Как да направите постоянно 12v от променливо напрежение. Как да се получи постоянно напрежение от променливо напрежение. Ръководства за експлоатация

Напрежението от 12 V се използва за захранване на голям брой електрически уреди: приемници и радиостанции, усилватели, лаптопи, отвертки, LED ленти и др. Те често работят с батерии или захранващи устройства, но когато едното или другото се повреди, потребителят е изправен пред въпроса: „Как да получа 12 волта AC“? Ще говорим за това допълнително, като предоставим преглед на най-рационалните методи.

Получаваме 12 волта от 220

Най-честата задача е да се получат 12 волта от 220V домакинско захранване. Това може да стане по няколко начина:

1. Намалете напрежението без трансформатор.
2. Използвайте мрежов трансформатор 50 Hz.
3. Използвайте импулсно захранване, евентуално сдвоено с импулсен или линеен преобразувател.

Намаляване на напрежението без трансформатор

Можете да преобразувате напрежението от 220 волта на 12 без трансформатор по 3 начина:

1. Намалете напрежението с помощта на баластен кондензатор. Универсалният метод се използва за захранване на електроника с ниска мощност, като LED лампи, и за зареждане на малки батерии, като фенерчета. Недостатъкът е ниският косинус Phi на веригата и ниската надеждност, но това не пречи да се използва широко в евтини електрически уреди.
2. Намалете напрежението (ограничете тока) с помощта на резистор. Методът не е много добър, но има право да съществува, той е подходящ за захранване на много слаб товар, като например светодиод. Основният му недостатък е отделянето на голямо количество активна мощност под формата на топлина върху резистора.
3. Използвайте автотрансформатор или индуктор с подобна логика на навиване.

Охлаждащ кондензатор

Преди да започнете да разглеждате тази схема, първо си струва да споменете условията, които трябва да спазвате:

• Захранването не е универсално, така че е проектирано и използвано само за работа с едно известно устройство.
• Всички външни елементи на захранването, като регулатори, ако използвате допълнителни компоненти за веригата, трябва да бъдат изолирани, а върху металните копчета на потенциометрите трябва да се поставят пластмасови капачки. Не докосвайте захранващата платка или изходните проводници, освен ако към тях няма свързан товар или ако във веригата не е инсталиран ценеров диод или регулатор на ниско постоянно напрежение.

Такава схема обаче едва ли ще ви убие, но можете да получите токов удар.

Диаграмата е показана на фигурата по-долу:

R1 - необходим за разреждане на охлаждащия кондензатор, C1 - основният елемент, охлаждащият кондензатор, R2 - ограничава токовете, когато веригата е включена, VD1 - диоден мост, VD2 - ценеров диод за необходимото напрежение, за 12 волта следното са подходящи: D814D, KS207V, 1N4742A. Може да се използва и линеен преобразувател.

Или подобрена версия на първата схема:

Номиналната стойност на охлаждащия кондензатор се изчислява по формулата:

C(uF) = 3200*I(натоварване)/√(Uвход²-Uизход²)

C(uF) = 3200*I(натоварване)/√Uвход

Но можете да използвате и калкулатори, те са достъпни онлайн или под формата на компютърна програма, например като опция от Вадим Гончарук, можете да търсите в Интернет.

Кондензаторите трябва да са така - филм:

Или тези:

Няма смисъл да се разглеждат останалите изброени методи, т.к Намаляването на напрежението от 220 на 12 волта с помощта на резистор не е ефективно поради голямото генериране на топлина (размерите и мощността на резистора ще бъдат подходящи), а навиването на индуктора с кран от определен оборот, за да получите 12 волта, е непрактично поради разходите за труд и размерите.

Захранване на мрежов трансформатор

Класическа и надеждна схема, идеална за захранване на аудио усилватели, като високоговорители и радиостанции. При условие, че е инсталиран нормален филтърен кондензатор, който ще осигури необходимото ниво на пулсации.

