हर चीज के बारे में नोट्स। सरल और खतरनाक बिजली की आपूर्ति

यह लेख किस बारे में है

इस लेख में सबसे सरल ट्रांसफार्मर रहित बिजली स्रोतों के निर्माण के सिद्धांतों का वर्णन किया गया है। विषय नया नहीं है, लेकिन जैसा कि अनुभव से पता चला है, सभी के लिए अच्छी तरह से ज्ञात और समझने योग्य नहीं है। और कुछ दिलचस्प भी।

मैं उन लोगों से पूछता हूं जो रुचि रखते हैं और पढ़ने, आलोचना करने, स्पष्ट करने और "संपर्क" अनुभाग में मेरी साइट पर shiotiny@yandex.ru या मेरी साइट पर जोड़ने के लिए कहते हैं ।

प्रविष्टि

इतना समय पहले नहीं, मेरे एक दोस्त ने अपनी उंगलियों को एक निश्चित योजना में मिला लिया, जिसे वह ठीक करने जा रहा था (तारें गिर गईं - इसलिए आपको बस इसे जगह में मिलाप करना पड़ा)। और वह चौंक गया। यह कठिन नहीं था, लेकिन यह उसके लिए आश्चर्यचकित करने के लिए पर्याप्त था: "ऐसा कैसे - यहाँ माइक्रोकंट्रोलर खड़ा है, यहाँ क्या दस्तक दे सकता है?" यह 5 वोल्ट द्वारा संचालित है! "

उनके आश्चर्य को जल्दी से स्पष्ट किया गया: सर्किट में ट्रांसफार्मर रहित शक्ति और नेटवर्क से गैल्वेनिक अलगाव के बिना निकला।

फिर मेरे निर्देशन में प्रश्न किए गए। वे दो चीजों में सिमट गए: “क्या? तो आप यह कर सकते हैं? "और" और यह कैसे काम करता है?

हालांकि मैं खुद को इलेक्ट्रॉनिक्स में विशेषज्ञ नहीं मानता, लेकिन मुझे ऐसी बिजली आपूर्ति करनी पड़ी। इसलिए मुझे एक कलम और एक चादर लेनी पड़ी और बताया कि यह कैसे काम करता है। सौभाग्य से, यह बिल्कुल मुश्किल नहीं है।

यह संभव है कि "ट्रांसफ़ॉर्मलेस" बिजली आपूर्ति का विषय या संक्षेप में, बीआईपी आपको दिलचस्प लग सकता है। कोई सामान्य विकास के लिए, और कोई व्यावहारिक उपयोग के लिए।

होम एसी बिजली की आपूर्ति

मैं आपको तुरंत चेतावनी देता हूं: मैं जानबूझ कर यहां बिजली की आपूर्ति को नहीं छू सकता हूं। यह एक और बातचीत के लिए एक विषय है।

आमतौर पर, कम वोल्टेज वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक शक्ति स्रोत के कार्यों में आमतौर पर निम्नलिखित शामिल होते हैं: वर्तमान खपत की एक सीमा के लिए बिजली स्रोत के आउटपुट पर दिए गए वोल्टेज प्रदान करते हैं। यही है, इसे औपचारिक रूप से रखने के लिए, एक शक्ति स्रोत एक निरंतर वोल्टेज स्रोत है Uout , जो Uout = const को बनाए रखता है जब वर्तमान खपत Imin से Imax में बदल जाता है।

"क्लासिक" रैखिक बिजली की आपूर्ति में, यह आमतौर पर इस तरह होता है: इनपुट साधन वोल्टेज एक ट्रांसफार्मर से कम हो जाता है, फिर इस वोल्टेज को ठीक किया जाता है और अंत में एक रैखिक स्टेबलाइजर द्वारा स्थिर किया जाता है।

"क्लासिक" रैखिक बिजली की आपूर्ति का ब्लॉक आरेख नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है। इस तरह के एक शक्ति स्रोत के सबसे "असुविधाजनक" भागों में से एक ट्रांसफार्मर है: यह महंगा और भारी है।



इसलिए, रेडियो शौकीनों और रेडियो पेशेवरों ने तरीकों की तलाश में थे - इस भारी और महंगे हिस्से को कैसे छोड़ दिया जाए - एक ट्रांसफार्मर, या कम से कम इसके आकार और लागत को कम करें।

