ ქსელებზე რუსეთში, მაშინ შეყვანის ძაბვა არის 220 ვოლტი, სიხშირე 50 ჰც.

ნათურაში გამავალი დენი არის 3 ამპერი (36 გაყოფილი 12-ზე). მაშინ სიმძლავრე ზემოაღნიშნული ფორმულის მიხედვით იქნება ტოლი:

დაწევის კონდენსატორის მიღებული პარამეტრები

ამ სათაურის წაკითხვის შემდეგ, ვინმემ შეიძლება იკითხოს: "რატომ?" დიახ, თუ მას უბრალოდ ჩართავთ სოკეტში, თუნდაც ჩართოთ გარკვეული სქემის მიხედვით, მას არავითარი პრაქტიკული მნიშვნელობა არ აქვს და არც რაიმე სასარგებლო ინფორმაციას მოიტანს. მაგრამ თუ იგივე LED უკავშირდება გათბობის ელემენტს, რომელსაც აკონტროლებს თერმოსტატი, მაშინ შეგიძლიათ ვიზუალურად აკონტროლოთ მთელი მოწყობილობის მუშაობა. ზოგჯერ ასეთი მითითება საშუალებას გაძლევთ გათავისუფლდეთ მრავალი მცირე პრობლემისა და უსიამოვნებისგან.

იმის გათვალისწინებით, რაც უკვე ითქვა, ამოცანა ტრივიალური ჩანს: უბრალოდ დააინსტალირეთ საჭირო მნიშვნელობის შემზღუდველი რეზისტორი და პრობლემა მოგვარდება. მაგრამ ეს ყველაფერი კარგია, თუ LED-ს ამუშავებთ გამოსწორებული მუდმივი ძაბვით: როგორც კი LED შეერთდა წინსვლის მიმართულებით, ის ასე დარჩა.

ალტერნატიულ ძაბვაზე მუშაობისას ყველაფერი არც ისე მარტივია. ფაქტია, რომ პირდაპირი ძაბვის გარდა, LED-ზე ასევე იმოქმედებს საპირისპირო პოლარობის ძაბვა, რადგან სინუსური ტალღის ყოველი ნახევარციკლი ცვლის ნიშანს საპირისპიროზე. ეს საპირისპირო ძაბვა არ ანათებს LED-ს, მაგრამ მას შეუძლია ძალიან სწრაფად გამოუსადეგარი გახადოს იგი. ამიტომ აუცილებელია ზომების მიღება ამ „მავნე“ ძაბვისგან დასაცავად.

ქსელის ძაბვის შემთხვევაში, ჩაქრობის რეზისტორის გაანგარიშება უნდა ეფუძნებოდეს ძაბვის მნიშვნელობას 310 ვ. რატომ? აქ ყველაფერი ძალიან მარტივია: 220 ვ არის, ამპლიტუდის მნიშვნელობა იქნება 220 * 1.41 = 310 ვ. ამპლიტუდის ძაბვა ორჯერ (1.41)-ჯერ აღემატება ფესვის ძაბვას და ეს არ უნდა დაგვავიწყდეს. ეს არის წინა და საპირისპირო ძაბვა, რომელიც გამოყენებული იქნება LED-ზე. სწორედ 310 ვ მნიშვნელობიდან უნდა გამოითვალოს ჩამქრალი რეზისტორის წინააღმდეგობა და სწორედ ამ ძაბვისგან, მხოლოდ საპირისპირო პოლარობით, LED უნდა იყოს დაცული.

როგორ დავიცვათ LED საპირისპირო ძაბვისგან

თითქმის ყველა LED-ისთვის, საპირისპირო ძაბვა არ აღემატება 20 ვ-ს, რადგან არავინ აპირებდა მათთვის მაღალი ძაბვის გამოსწორების გაკეთებას. როგორ მოვიშოროთ ასეთი უბედურება, როგორ დავიცვათ LED ამ საპირისპირო ძაბვისგან?

გამოდის, რომ ყველაფერი ძალიან მარტივია. პირველი გზა არის ჩვეულებრივი სერიით დაკავშირება LED-თან მაღალი საპირისპირო ძაბვით (არაუმეტეს 400 ვ), მაგალითად, 1N4007 - საპირისპირო ძაბვა 1000 ვ, წინა დენი 1A. ეს არის ის, ვინც არ დაუშვებს უარყოფითი პოლარობის მაღალი ძაბვის გადატანას LED- ზე. ასეთი დაცვის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 1ა.

მეორე მეთოდი, არანაკლებ ეფექტური, არის LED-ის უბრალოდ გვერდის ავლით სხვა დიოდით, რომელიც დაკავშირებულია ზურგ-უკან - პარალელურად, ნახ.1ბ. ამ მეთოდით დამცავი დიოდი არც კი უნდა იყოს მაღალი საპირისპირო ძაბვით, მაგალითად, KD521.

უფრო მეტიც, შეგიძლიათ უბრალოდ ჩართოთ ორი LED პარალელურად: მონაცვლეობით გახსნით, ისინი დაიცავს ერთმანეთს და ორივე გამოსცემს შუქს, როგორც ეს ნაჩვენებია 1c სურათზე. ეს უკვე დაცვის მესამე მეთოდია. სამივე დაცვის სქემა ნაჩვენებია სურათზე 1.

სურათი 1. LED უკუ ძაბვის დაცვის სქემები

ამ სქემებში შემზღუდველ რეზისტორს აქვს 24 KOhm წინააღმდეგობა, რომელიც 220 ვ ოპერაციული ძაბვის დროს უზრუნველყოფს დენს 220/24 = 9,16 mA რიგით, რომელიც შეიძლება დამრგვალდეს 9-მდე. მაშინ ჩაქრობის რეზისტორის სიმძლავრე იქნება. იყოს 9 * 9 * 24 = 1944 მვტ, თითქმის ორი ვატი. ეს იმისდა მიუხედავად, რომ LED-ის დენი შემოიფარგლება 9 mA-მდე. მაგრამ რეზისტორის გრძელვადიანი გამოყენება მაქსიმალურ სიმძლავრეზე არ გამოიწვევს რაიმე კარგს: ჯერ გაშავდება და შემდეგ მთლიანად დაიწვება. ამის თავიდან ასაცილებლად რეკომენდირებულია ორი 12KΩ რეზისტორების დაყენება სერიით 2W სიმძლავრის თითოეული.

თუ დააყენებთ მიმდინარე დონეს 20mA-ზე, ეს იქნება კიდევ უფრო მეტი - 20*20*12=4800mW, თითქმის 5W! ბუნებრივია, ასეთი სიმძლავრის ღუმელი ოთახის გასათბობად ვერავინ შეძლებს. ეს ეფუძნება ერთ LED-ს, მაგრამ რა მოხდება, თუ არსებობს მთელი?

კონდენსატორი - უვნებელი წინააღმდეგობა

1a სურათზე ნაჩვენები წრე იყენებს დამცავ დიოდს D1 ალტერნატიული ძაბვის უარყოფითი ნახევრად ციკლის "გაწყვეტისთვის", შესაბამისად ჩაქრობის რეზისტორის სიმძლავრე განახევრებულია. მაგრამ მაინც, ძალა რჩება ძალიან მნიშვნელოვანი. ამიტომ, მას ხშირად იყენებენ როგორც შემზღუდველ რეზისტორს: ის შეზღუდავს დენს რეზისტორზე უარესად, მაგრამ არ გამოიმუშავებს სითბოს. უსაფუძვლო არ არის, რომ კონდენსატორს ხშირად უწოდებენ უნაყოფო წინააღმდეგობას. გადართვის ეს მეთოდი ნაჩვენებია სურათზე 2.

სურათი 2. ჩართვა LED-ის დასაკავშირებლად ბალასტური კონდენსატორის მეშვეობით

როგორც ჩანს, აქ ყველაფერი კარგადაა, დამცავი დიოდიც კი არის VD1. მაგრამ ორი დეტალი არ არის მოწოდებული. პირველი, კონდენსატორი C1, მიკროსქემის გამორთვის შემდეგ, შეიძლება დარჩეს დამუხტული და შეინახოს დამუხტვა მანამ, სანამ ვინმე არ განმუხტავს მას საკუთარი ხელით. და ეს, დამიჯერეთ, ოდესმე აუცილებლად მოხდება. ელექტრო შოკი, რა თქმა უნდა, არ არის საბედისწერო, მაგრამ საკმაოდ მგრძნობიარე, მოულოდნელი და უსიამოვნო.

ამიტომ, ასეთი უსიამოვნების თავიდან ასაცილებლად, ამ ჩაქრობის კონდენსატორების გვერდის ავლით ხდება 200...1000KOhm წინააღმდეგობის მქონე რეზისტორი. იგივე დაცვა დამონტაჟებულია უტრანსფორმატორო დენის წყაროებში ჩაქრობის კონდენსატორით, ოპტოკუპლერებსა და ზოგიერთ სხვა წრეში. სურათზე 3, ეს რეზისტორი დანიშნულია R1.

სურათი 3. LED-ის მიერ განათების ქსელთან შეერთების დიაგრამა

რეზისტორი R1-ის გარდა, რეზისტორი R2 ასევე ჩანს დიაგრამაზე. მისი დანიშნულებაა შეზღუდოს დენის ტალღა კონდენსატორის მეშვეობით ძაბვის გამოყენებისას, რაც ხელს უწყობს არა მხოლოდ დიოდების, არამედ თავად კონდენსატორის დაცვას. პრაქტიკიდან ცნობილია, რომ ასეთი რეზისტორის არარსებობის შემთხვევაში, კონდენსატორი ზოგჯერ იშლება, მისი სიმძლავრე გაცილებით ნაკლები ხდება, ვიდრე ნომინალური. ზედმეტია იმის თქმა, რომ კონდენსატორი უნდა იყოს კერამიკული მინიმუმ 400 ვ მოქმედი ძაბვისთვის ან სპეციალური 250 ვ ძაბვის ცვლადი დენის სქემებში მუშაობისთვის.

რეზისტორი R2 ასრულებს კიდევ ერთ მნიშვნელოვან როლს: კონდენსატორის გაფუჭების შემთხვევაში ის მოქმედებს როგორც დაუკრავენ. რა თქმა უნდა, LED-ები ასევე უნდა შეიცვალოს, მაგრამ დამაკავშირებელი მავთულები მაინც ხელუხლებელი დარჩება. სინამდვილეში, ზუსტად ასე მუშაობს დაუკრავენ ნებისმიერ მოწყობილობაში - ტრანზისტორები დაიწვა, მაგრამ დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა თითქმის ხელუხლებელი დარჩა.

3-ზე ნაჩვენები დიაგრამა გვიჩვენებს მხოლოდ ერთ LED-ს, თუმცა სინამდვილეში რამდენიმე მათგანი შეიძლება სერიულად იყოს დაკავშირებული. დამცავი დიოდი გაუმკლავდება თავის ამოცანას მარტო, მაგრამ ბალასტური კონდენსატორის ტევადობა უნდა გამოითვალოს, მინიმუმ დაახლოებით, მაგრამ მაინც.

ჩაქრობის რეზისტორის წინააღმდეგობის გამოსათვლელად, საჭიროა გამოკლოთ ძაბვის ვარდნა LED-ზე მიწოდების ძაბვისგან. თუ რამდენიმე LED სერიულად არის დაკავშირებული, მაშინ უბრალოდ დაამატეთ მათი ძაბვები და ასევე გამოაკელით მიწოდების ძაბვას. ამ ნარჩენი ძაბვისა და საჭირო დენის ცოდნა, ძალიან მარტივია რეზისტორის წინააღმდეგობის გამოთვლა ოჰმის კანონის მიხედვით: R=(U-Uд)/I*0.75.

აქ U არის მიწოდების ძაბვა, Ud არის ძაბვის ვარდნა LED-ებზე (თუ LED-ები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, მაშინ Ud არის ძაბვის ვარდნის ჯამი ყველა LED-ზე), I არის დენი LED-ებში, R არის წინააღმდეგობა. ჩაქრობის რეზისტორის. აქ, როგორც ყოველთვის, ძაბვა არის ვოლტებში, დენი არის ამპერებში, შედეგი არის Ohms, 0.75 არის კოეფიციენტი საიმედოობის გაზრდისთვის. ეს ფორმულა უკვე მოცემულია სტატიაში.

წინა ძაბვის ვარდნის რაოდენობა სხვადასხვა ფერის LED-ებისთვის განსხვავებულია. 20 mA დენის დროს, წითელ LED-ებს აქვთ 1.6...2.03V, ყვითელი 2.1...2.2V, მწვანე 2.2...3.5V, ლურჯი 2.5...3.7V. თეთრი LED-ები 3.0...3.7 ვ ემისიის ფართო სპექტრით აქვთ ყველაზე მაღალი ძაბვის ვარდნა. ადვილი მისახვედრია, რომ ამ პარამეტრის გავრცელება საკმაოდ ფართოა.

აქ მოცემულია ძაბვის ვარდნა მხოლოდ რამდენიმე ტიპის LED-ების, უბრალოდ ფერის მიხედვით. სინამდვილეში, ამ ფერების კიდევ ბევრია და ზუსტი მნიშვნელობა მხოლოდ კონკრეტული LED-ის ტექნიკურ დოკუმენტაციაში შეგიძლიათ ნახოთ. მაგრამ ხშირად ეს არ არის საჭირო: პრაქტიკისთვის მისაღები შედეგის მისაღებად, საკმარისია ფორმულაში ჩაანაცვლოთ გარკვეული საშუალო მნიშვნელობა (ჩვეულებრივ 2 ვ), რა თქმა უნდა, თუ ეს არ არის ასობით LED-ის გირლანდა.

ჩაქრობის კონდენსატორის სიმძლავრის გამოსათვლელად გამოიყენება ემპირიული ფორმულა C=(4.45*I)/(U-Ud),

სადაც C არის კონდენსატორის ტევადობა მიკროფარადებში, I არის დენი მილიამპერებში, U არის ქსელის პიკური ძაბვა ვოლტებში. სამი სერიით დაკავშირებული თეთრი LED-ების ჯაჭვის გამოყენებისას Ud არის დაახლოებით 12 ვ, U ამპლიტუდის ძაბვა არის 310 ვ, დენის 20 mA-მდე შესაზღუდად დაგჭირდებათ ტევადობის კონდენსატორი.

C=(4.45*I)/(U-Ud)= C=(4.45*20)/(310-12)= 0.29865 μF, თითქმის 0.3 μF.

კონდენსატორის ტევადობის უახლოესი სტანდარტული მნიშვნელობა არის 0,15 μF, ამიტომ, ამ წრეში მის გამოსაყენებლად, თქვენ მოგიწევთ გამოიყენოთ ორი პარალელურად დაკავშირებული კონდენსატორი. აქ უნდა გაკეთდეს შენიშვნა: ფორმულა მოქმედებს მხოლოდ ალტერნატიული ძაბვის სიხშირეზე 50 ჰც. სხვა სიხშირეებისთვის შედეგები არასწორი იქნება.

ჯერ კონდენსატორი უნდა შემოწმდეს

კონდენსატორის გამოყენებამდე ის უნდა შემოწმდეს. დასაწყისისთვის უბრალოდ ჩართეთ 220V ქსელი, სასურველია 3...5A ფუჟორის საშუალებით და 15 წუთის შემდეგ შეამოწმეთ შეხებით თუ არის შესამჩნევი გათბობა? თუ კონდენსატორი ცივია, მაშინ შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, აუცილებლად აიღეთ მეორე და ასევე ჯერ შეამოწმეთ. ბოლოს და ბოლოს, 220V აღარ არის 12V, აქ ყველაფერი ცოტა სხვაგვარადაა!

თუ ეს შემოწმება წარმატებული იყო და კონდენსატორი არ გაცხელდა, მაშინ შეგიძლიათ შეამოწმოთ იყო თუ არა შეცდომა გამოთვლებში ან არის თუ არა კონდენსატორი სწორი სიმძლავრის. ამისათვის თქვენ უნდა დაუკავშიროთ კონდენსატორი ქსელს, როგორც წინა შემთხვევაში, მხოლოდ ამპერმეტრის საშუალებით. ბუნებრივია, ამპერმეტრი უნდა იყოს AC.

ეს შეგახსენებთ, რომ ყველა თანამედროვე ციფრულ მულტიმეტრს არ შეუძლია გაზომოს ალტერნატიული დენი: მარტივი იაფი მოწყობილობები, მაგალითად, ძალიან პოპულარულია რადიომოყვარულებში, შეუძლიათ გაზომონ მხოლოდ პირდაპირი დენი, მაგრამ არავინ იცის, რას აჩვენებს ასეთი ამპერმეტრი ალტერნატიული დენის გაზომვისას. . სავარაუდოდ, ეს იქნება შეშის ფასი ან ტემპერატურა მთვარეზე, მაგრამ არა ალტერნატიული დენი კონდენსატორის მეშვეობით.

თუ გაზომილი დენი დაახლოებით იგივეა, რაც მიღებულია ფორმულის გამოყენებით გაანგარიშებისას, მაშინ შეგიძლიათ უსაფრთხოდ დააკავშიროთ LED-ები. თუ მოსალოდნელი 20...30mA-ის ნაცვლად გამოდის 2...3A, მაშინ ან არის შეცდომა გამოთვლებში, ან არასწორად იქნა წაკითხული კონდენსატორის ნიშნები.

განათებული კონცენტრატორები

აქ შეგიძლიათ ფოკუსირება მოახდინოთ LED-ის მიერ განათების ქსელთან დაკავშირების სხვა მეთოდზე, რომელიც გამოიყენება. თუ თქვენ დაშალეთ ასეთი გადამრთველი, ნახავთ, რომ იქ დამცავი დიოდები არ არის. ანუ ყველაფერი სისულელეზე წერია? სულაც არა, თქვენ უბრალოდ უნდა დააკვირდეთ დაშლილ გადამრთველს, უფრო ზუსტად კი რეზისტორის მნიშვნელობას. როგორც წესი, მისი ნომინალური მნიშვნელობა არის მინიმუმ 200 KOhm, შესაძლოა ცოტა მეტიც. ამ შემთხვევაში, აშკარაა, რომ LED-ის მეშვეობით დენი შემოიფარგლება დაახლოებით 1 mA-მდე. განათების გადამრთველი წრე ნაჩვენებია სურათზე 4.

სურათი 4. LED კავშირის დიაგრამა უკანა განათებულ გადამრთველში

აქ ერთი რეზისტორი ერთი ქვით კლავს რამდენიმე ფრინველს. რა თქმა უნდა, LED-ის დენი მცირე იქნება, ის სუსტად ანათებს, მაგრამ საკმაოდ კაშკაშა, რომ ბნელ ღამეს ოთახში ეს ბზინვარება დაინახოს. მაგრამ დღის განმავლობაში ეს ბზინვარება საერთოდ არ არის საჭირო! ასე რომ, ნება მიეცით საკუთარ თავს შეუმჩნევლად გაბრწყინდეთ.

ამ შემთხვევაში, საპირისპირო დენიც სუსტი იქნება, იმდენად სუსტი, რომ არანაირად არ დაწვავს LED-ს. აქედან გამომდინარეობს ზუსტად ერთი დამცავი დიოდის დაზოგვა, რომელიც ზემოთ იყო აღწერილი. ყოველწლიურად მილიონობით, და შესაძლოა მილიარდობით გადამრთველის წარმოებისას, დანაზოგი არის მნიშვნელოვანი.

როგორც ჩანს, LED-ების შესახებ სტატიების წაკითხვის შემდეგ, მათი გამოყენების შესახებ ყველა კითხვა ნათელი და გასაგებია. მაგრამ ჯერ კიდევ ბევრი დახვეწილობა და ნიუანსია, როდესაც LED-ები შედის სხვადასხვა სქემებში. მაგალითად, პარალელური და სერიული კავშირები ან, სხვა სიტყვებით, კარგი და ცუდი სქემები.

ზოგჯერ გსურთ რამდენიმე ათეული LED-ის გირლანდის შეკრება, მაგრამ როგორ გამოვთვალოთ იგი? რამდენი LED-ის დაკავშირება შეიძლება სერიულად, თუ არის კვების წყარო 12 ან 24 ვ ძაბვით? ეს და სხვა კითხვები განიხილება შემდეგ სტატიაში, რომელსაც დავარქმევთ „კარგ და ცუდ LED სქემებს“.