Освен това можете да инсталирате 12 волтов стабилизатор, като KREN или L7812 или друг за желаното напрежение. Без него изходното напрежение ще се промени в зависимост от скоковете на напрежението в мрежата и ще бъде равно на:

Uout=Uin*Ktr

Ktr – коефициент на трансформация.

Тук трябва да се отбележи, че изходното напрежение след диодния мост трябва да бъде с 2-3 волта по-голямо от изходното напрежение на захранването - 12V, но не повече от 30V, ограничено е от техническите характеристики на стабилизатора и ефективността зависи от разликата в напрежението между входа и изхода.

Трансформаторът трябва да произвежда 12-15V AC. Струва си да се отбележи, че коригираното и изгладено напрежение ще бъде 1,41 пъти по-голямо от входното напрежение. Тя ще бъде близка до стойността на амплитудата на входната синусоида.

Бих искал също да добавя регулируема захранваща верига на LM317. С него можете да получите всяко напрежение от 1,1 V до коригираното напрежение от трансформатора.

12 волта от 24 волта или друго по-високо постоянно напрежение

За да намалите постояннотоковото напрежение от 24 волта на 12 волта, можете да използвате линеен или превключващ стабилизатор. Такава нужда може да възникне, ако трябва да захранвате товар от 12 V от бордовата мрежа на автобус или камион с напрежение 24 V. Освен това ще получите стабилизирано напрежение в мрежата на превозното средство, което често се променя. Дори при автомобили и мотоциклети с бордова 12 V мрежа достига 14,7 V при работещ двигател. Следователно тази верига може да се използва и за захранване на LED ленти и светодиоди на превозни средства.

Веригата с линеен стабилизатор беше спомената в предишния параграф.

Към него можете да свържете товар с ток до 1-1,5A. За да усилите тока, можете да използвате транзистор, но изходното напрежение може леко да намалее - с 0,5 V.

LDO стабилизаторите могат да се използват по подобен начин; това са същите линейни стабилизатори на напрежение, но с нисък спад на напрежението, като AMS-1117-12v.

Или импулсни аналози като AMSR-7812Z, AMSR1-7812-NZ.

Схемите на свързване са подобни на L7812 и KRENK. Тези опции са подходящи и за намаляване на напрежението от захранването на лаптопа.

По-ефективно е да се използват импулсни понижаващи преобразуватели на напрежение, например на базата на LM2596 IC. Платката е обозначена съответно с контактни площадки In (input +) и (- Out output). В продажба можете да намерите версия с фиксирано изходно напрежение и с регулируемо, като на снимката по-горе от дясната страна виждате син многооборотен потенциометър.

12 волта от 5 волта или друго намалено напрежение

Можете да получите 12V от 5V, например, от USB порт или зарядно за мобилен телефон, а също така можете да го използвате с популярните сега литиеви батерии с напрежение 3,7-4,2V.

Ако говорим за захранващи устройства, можете да се намесите във вътрешната верига и да редактирате източника на референтно напрежение, но за това трябва да имате известни познания в електрониката. Но можете да го направите по-просто и да получите 12V с помощта на усилващ преобразувател, например базиран на XL6009 IC. В продажба има опции с фиксиран 12V изход или регулируеми с настройка в диапазона от 3,2 до 30V. Изходен ток - ​​3A.

Продава се в готова платка, като върху нея има маркировки с предназначението на пиновете - вход и изход. Друг вариант е да използвате MT3608 LM2977, той се увеличава до 24V и издържа на изходен ток до 2A. Също така на снимката можете ясно да видите подписите за контактните подложки.

Как да получите 12V от импровизирани средства

Най-лесният начин да получите напрежение от 12 V е да свържете последователно 8 батерии 1,5 V AA.

Или използвайте готова 12V батерия с маркировка 23AE или 27A, използваната в дистанционните управления. Вътре има селекция от малки „таблети“, които виждате на снимката.

Разгледахме набор от опции за получаване на 12V у дома. Всеки от тях има своите плюсове и минуси, различна степен на ефективност, надеждност и ефективност. Коя опция е по-добре да използвате, трябва да изберете сами въз основа на вашите възможности и нужди.