और ऐसा समाधान पाया गया: वे अतिरिक्त वोल्टेज को "बुझाने" के लिए संधारित्र आरसी की प्रतिक्रिया का उपयोग करने लगे। "ट्रांसफ़ॉर्मलेस" बिजली आपूर्ति ( बीआईपी ) का ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है।



जैसा कि आप देख सकते हैं, बीआईपी की संरचना क्लासिक रैखिक शक्ति स्रोत से लगभग अलग नहीं है। यह है कि एक ट्रांसफार्मर के बजाय एक शमन संधारित्र डाल दिया। आकृति में इन शक्ति स्रोतों की संरचना की समानता से भ्रमित या धोखा न दें: अंदर बहुत सारे अंतर हैं ।

बीआईपी के लाभ: यह अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय, सस्ता है, आउटपुट में शॉर्ट सर्किट से डरता नहीं है।

लेकिन महत्वपूर्ण कमियां हैं: यह एक व्यक्ति के दृष्टिकोण से खतरनाक है जो एक संचालित डिवाइस के तत्वों को छू रहा है। और इस तरह के एक शक्ति स्रोत प्रदान कर सकते हैं कि अधिकतम वर्तमान केवल कुछ सौ milliamps है। एक उच्च धारा के साथ, कैपेसिटर के आयाम बड़े होते हैं और ट्रांसफार्मर लगाना आसान होता है या यहां तक ​​कि पल्स जनरेटर भी रखा जाता है।

बीआईपी के फायदे और नुकसान के आधार पर, इसका दायरा घरेलू विद्युत नेटवर्क द्वारा संचालित कम-शक्ति वाले उपकरणों को अच्छी तरह से अछूता है: स्टैंड-अलोन सेंसर, लाइटिंग कंट्रोल डिवाइस, वेंटिलेशन और हीटिंग स्विचिंग डिवाइस, और अन्य कम-शक्ति वाले डिवाइस जो स्वायत्तता से काम करते हैं।

आइए समझने की कोशिश करें कि वास्तविक बीआईपी सर्किट कैसे काम करता है और इसकी गणना कैसे करें।

अभ्यास सिद्धांत और अभ्यास सिद्धांत

एक सरल व्यावहारिक योजना का एक उदाहरण

सस्ते "आवेगों" के आगमन से पहले, बीआईपी संभवतः एक शक्ति स्रोत के आकार और कीमत को कम करने का सबसे सस्ती तरीका था, फिर किताबों में बीआईपी सर्किट और इंटरनेट एक वैगन और एक छोटी गाड़ी है। लेकिन लगभग सभी सर्किट के संचालन का सिद्धांत लगभग एक ही है: इनपुट पर एक या एक से अधिक शमन कैपेसिटर, एक रेक्टिफायर और एक आउटपुट डीसी वोल्टेज स्टेबलाइजर।

आइए बीआईपी के सबसे सरल काम सर्किटों में से एक को देखें, जो नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।



सर्किट के सभी मुख्य भाग तुरंत दिखाई देते हैं: एक शमन संधारित्र C1 ; एक आधा लहर शुद्ध - एक डायोड पुल VD1 और एक चौरसाई संधारित्र C2 ; वोल्टेज स्टेबलाइजर - जेनर डायोड VS1 ; और अंत में, लोड स्रोत द्वारा संचालित एक Rn डिवाइस है।

"अतिरिक्त तत्वों" या "बीआईपी के मूल सूत्र" के बारे में भूल जाओ

सरलता के लिए, हम प्रतिरोधों R1 और R2 के अस्तित्व के बारे में भूल जाते हैं: हम मानते हैं कि R2 बिल्कुल अनुपस्थित है, और R1 को एक जम्पर द्वारा बदल दिया जाता है। सभी गणनाओं के लिए, यह आवश्यक नहीं है, लेकिन हम बाद में इन प्रतिरोधों के उद्देश्य के बारे में बात करेंगे। यही है, अस्थायी रूप से, हमारे लिए योजना निम्न आंकड़े की तरह दिखाई देगी।