Заслужава да се отбележи също, че не разгледахме нито една от опциите. Можете също така да получите 12 волта от компютърно захранване ATX. За да го стартирате без компютър, трябва да свържете зеления проводник на късо към някой от черните. 12 волта са на жълтия проводник. Обикновено мощността на 12V линия е няколкостотин вата, а токът е десетки ампери.

Сега знаете как да получите 12 волта от 220 или други налични стойности. И накрая, препоръчваме да гледате това полезно видео

Описание

Особености

Характеристики

Оборудване

Принцип на действие

• Ограничение на зарядния ток на батерията;
• Естествено охлаждане;
• Висока надеждност;
• Висока ефективност.

Сертификати

Ръководства за експлоатация

Описание

Непрекъсваемото захранване с постоянен ток Shtil PS1205B е предназначено да осигури гарантирано захранване с постоянно напрежение от 12 V за различни видове устройства, които изискват качество на мрежата:

• охранителни и пожароизвестителни системи;
• оборудване за видеонаблюдение;
• оборудване за контрол на достъпа до затворени зони;
• домофони и електрически секретни брави;
• комутатори, рутери и други компоненти на системи за предаване на данни.

Консумацията на ток на свързаното оборудване не трябва да надвишава 5 A. При избора на UPS е необходимо също така да се вземе предвид, че посоченият изходен ток трябва да осигурява едновременно захранване на товара и зареждане на батерията. Ако изходният ток на UPS PS1205B не ви е достатъчен, обърнете внимание на по-мощните модели.

Дизайн (тип "B")

Структурно захранването е направено под формата на стенен монтажен модул с отделение за инсталиране на 7 Ah батерия. Предният панел на продукта е оборудван с LED индикатори за наличие на входно и изходно напрежение. Вътре в модула има клемни блокове за свързване на мрежата, товара и дистанционния алармен изход към UPS. За по-добро охлаждане корпусът на UPS има вентилационни отвори.

Принцип на действие

“Calm” DC UPS PS1205B е изграден по схемата PWM на променливотоков преобразувател с напрежение 220 V към DC с напрежение 12 V. Този принцип на работа ни позволява да осигурим необходимите характеристики на натоварване с минимални параметри за тегло и размер . За да отговаря на изискванията за електромагнитна съвместимост, продуктът е оборудван с входни и изходни филтри за потискане на шума.

Захранването автоматично преминава в режим на батерия при загуба на мрежово напрежение. Реализираната в продукта схема за ограничаване на зарядния ток на батерията и защита срещу „дълбок” разряд позволяват оптимално използване на нейния ресурс. При възстановяване на параметрите на входното напрежение се извършва автоматичен преход към работа от мрежата.

Особености

• Защита от претоварване и късо съединение с автоматично възстановяване;
• Защита срещу обратна полярност на свързване на батерията с пълно възстановяване след елиминиране на авариен режим;
• Индикация за наличие на входно и изходно напрежение;
• Галванична изолация на входни и изходни вериги;
• "Сухи" контакти за дистанционна сигнализация;
• Широк обхват на входното напрежение;
• Защита срещу "дълбоко" разреждане на батерията (изключване на батерията, когато се разреди с 80-85%);
• Ограничение на зарядния ток на батерията;
• Автоматично зареждане/презареждане на батерията в буферен режим;
• Естествено охлаждане;
• Висока надеждност;
• Висока ефективност.

Характеристики

За да тества работата на отделни единици домакински уреди, домашен техник може да се нуждае от 12 волта постоянен и променлив ток. Ще анализираме подробно и двата случая, но първо трябва да разгледаме друго количество електроенергия - мощност, която характеризира способността на устройството надеждно да извършва работа.

Автомобилната батерия има голям резерв на мощност за компютърни задачи, но компютърно захранване със същото напрежение от 12 волта абсолютно не е подходящо за завъртане на стартера, то просто ще изгори.

Методи за получаване на постоянно напрежение

От галванични клетки (батерии)

Индустрията произвежда кръгли батерии с различни размери (в зависимост от мощността) с напрежение 1,5 волта. Ако вземете 8 броя, тогава, когато са свързани последователно, те ще произведат 12 волта.

Клемите на батериите трябва да бъдат свързани последователно между „плюс“ на предишната и „минус“ на следващата. Напрежението от 12 волта ще бъде между първия и последния терминал, а междинните стойности, например 3, 6 или 9 волта, могат да бъдат измерени на две, четири, шест батерии.

Капацитетът на елементите не трябва да се различава, в противен случай мощността на веригата ще бъде намалена от отслабена батерия. За такива устройства е препоръчително да се използват всички елементи от една и съща серия с обща дата на производство. Натоварващият ток от всичките 8 батерии, сглобени последователно, съответства на стойността, посочена за един елемент.

Ако има нужда да свържете такава батерия към товар два пъти по-голям от номиналната стойност на източника, тогава ще трябва да създадете друг подобен дизайн и да свържете двете батерии паралелно, като свържете техните еднополярни клеми заедно: „+“ към „+“ , и към "-".

От батерии с малък размер

Предлагат се никел-кадмиеви батерии с напрежение 1,2 волта. За да получите 12 волта от тях, ще трябва да свържете 10 елемента последователно, както в схемата, разгледана преди.

По същия принцип се сглобява батерия от никел-метал хидридни батерии.

Акумулаторната батерия се използва за по-дълъг живот от конвенционалните галванични клетки: батерията може да се презарежда и презарежда много пъти, ако е необходимо.

От AC захранвания

Много домакински уреди имат вградена електроника, която се захранва от изправено напрежение в резултат на преобразуване на 220 волта. Захранванията на компютър или лаптоп просто произвеждат 12 волта изправено и .

Достатъчно е да свържете към съответните клеми на изходния конектор и да захраните захранването, за да получите 12 волта от него.

По подобен начин можете да използвате захранвания от стари радиоапарати, магнетофони и остарели телевизори.

Освен това можете самостоятелно да сглобите DC захранване, като изберете подходяща верига за него. Най-често срещаните са тези, които преобразуват 220 волта във вторично напрежение, което се изправя от диоден мост, изглажда се от кондензатор и се регулира от транзистор с помощта на подстригващ резистор.

Можете да намерите много подобни схеми. Удобно е да включите стабилизиращи устройства в тях.

Методи за получаване на променливо напрежение

Чрез трансформатор

Най-достъпният метод е използването на понижаващ трансформатор, който вече е показан на предишната диаграма. Индустрията отдавна произвежда такива устройства за различни цели.

Въпреки това, не е трудно за домашен майстор да направи трансформатор за своите нужди от стари конструкции.

За да свържете трансформатора към мрежата 220, захранването трябва да се подава към първичната намотка чрез защита; можете да преминете с доказан предпазител, въпреки че прекъсвачът е по-подходящ за тези цели.

Цялата вторична верига на натоварване трябва да бъде сглобена предварително и тествана. Резервът на мощност на трансформатора от около 30% ще му позволи да работи дълго време без прегряване на изолацията.

Други методи

Технически е възможно да се получат 12 волта променлив ток от генератор, задвижван от двигател, или чрез преобразуване на постоянен ток в инвертор. Тези методи обаче са по-подходящи за промишлени инсталации и имат сложен дизайн. Поради това те практически не се използват в ежедневието.

Нека първо да изясним какво имаме предвид под „постоянно напрежение“. Както ни казва Wikipedia, постоянното напрежение (известно още като постоянен ток) е ток, чиито параметри, свойства и посока не се променят с времето. Постоянният ток протича само в една посока и неговата честота е нула.

Разгледахме DC осцилограмата в статията Осцилоскоп. Оперативни основи:

Както си спомняте, хоризонтално на графиката имаме време(ос X) и вертикално волтаж(ос Y).