पावर सप्लाई नेटवर्क की वैकल्पिक धारा, शमन संधारित्र C1 द्वारा सीमित, डायोड ब्रिज VD1 के अंक 1 और 2 से होकर बहती है।

वैकल्पिक डायोड पुल VD1 के सुधार के बाद प्राप्त प्रत्यक्ष प्रवाह जेनर डायोड के माध्यम से बहता है और "लोड" आरएन आपूर्ति की गई डिवाइस है।

आरेख दिखाता है कि सभी धाराएं कैसे प्रवाहित होती हैं: आईसी नेटवर्क का वैकल्पिक वर्तमान है, इन लोड का प्रत्यक्ष वर्तमान है, और आईजी जेनर डायोड का निरंतर वर्तमान है।

हालाँकि मैंने "निरंतर" और "वैकल्पिक" धाराओं को लिखा था - वास्तव में यह एक और एक ही वर्तमान है। बस एक डायोड ब्रिज इसे जेनर डायोड के माध्यम से प्रवाहित करता है और लोड हमेशा एक ही दिशा में होता है।

यदि हम मान लेते हैं कि हम वर्तमान मूल्य को माप रहे हैं $$$I_c$ , तब हम अपनी बीआईपी योजना के संचालन के लिए मूल सूत्र लिख सकते हैं:

$$

$$I_C = I_ {CT} + I_H$$

यह पहले किरचॉफ कानून से चलता है, जिसमें कहा गया है कि किसी भी नोड में बहने वाली धाराओं का योग, इससे बहने वाली धाराओं के योग के बराबर है और वास्तव में, द्रव्यमान (ऊर्जा) के संरक्षण के कानून का एक विशेष सूत्रीकरण है।

इस सूत्र से, एक सरल लेकिन महत्वपूर्ण निष्कर्ष इस प्रकार है: एक स्थिर वोल्टेज पर $$$U_ {220}$ , मुख्य से भस्म वर्तमान $$$I_c$ व्यावहारिक रूप से परिवर्तन नहीं होता है जब प्रतिरोध आरटी वर्तमान ऑपरेटिंग रेंज में बदलता है - यह बीआईपी और एक ट्रांसफार्मर के साथ रैखिक बिजली की आपूर्ति के बीच महत्वपूर्ण अंतर है।

इस तथ्य के बावजूद कि लेख की शुरुआत में दिए गए बिजली की आपूर्ति के ब्लॉक आरेख बहुत समान हैं, वे बहुत अलग तरीके से काम करते हैं: पहले ब्लॉक आरेख में चरण-डाउन ट्रांसफार्मर एक वोल्टेज स्रोत है , और दूसरे चरण के आरेख में शमन संधारित्र एक वर्तमान स्रोत है !

लेकिन वापस हमारी योजना के लिए। पिछले सूत्र से यह भी स्पष्ट हो जाता है कि स्टेबलाइजर सर्किट अनिवार्य रूप से लोड आरईटी और जेनर डायोड वीएस 1 के बीच एक वर्तमान विभक्त है।

यदि लोड आरईएल पूरी तरह से फटा हुआ है, तो सभी वर्तमान जेनर डायोड के माध्यम से बहेंगे । यदि लोड आरआईटी कम- परिचालित है , तो सभी प्रवाह लोडर के माध्यम से प्रवाहित होंगे, जेनर डायोड को दरकिनार करते हुए।

लेकिन बिना किसी मामले में सर्किट से जेनर डायोड वीएस 1 को "फाड़ना"! यदि आप इसे फाड़ देते हैं, तो सभी मुख्य वोल्टेज को आरईएल को लोड करने के लिए आपूर्ति की जा सकती है। परिणाम सबसे अधिक दुखी होंगे।

जब पैदल सेना की जरूरत नहीं है

किसी भी स्थिति में, Rn के पूर्ण वियोग से उसके "शॉर्ट-सर्किट" तक, शमन कैपेसिटर C1 के माध्यम से बहने वाला वर्तमान आईसी लगभग बराबर होगा $$$I_C = {U_ {220} \ over {R_ {C1}}}$ ; जहाँ $$$U_ {220}$ - नेटवर्क वोल्टेज, और $$$R_ {C1}$ - कैपेसिटर C1 का प्रतिरोध।

पेडेंट और सटीकता के अन्य प्रेमी मुझे दोष दे सकते हैं, वे कहते हैं कि मैंने डायोड पुल पर वोल्टेज को ध्यान में नहीं रखा (बिंदु 1 और 2 के बीच)। इसलिए, संधारित्र C1 के पार वोल्टेज की तुलना में थोड़ा कम होगा $$$U_ {220}$ - आउटलेट पर वोल्टेज।

बेशक, सख्ती से औपचारिक रूप से, साथी पेडेंट सही होंगे। लेकिन मैं यह ध्यान रखने की हिम्मत करता हूं कि अगर हमारे पास लोड 5 वी या 12 वी की बिजली की आपूर्ति के साथ एक कम-शक्ति वाला उपकरण है, और "सॉकेट में वोल्टेज" 220 वी के बारे में है, तो लोड भर में वोल्टेज ड्रॉप को सुरक्षित रूप से उपेक्षित किया जा सकता है: "सटीक" और "अनुमानित" गणना में अंतर कुछ और नहीं होगा प्रतिशत।

शमन संधारित्र प्रतिरोध क्या है $$$R_ {C1}$ ? यह संधारित्र की प्रतिक्रिया है: यह संधारित्र को आपूर्ति की गई वोल्टेज की आवृत्ति पर निर्भर करता है और सूत्र द्वारा गणना की जाती है: $$$R_C = {1 \ over {2 \ cdot \ pi \ cdot f \ cdot C}}$ , जहां एफ हर्ट्ज में वोल्टेज आवृत्ति है, और सी Farads में संधारित्र का समाई है। चूंकि नेटवर्क की आवृत्ति हमारे पास निर्धारित है और 50 हर्ट्ज है , तो इंजीनियरिंग गणना के लिए, आप सूत्र का उपयोग कर सकते हैं: $$$R_ {C1} \ लगभग {1 \ over {314 \ cdot {C1}}}$ कहाँ से $$${C1} \ लगभग {1 \ over {314 \ cdot {R_C}}}$ । बालकों के लिए, फिर से, मैं आपको याद दिलाता हूं कि संधारित्र की धारिता में हमेशा कुछ प्रतिशत (आमतौर पर 5% -15% ) की त्रुटि होती है, इसलिए यह अधिक सटीक गणना करने के लिए कोई मतलब नहीं है।

उपरोक्त सूत्रों के आधार पर, हम संधारित्र C1 की धारिता की गणना कर सकते हैं: $$${C1} \ लगभग {{I_C} \ over {314 \ cdot U_ {220}}} #$ । हम साधन वोल्टेज को जानते हैं। एक वर्तमान $$$I_C = I_ {CT} + I_H$ अधिकतम लोड वर्तमान और जेनर डायोड VS1 के न्यूनतम स्थिरीकरण वर्तमान (यह एक संदर्भ पैरामीटर है) को जानकर गणना की जा सकती है।

यह एक सिद्धांत है। मैं "उंगलियों पर" बीआईपी की गणना के लिए कार्यप्रणाली की तरह कुछ वर्णन करने की कोशिश करूंगा।

क्या हमें बीआईपी की आवश्यकता है?

शुरू करने के लिए, हम इस प्रश्न को हल करेंगे - क्या किसी विशेष मामले में बीआईपी का उपयोग करना आवश्यक है?

यदि लोड वर्तमान आरएन 0.3-0.5 ए से अधिक है, तो बीआईपी का उपयोग नहीं करना बेहतर है: बहुत सारी परेशानियां हैं, और आमतौर पर आकार और लागत में बहुत कम या कोई लाभ नहीं है। इसके अलावा, आमतौर पर आपको बीआईपी पर भरोसा नहीं करना चाहिए अगर डिवाइस की आपूर्ति वोल्टेज 24-27V से अधिक है। और सुरक्षा के बारे में मत भूलना!

मान लीजिए कि हमें एक माइक्रोकंट्रोलर पर एक साधारण सर्किट को पावर करने की आवश्यकता है जो कि मिलीमीटर के एक मध्यम वर्तमान को खाती है जो कि 3-6 वी के मध्यम वोल्टेज पर 100 है। सर्किट पृथक है और इसलिए सुरक्षित है।

C1 की क्षमता का अनुमान कैसे लगाएं और zener diode VS1 चुनें?

सबसे पहले, अधिकतम लोड वर्तमान Imax को स्पष्ट करना आवश्यक है: गणना या माप।

फिर, आपको निर्देशिका में आने और वहां जेनर डायोड खोजने की आवश्यकता है। हां, किसी भी तरह से नहीं, लेकिन वांछित वोल्टेज यूट को ।

जेनर डायोड की खोज करते समय, यह ध्यान में रखना चाहिए कि इसका अधिकतम स्थिरीकरण वर्तमान I अधिकतम से कम नहीं होना चाहिए (I min + In max) । ऐसा क्यों? हां, ताकि यदि आप Rn को लोड करते हैं, तो जेनर डायोड बाहर नहीं जलेगा। और इसके विपरीत - यदि लोड अधिकतम वर्तमान खपत करता है, तो न्यूनतम स्थिरीकरण वर्तमान इमिन जेनर डायोड से गुजरता है । व्यवहार में, एक जेनर डायोड चुनना आवश्यक है ताकि इसकी अधिकतम स्थिरीकरण वर्तमान I अधिकतम कम से कम 20% द्वारा धाराओं (I मिनट + इम अधिकतम) के योग से अधिक हो। यह मत भूलो कि नेटवर्क हमेशा 220 वी से दूर है। शायद 250V आसानी से। इसलिए, वर्तमान मार्जिन एक अतिरिक्त नहीं है, लेकिन एक उचित सावधानी है।

अगला, हम शमन कैपेसिटर C1 की क्षमता की गणना करते हैं। इसकी प्रतिक्रिया लगभग बराबर होगी: $$$R_C = {U_ {220} \ over {I_ {CTMIN} + I_ {HMAX}}}$ , और इसकी क्षमता, क्रमशः है $$$C_1 \ लगभग {{I_C} \ _ {314 \ cdot U_ {220}}} = {{I_ {CTMIN} + I_ {HMAX}} \ ओवर {314 \ cdot U_ [220]}}$ 50Hz की आवृत्ति के साथ साधन वोल्टेज के लिए।

यह मत भूलो कि संधारित्र सी 1 का अधिकतम अनुमेय वोल्टेज 220 वी के घरेलू नेटवर्क के लिए कम से कम 400 वी होना चाहिए। और, ज़ाहिर है, संधारित्र सी 1 को इलेक्ट्रोलाइटिक नहीं होना चाहिए: यह एक वैकल्पिक वर्तमान नेटवर्क में काम करता है।

दरअसल, यह सबसे महत्वपूर्ण चीज है - जेनर डायोड का चयन करना और संधारित्र के समाई की गणना करना।

उन लोगों के लिए जो स्पष्ट नहीं हैं कि इस्मैक्स और इस्तमिन , मैं और अधिक विस्तार से बताऊंगा ।

जेनर डायोड का अधिकतम स्थिरीकरण वर्तमान इमेक्स ज़ेनर डायोड के माध्यम से ऐसा वर्तमान है, जब इसे पार किया जाता है, तो जेनर डायोड विफल हो जाता है।

जेनर डायोड का न्यूनतम स्थिरीकरण वर्तमान इमिन जेनर डायोड के माध्यम से न्यूनतम वर्तमान है, जिस पर जेनर डायोड पर वोल्टेज रेटिंग विशेषताओं से मेल खाती है।

यही है, जेनर डायोड को ऐसी परिस्थितियों में काम करना चाहिए कि स्थिरीकरण वर्तमान इस्ट के माध्यम से बहती है जो सीमा में है $$$I_ {CTMIN} <I_ {CT} <I_ {CTMAX}$ ।

एक विशेष जेनर डायोड के लिए इमिन और आई मैक्स के मूल्य मैनुअल में पाए जा सकते हैं और इन्हें हमेशा जेनर डायोड के विवरण में दर्शाया जाता है।

तो, एक बार फिर, अंक पर, C1 की गणना कैसे करें और जेनर डायोड VS1 चुनें ।

• हम लोड वोल्टेज का निर्धारण करते हैं। एक नियम के रूप में, हम इसे जानते हैं।
• हम अधिकतम लोड वर्तमान इमैक्स निर्धारित करते हैं। आप माप सकते हैं या गणना कर सकते हैं।
• हम निर्देशिका में चढ़ते हैं और वोल्टेज यूट के लिए जेनर डायोड की तलाश करते हैं , जैसे कि स्थिति $$$(I_ {CTMIN} + I_ {HMAX}) <0.8 \ cdot I_ {CTMAX}$ । (0.8 - क्योंकि हम 20% वर्तमान मार्जिन चाहते हैं)।
• हम सूत्र के अनुसार शमन कैपेसिटर C1 की क्षमता की गणना करते हैं $$$C_1 \ लगभग {{I_ {CTMIN} + I_ {HMAX}} से अधिक {314 \ cdot U_ {220}}}$

गणना उदाहरण

मान लीजिए कि लोड सप्लाई वोल्टेज Uout = 5V है और अधिकतम लोड करंट Inmax = 100mA है ।

हम निर्देशिका में चढ़ते हैं और वहां इस तरह के एक जेनर डायोड पाते हैं: KS447A । स्थिरीकरण वोल्टेज लगभग 5V है । इस्तमिन = 3mA , इस्तमाक्स = 160mA ।

हम जांच करते हैं। असमानता $$$(3mA + 100mA) <0.8 \ cdot 160mA$ - पूरा हो गया है, तो जेनर डायोड वर्तमान के लिए उपयुक्त है।

हम संधारित्र C1 की गणना करते हैं: $$$C_1 \ लगभग {{I_ {STMIN} + I_ {HMAX}} \ ओवर {314 \ cdot U_ {220}}} = {{0.003A + 0.1A} \ over {314 \ _ cax 220V}} \ लगभग 1.5 uF$ । यह मत भूलो कि एक घरेलू 220 वी नेटवर्क के लिए, कैपेसिटर सी 1 400 वी होना चाहिए।

फ़िल्टर या कैपेसिटर C2

डायोड ब्रिज, जैसा कि आप जानते हैं, एक सुधारित वोल्टेज नहीं देता है: आउटपुट वोल्टेज स्पंदित हो रहा है।

तरंग को सुचारू करने के लिए, एक फिल्टर संधारित्र C2 का उपयोग किया जाता है । इसकी क्षमता की गणना कैसे करें?

हमेशा की तरह, दो तरीकों को लागू किया जा सकता है - सटीक और सरलीकृत। सटीक विधि ध्यान में रखती है कि संधारित्र तेजी से और अन्य बारीकियों का निर्वहन करता है। लेकिन यह याद रखना कि आवश्यक क्षमता के लिए कैपेसिटर का चयन करना असंभव है (10-15% की क्षमता का प्रसार आदर्श है), हम कुछ सरलीकरणों की अनुमति देंगे जो व्यावहारिक रूप से परिणाम को प्रभावित नहीं करेंगे।

कैपेसिटर सी 2 के समाई की गणना कैसे करें, यह समझने के लिए, हम याद करते हैं कि एक शुद्ध करनेवाला क्या है। आइए नीचे दी गई तस्वीर को देखें। वोल्टेज के समय के चित्र हमारे सर्किट में कुछ इस तरह दिखते हैं, एक डायोड ब्रिज को एक रेक्टिफायर के रूप में उपयोग करते हैं।



नंबर 1 द्वारा इंगित नीली रेखा डायोड ब्रिज ( बीआईपी सर्किट पर अंक 1 और 2 ) के इनपुट पर एकांतर वोल्टेज है।

लाल रेखा, जिसे संख्या 2 द्वारा दर्शाया गया है, जेनर डायोड VS1 पर वोल्टेज है, एक चौरसाई संधारित्र C2 या एक तरंग वोल्टेज की अनुपस्थिति में (कल्पना करें कि C2 सर्किट से "बिट ऑफ" अस्थायी रूप से बंद था )। और अंत में, संख्या 3 द्वारा इंगित की गई हरी रेखा संधारित्र C2 से जुड़ी होने पर चिकनी सुधारा हुआ वोल्टेज है ।

रेक्टिफायर आउटपुट (लाइन 2 ) पर अनफिल्टर्ड (पल्सेटिंग) वोल्टेज रेक्टिफायर इनपुट (लाइन 1 ) पर वोल्टेज की तुलना में थोड़ा कम होता है। इसे सरल रूप से समझाया गया है: डायोड पर एक वोल्ट के कई दसवें भाग।

ग्रीन लाइन 3 कैपेसिटर C2 के चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया को दर्शाता है। अधिकतम वोल्टेज जो हमारे सर्किट में चार्ज करने में सक्षम है, जेनर डायोड VS1 पर वोल्टेज है। तब संधारित्र निर्वहन करना शुरू कर देता है जब तक कि अगली अवधि में यह फिर से चार्ज करना शुरू नहीं करता है।

रिपल आयाम वह वोल्टेज है जिस पर संधारित्र सी 2 को रेक्टिफायर (लाइन 2 ) के आउटपुट में रिपल वोल्टेज की एक अवधि में छुट्टी दे दी गई है।

स्पंदन के लगभग आयाम की गणना करना मुश्किल नहीं है, अगर हम निर्वहन को एक स्थिर के रूप में लेते हैं - यह अधिकतम लोड वर्तमान आरएन होगा , जिसे हमने इमैक्स नामित किया था।

संधारित्र के मूल सूत्र के अनुसार $$$I = C {dU \ over dt}$ यह मोटे तौर पर अनुमान लगाया जा सकता है कि: $$$\ Delta U \ लगभग {{I_ {HMAX} \ _ C} \ cdot \ Delta t}$ जहाँ $$$\ Delta U$ तरंग आयाम है, a $$$\ Delta t$ - रेक्टिफायर (लाइन 2 ) के आउटपुट पर रिपल वोल्टेज की एक अवधि।

आंकड़ा स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि अवधि $$$\ Delta t$ आपूर्ति वोल्टेज की आधी अवधि के बराबर, या $$$\ Delta t = {1 \ over {2 \ cdot f}}$ जहां एफ साधन वोल्टेज की आवृत्ति ( 50 हर्ट्ज ) है।

इस प्रकार, एक सूत्र को दूसरे में प्रतिस्थापित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं: $$$\ Delta U \ लगभग {I_ {HMAX} \ {{2 \ cdot f \ cdot C_2}}$ या $$$C_2 \ लगभग {I_ {HMAX} \ ओवर {2 \ cdot f \ cdot {\ Delta U}} $$ ।

अब सबसे मुश्किल काम चुनना है, लेकिन धड़कनों का कौन सा आयाम हमें पसंद आएगा? यदि भार का अपना रैखिक स्टेबलाइजर है, तो सिद्धांत रूप में यह पर्याप्त है कि तरंग आयाम 10-20% के स्तर पर है। उदाहरण के लिए, अक्सर लोड आरएन में कुछ प्रकार का स्टेबलाइज़र होता है - 7805 या एएमएस 1117 या ऐसा कुछ और।

यदि यह अतिरिक्त बीटीकरण के बिना हमारे बीआईपी से सीधे डिजिटल सर्किट को पावर करने के लिए माना जाता है, तो बेहतर है कि 5% से अधिक के रिपल गुणांक को सेट न करें।

मान लीजिए कि हमारा सर्किट 5V द्वारा संचालित है और इसकी अधिकतम वर्तमान खपत 100mA है । रिपल फैक्टर 5% पर सेट है। इसका मतलब है कि $$$\ Delta U$ 5V या 0.25V के 5% के बराबर होगा। नेटवर्क फ्रीक्वेंसी - 50 हर्ट्ज ।

यहाँ से हमें कैपेसिटर C2 मिलता है - $$$C_2 \ लगभग {I_ {HMAX} \ {{2 \ _ cdot f \ cdot \ Delta U}} = = {{{0.1A} \ over {2 \ cdot 50Hz \ cdot 0.25V}}} = = 4000 xF$ । ऐसी क्षमता! इसके अलावा, सबसे बड़ी बड़ी क्षमता 4700uF है । यह 10V के वोल्टेज के लिए भी काफी बड़ा संधारित्र है।

यदि सर्किट के अंदर एक रैखिक स्टेबलाइजर है, उदाहरण के लिए AMS1117 , तो तरंग स्तर 20% पर चुना जा सकता है, जबकि कैपेसिटर C2 का समाई केवल 1000 μF होगा ।

आर 1 और आर 2 प्रतिरोध - आवश्यक और महत्वपूर्ण

चलो प्रतिरोधों आर 1 और आर 2 पर वापस जाते हैं, जिसे हम अस्थायी रूप से भूल गए थे।

R2 अवरोधक के साथ, सब कुछ सरल है - यह मानव सुरक्षा के लिए आवश्यक है। यही है, बिजली की आपूर्ति से सर्किट को डिस्कनेक्ट करने के बाद कैपेसिटर सी 1 को डिस्चार्ज करने के लिए। अन्यथा, यदि आर 2 सेट नहीं है, तो कैपेसिटर सी 1 सर्किट से बिजली काट देने के बाद अपने चार्ज को लंबे समय तक बनाए रखेगा। और अगर आप इसे छूते हैं, तो आप चौंक जाएंगे। बहुत अप्रिय। रोकनेवाला आर 2 की गणना नहीं की जा सकती है, लेकिन बस 0.5 - 1 एम be के किसी भी प्रतिरोध को डालें। इस प्रतिरोध के साथ, इस प्रतिरोधक के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित होगी और सर्किट के संचालन को प्रभावित नहीं करेगी।

रोकनेवाला R1 के साथ , सब कुछ अधिक जटिल है। बीआईपी की प्रक्रिया में , इसकी आवश्यकता नहीं है। और यह वास्तव में है।

लेकिन अभी भी नेटवर्क में बीआईपी को शामिल करने का क्षण है। और अगर इस समय साधन वोल्टेज आयाम मान के करीब है, तो सर्किट बाहर जल सकता है। यहां तक ​​कि लगभग निश्चित रूप से जलता है।

तथ्य यह है कि स्विचिंग के समय, कैपेसिटर सी 1 को छुट्टी दे दी जाती है।थोड़ी देर के लिए छुट्टी दे दी गई संधारित्र (जब तक यह पर्याप्त रूप से चार्ज नहीं हो जाता है) अनिवार्य रूप से एक कंडक्टर है। यही है, सभी मुख्य वोल्टेज डायोड ब्रिज, लोड, जेनर डायोड और धाराओं पर बस विशाल होंगे।

इसलिए, उन्होंने एक रोकनेवाला आर 1 लगाया , जिसका कार्य स्विचिंग के समय वर्तमान को सीमित करना है। उदाहरण के लिए, यदि आप R1 को केवल 10 ओम के प्रतिरोध के साथ रखते हैं , तो सबसे खराब स्थिति में टर्न-ऑन करंट लगभग 30A तक सीमित हो जाएगा । और कई माइक्रोसेकंड के लिए ऐसा वर्तमान पहले से ही अधिकांश जेनर डायोड का सामना करने की शक्ति के भीतर है, डायोड ब्रिज के रेक्टिफायर डायोड का उल्लेख नहीं करना।

आमतौर पर इस अवरोधक को 10-30 ओम की सीमा में चुना जाता है ।। बस ध्यान रखें कि इसकी शक्ति किसी से कम नहीं होनी चाहिए$$$P_{R1} >= {I_{C1}}^ \cdot R_1$ ।उदाहरण के लिए, यदि सर्किट की कुल वर्तमान खपत 150 mA है , तो 27 ओम के प्रतिरोध के साथ रोकनेवाला R1 की शक्ति कम से कम होनी चाहिए$$$P_{R1} >= {0.15}^2 \cdot { 27 } \approx 0.61$ ।

R1 «» , . , — 1.5 — 2 . .

, , R1 R2 400: R1 , R2 , C1 .

निष्कर्ष

मुझे उम्मीद है कि पढ़ने के बाद, पाठकों को इस बात की समझ है कि बीआईपी क्या है और यह कैसे काम करता है।

लेख मैं जो चाहूंगा उससे कहीं अधिक लंबा निकला। लेकिन वास्तव में, केवल मूल से मूल बातें यहां मानी जाती हैं। पेंट आगे संशोधनों तो BIP कहीं भी होगी शायद ब्रोशर या यहां तक कि एक पुस्तक -।

मैं कुछ अशुद्धियों और सरलीकरणों के लिए माफी मांगता हूं जो निस्संदेह अनुभवी इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरों की आंख को पकड़ लेंगे।

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