За да преобразуваме еднофазно променливо напрежение с една стойност в еднофазно променливо напрежение с по-малка (евентуално по-голяма) стойност, използваме обикновен еднофазен трансформатор. И за да се трансформира в постоянно пулсиращо напрежение, свързахме диодния мост след трансформатора. Изходът получи постоянно пулсиращо напрежение. Но с такова напрежение, както се казва, не можете да промените времето.

Но как да излезем от пулсиращото постоянно напрежение

получите най-истинското постоянно напрежение?

За да направим това, имаме нужда само от един радио компонент: кондензатор.И ето как трябва да се свърже към диодния мост:

Тази схема използва важно свойство на кондензатора: зареждане и разреждане. Кондензатор с малък капацитет се зарежда бързо и се разрежда бързо. Следователно, за да получим почти права линия на осцилограмата, трябва да поставим кондензатор с приличен капацитет.

Зависимост на пулсациите от капацитета на кондензатора

Нека да разгледаме практически защо трябва да инсталираме голям кондензатор. На снимката по-долу имаме три кондензатора с различен капацитет:

Нека разгледаме първия. Ние измерваме стойността му с помощта на нашия LC метър. Капацитетът му е 25,5 нанофарада или 0,025 микрофарада.

Свързваме го към диодния мост съгласно диаграмата по-горе

И ние се придържаме към осцилоскопа:

Да погледнем осцилограмата:

Както можете да видите, пулсациите все още остават.

Е, нека вземем кондензатор с по-голям капацитет.

Получаваме 0,226 микрофарада.

Свързваме го към диодния мост по същия начин като първия кондензатор и вземаме показания от него.

А ето и реалната осцилограма

Не... почти, но все пак не е същото. Пулсациите все още се виждат.

Нека вземем нашия трети кондензатор. Капацитетът му е 330 микрофарада. Дори моят LC метър не може да го измери, тъй като моето ограничение е 200 микрофарада.

Закачаме го за диодния мост и вземаме осцилограма от него.

И ето я всъщност

Ето. Това е съвсем друг въпрос!

И така, нека направим някои изводи:

– колкото по-голям е капацитетът на кондензатора на изхода на веригата, толкова по-добре. Но не прекалявайте с капацитета! Тъй като в този случай нашето устройство ще бъде много голямо, тъй като кондензаторите с голям капацитет обикновено са много големи. И първоначалният заряден ток ще бъде огромен, което може да доведе до претоварване на захранващата верига.

– колкото по-ниско е съпротивителното натоварване на изхода на такова захранване, толкова по-голяма ще бъде амплитудата на пулсациите. Те се борят с това с помощта на и също така използват интегрирани стабилизатори на напрежение, които произвеждат най-чистото постоянно напрежение.

Как да изберем радио елементи за токоизправител

Да се ​​върнем на нашия въпрос в началото на статията. Как все още можете да получите постоянен ток от 12 волта на изхода за вашите нужди? Първо трябва да изберете трансформатор, така че на изхода да произвежда... 12 волта? Но те не са се досетили правилно! От вторичната намотка на трансформатора ще получим.

Където

U D – ефективно напрежение, V

U max – максимално напрежение, V

Следователно, за да се получат 12 волта постоянно напрежение, изходът на трансформатора трябва да бъде 12/1,41 = 8,5 волта променливо напрежение. Сега това е ред. За да получим такова напрежение на трансформатора, трябва да намалим или добавим трансформаторни намотки. Формула. След това избираме диоди. Избираме диоди въз основа на максималния ток във веригата. Търсим подходящи диоди, като използваме таблици с данни (технически описания за радио елементи). Вмъкваме кондензатор с приличен капацитет. Избираме го въз основа на факта, че постоянното напрежение върху него не надвишава това, което е написано върху маркировката му. Най-простият източник на постоянно напрежение е готов за употреба!

Между другото, имам източник на постоянно напрежение от 17 волта, тъй като трансформаторът има 12 волта на изхода (умножете 12 по 1,41).

И накрая, за по-лесно запомняне: