Comment fonctionne l'alimentation électrique non régulée : circuits électriques

                           Alimentation électrique non régulée

 La plupart des projets doivent utiliser l'énergie d'une source d'alimentation.

Tout d'abord, nous utilisons une batterie. C'est bon pour les appareils portables. Mais il manque de puissance. Même les piles rechargeables, également pas confortablement.

alimentation électrique non régulée

Vous devez utiliser une alimentation électrique non régulée. C'est pas cher et facile en faisant soi-même.

Et, la compétence de conception de circuits d'alimentation non régulés est excellente dans l'apprentissage de l'électronique.

Qu'est-ce qu'une alimentation électrique non régulée

Certains ont appelé ces blocs d'alimentation cet adaptateur secteur. Les deux transforment une tension alternative élevée d'une prise murale en basse tension continue pour tous les appareils électriques.

Par exemple, une pompe DC 12V, des ampoules LED 12V, la radio FM de grand-père, etc.

 adaptateur secteur

Par exemple, un excellent adaptateur secteur.

Ensuite, j'ai appelé court ceux qui « chargent ».

Concevons-le

Nous voulons l'alimentation qui a ces caractéristiques.

• Une tension constante
• Courant de lissage
• Courants élevés
• Hautes tensions
• Charger des piles rechargeables
• Petit pour s'adapter à l'espace
• Pas cher

Choisissez une alimentation adaptée

Votre charge fonctionnera bien. Si vous choisissez la tension et le courant électrique appropriés.

Tension de charge - Important , nous devons définir la tension de sortie en fonction de la charge.

Gammes de courant électrique —-vérifiez la charge combien le taux de courant électrique ?

Nous pouvons les classer en 3 groupes comme suit.

1. Courant faible — généralement 150 mA ou 500 mA
2. Courant moyen — généralement 1 A à 2 A
3. Courant élevé — 3 A, 6 A, 10 A et plus.

alimentation adaptée

Si vous ne pouvez pas imaginer.

Par exemple, nous avons une ampoule LED 12V. Il utilise le seul 20mA. Donc, nous construisons une alimentation de 12V@150mA. Il peut très bien tourner. Fonctionne également si vous utilisez 1A. Mais le grand et cher. Choisissez-vous cela?

Un autre…

Souvent, un ami construit l' alimentation 12V @ 2A pour un lecteur audio FM de voiture. C'est un super son.

Certains ont appelé ces alimentations cet adaptateur secteur. C'est bon pour une charge normale. Si vous utilisez d'autres charges spécifiques. Par exemple, circuits numériques, préamplificateurs, etc. Vous devez utiliser une alimentation régulée.

Ce que je vais maintenant vous expliquer, apprenez d'abord l'alimentation non régulée.

L'ossature principale

Voir la structure principale d'une alimentation non régulée. Il se compose de 3 sections.

 transformateur de puissance

Nous apprendrons ses grandes lignes en 3 étapes. Qui peuvent être combinés pour vous offrir la meilleure alimentation électrique et la moins chère.

Le transformateur de puissance

Tension AC House
Vous savez que les prises de courant ont une tension AC élevée. Chaque pays est une tension différente.

Par exemple,

En Amérique du Nord, en Amérique du Sud, au Japon et dans certains autres pays de 117 volts. Européen de 230 volts, Et certains pays de 220 volts.

Comme la tension alternative principale élevée est longue. Donc, à partir de ce moment, j'ai appelé "AC Mains" suit M. Colin Mitchell.

Ohh! Tension trop élevée.   Il ne peut pas être utilisé avec des appareils basse tension.

Mais ne vous inquiétez pas, le transformateur de puissance peut nous aider. Comment?

Il passera les flux de courant alternatif pour réduire la tension vers le bas.

Et, avec cette fonctionnalité, nous l'appelons aussi « transformateur abaisseur ».

Les transformateurs ont de nombreuses fonctionnalités. Ce que nous devons savoir comme suit.

• Un transformateur ne donne pas de courant continu (DC). Il ne fournit que du courant alternatif (AC).
• Les enroulements primaire et secondaire sont généralement marqués sur un transformateur. Vous devez savoir "qui est quoi" .
• Si vous avez deux transformateurs. Les deux tensions sont identiques (V). Mais ils sont de puissance différente. Plus de puissance (VA), plus de courant électrique (V).

Types d'enroulements secondaires

Types d'enroulements secondaires

Ce sont les quatre types d'enroulements secondaires les plus courants. Comme suit.

• Sortie d'enroulements secondaires simples.
• Sortie secondaire à prise centrale.
• 2 ou plusieurs secondaires séparés
• Enroulement secondaire à prises multiples

Nous utilisons souvent les deux types de sortie simple et la sortie à prise centrale.

D'autres types, parfois nous pouvons utiliser un type de secondaire plus séparé et à plusieurs prises.

La Diode redresseuse

Une diode est un bon circuit redresseur. Cela fonctionne seulement une connexion correcte. Une diode est comme une vanne d'eau unidirectionnelle.

Dans le schéma

 Diode redresseuse

Si la batterie est la polarité correcte. Le courant électrique peut faire circuler une lampe s'allumer.
Mais, nous tournons la polarité de la batterie. Le courant électrique ne peut pas circuler, pas de lumière.

Comment fonctionne le redresseur à diode

Je suis un peu inquiet. Comment vous expliquer clairement dans ce domaine. C'est mieux si vous voyez beaucoup de schémas fonctionnels du circuit. Un redresseur d'alimentation non régulée a 3 types comme suit.

• Redresseur demi-onde avec une diode
• Redresseur pleine onde utilisant un transformateur à prise centrale avec deux diodes
• Pont redresseur pleine onde redresseur à 4 diodes

Le redresseur demi-onde

C'est le redresseur le plus simple avec une seule diode. Il ne transmet que le positif de la tension alternative à la sortie.

circuit electrique Redresseur demi-onde

Voir dans ce circuit est un demi-redresseur de base. Il est bon pour charger une batterie. Certains ont appelé une alimentation CC non filtrée. Mais ce n'est pas idéal pour la plupart des projets électroniques.

Parce qu'il utilise seulement la moitié de l'énergie. Et le transformateur chauffe aussi.

Lent d'abord…

Même vous ne l'utilisez pas. Mais c'est l'étape du grand apprentissage.

Retour pour voir la forme d'onde du transformateur. Au secondaire, la tension alternative est inférieure à celle du secteur. Et la phase inverse aussi.

circuit electrique Redresseur demi-onde

Pendant cette période. Le sommet d'une forme d'onde d'enroulement secondaire est positif. Et, le fond est négatif.

Dans le schéma fonctionnel.

Pendant cette période, la diode fonctionne et dans le seul côté positif. Et, la sortie n'a qu'une forme d'onde positive.

Certains appelés « CC pulsé ou pulsé (PDC) ». Il s'agit d'une fréquence de 50Hz ou 60Hz.

Nous voyons de près la forme d'onde dans un graphique.

Dans un cycle a à la fois positif et négatif. Et, chaque cycle est le même. Le positif est l'énergie de sortie. Mais, le négatif ne peut pas passer par une diode. Il s'agit donc d'une perte d'énergie.

Tout veut changer pour être meilleur.

Comme nous, voulons une énergie complète du cycle complet. Voir plus ci-dessous

De plus?

Le redresseur pleine onde

 

Un transformateur à prise centrale et deux diodes définissent un circuit redresseur pleine onde . Il fonctionne comme 2 circuits séparés en 1/2 onde. Lorsque la diode du haut fonctionne, la diode du bas s'arrête. Et les deux diodes fonctionnent en alternance . Pour ne transmettre qu'une tension positive à la sortie également.

Je sais que mon texte n'est pas clair. Comprenez vous?

Lire ci-dessous.

Retour pour voir le secondaire d'un transformateur à prise centrale.
Comment regarde sa forme d'onde?
C'est facile avec un oscilloscope à 2 canaux.

redresseur pleine onde

Voir sur la figure.

Le CT est le sol. Mesurez ensuite le signal à VS1 et VS1. Nous verrons cela.

• Les deux enroulements secondaires, S1 et S2 sont identiques. Mais le contraire.
• Moitié-moitié correspond à un cycle de la forme d'onde.

Essayez avec deux diodes de redressement

Et, nous devons ajouter deux résistances en tant que charge. Ensuite, regardez un signal à travers les deux résistances sont VR1 et VR2.

redresseur pleine onde

Voir dans la figure, nous savons.

• Les deux diodes D1 et D2 fonctionneront. Lorsque le signal est positif uniquement.
• Ainsi, le signal de VR1 et VR2 est uniquement positif.

Ensuite, à gauche se trouve la forme d'onde. Concentrez-vous sur le cycle 1 qui a 1 et 2. C'est un demi-circuit l'un de l'autre.

Imaginez si vous mélangez VR1 et VR2. Avec la connexion des deux cathodes
des deux diodes, c'est le même que ci-dessus, le circuit de base.

Ce sera une chose que nous voulons. Les deux signaux se sont bien mélangés. Dans les schémas du redresseur pleine onde avec transformateur à prise centrale. Voir sur la figure. Certains ont appelé Pulsating DC.

redresseur pleine onde

Même ce circuit est un redresseur pleine onde. Mais il y a quand même un inconvénient :

Nous devons utiliser un transformateur à prise centrale. Cela peut être difficile à trouver et le patch Diode reçoit un courant élevé. Nous avons toujours de meilleures options.

Le pont redresseur pleine onde

Si nous avons un seul enroulement secondaire et 4 diodes. Vous devez utiliser le pont redresseur pleine onde.

C'est mieux qu'un redresseur pleine onde normal avec 2 diodes.

Pourquoi?

Lisez ci-dessous, vous obtiendrez une réponse.

pont redresseur pleine onde

Le fonctionnement du circuit

Je vais vous expliquer le fonctionnement du circuit en 2 étapes.

Comme les circuits passés, le signal de l'enroulement secondaire est une onde sinusoïdale. Dans 1 cycle a une tension positive et négative.

C'est… Supposons que…

La première étape est une tension positive. Voir dans le schéma du circuit. Les deux diodes D2 et D4 sont polarisées en direct.

tension positive

Le fonctionnement des ponts de diodes avec la tension positive

Ainsi, le courant électrique positif peut traverser D2 et D4 jusqu'à la charge à pleine puissance.

Alors que D1 et D3 sont polarisés en inverse. Ils ne conduisent donc pas le courant électrique.

La deuxième étape est négative. Il commute la polarité de l'enroulement secondaire. Du positif au négatif et du négatif au positif.

Ainsi, les deux diodes D1 et D3 sont polarisées en direct. Ensuite, le courant positif peut également circuler vers D1 et D3 à travers la charge à pleine puissance.

négative

Et, D2 et D4 sont polarisés en inverse. Ils ne fonctionnent pas ou ne conduisent pas le courant électrique.

Nous verrons que la charge ne reçoit qu'une tension positive. C'est un redresseur pleine onde. Parce que les diodes contrôlent la direction du courant électrique dans un seul sens.

Si vous ne comprenez pas assez.

Voir le graphique ci-dessous.

 redresseur pleine onde

Pourquoi le pont redresseur

• Utilisez une tension inférieure de l'enroulement secondaire. Pour réduire la taille du transformateur.
• Gardez les diodes froides avec une paire de diodes en fonctionnement.
• Moins cher

Les trois types de redresseurs à diodes ci-dessus fabriquent le courant continu pulsé.

Mais nos circuits électroniques n'ont besoin que d'un courant électrique lissé.

Que cherchons-nous?

Filtre

Un filtre est une réponse. Il lisse un courant continu pulsé provenant d'un redresseur demi-onde ou d'un redresseur pleine onde.

Souvent, nous utilisons un condensateur électrolytique comme filtre.

Lorsqu'il y a une haute tension. Une charge se remplit d'énergie. Alors que le condensateur stockera également cette énergie.

Après cela, la tension est plus faible. Mais la charge reçoit toujours de l'énergie de ce condensateur.

Lisez la suite pour en savoir plus.

Filtre dans un circuit semi-redresseur

Si nous ajoutons un condensateur électrolytique à un circuit redresseur demi-onde. Voir image.

Filtre dans un circuit semi-redresseur

La forme d'onde du signal à travers la sortie change. C'est une tension continue plus lisse.

forme d'onde du signal

Si nous essayons de changer le condensateur est de nombreuses valeurs. Nous verrons que plus de capacité, cette énergie du condensateur pendant longtemps. C'est un excellent filtre. Ainsi, la tension continue est plus lissée.

Qu'est-ce que l'ondulation et comment la réduire

Intensifier—Dans la première période de temps. le transformateur et les diodes travaillent dur. Ils ont besoin de conduire un courant électrique lourd. Parce qu'ils fournissent la charge et chargent le condensateur électrolytique.

Abaisser—Lorsque la tension atteint le pic. Ensuite, en temps normal, la tension commence à descendre sous une forme de courbe. Mais le condensateur électrolytique donne l'énergie à la charge à la place. La tension ne tombe pas à zéro. Avant l'arrivée de la prochaine impulsion.

Lorsque nous zoomons sur la forme d'onde dans l'image.

forme d'onde du signal

La différence entre les « Peaks » et les « Lows » appelés « Ripple »

Pourquoi l'ondulation est-elle importante ?

Les valeurs d'ondulation sont inférieures à 1V. On peut entendre un bourdonnement gênant en arrière-plan des amplificateurs de puissance. Ou Voir une image déformée descendre progressivement sur l'écran en vidéo.

Notre objectif est de réduire l'ondulation à zéro.

Mais dans ce circuit, nous avons besoin de plus de capacité pour lisser l'ondulation.

De plus, nous avons de nombreuses façons de réduire les ondulations. Même un circuit régulateur dont je vous expliquerai plus tard. Veuillez patienter pour continuer la lecture.

Lissage des circuits redresseurs double alternance

Dans l'image, il s'agit de la forme d'onde du redresseur pleine onde. Il s'agit à la fois d'un transformateur à prise centrale et d'un pont redresseur.

circuits redresseurs double alternance

Comme la demi-onde, nous ajoutons le condensateur électrolytique à travers une charge. Mais c'est mieux le lissage.

Voir dans l'image à droite. Avec filtre à condensateur. Cela fonctionne un peu seulement. Ou vous pouvez utiliser une capacité inférieure avec le même niveau d'ondulation.

Alors maintenant, les gens aiment utiliser une alimentation à pont redresseur. Moi aussi.

En savoir plus : un autre site sur la conception d'énergie non régulée

Conception d'une alimentation électrique non régulée

Certaines personnes n'aiment pas les maths. Moi aussi.

Vous avez lu ici. Bien sûr, vous voulez construire l'adaptateur secteur ou l'alimentation non régulée avec vous-même.

C'est sans calculs complexes.

C'est facile et bon marché.

Mais vous devez être prudent. Le secteur AC peut vous tuer. Ne touchez pas la haute tension. Vous devez isoler ou enfermer toutes les connexions de ligne AC exposées !
Vous devez débrancher le cordon d'alimentation. Si vous assemblez ou réparez le circuit.

 alimentation électrique non régulée

Choisir les bons composants

Dans un simple circuit pleine onde ou des alimentations non régulées ci-dessus.

Nous devons choisir les bons composants pour charger les meilleures performances.

Un transformateur est le meilleur

Selon les principes expliqués précédemment.
Supposons que la charge utilise l'énergie CC d'environ 9 V à 100 mA.
Nous devons concevoir une alimentation est.

1. Donne une sortie de tension stable DC 9V.
2. Fournir le courant d'au moins 100mA.

Le transformateur est l'alimentation principale du circuit. Nous devrions le bon transformateur. Assez et en forme et économisez de l'argent.

1. Utilisez le courant au moins deux fois ce que la charge veut. Parfois, la charge peut trop manger. Nous devrions le soutenir.C'est 100mA x 2 = 200mA (environ).Bien sûr, vous pouvez utiliser plus le courant électrique. Par exemple, 1A. Mais il est plus grand et plus cher que celui-ci.
2. Utilisez la tension pour correspondre à la charge souhaitée. Nous devons utiliser le transformateur ayant un enroulement secondaire de 6,3V. Pourquoi? Parce que lorsque AC se convertit en DC. La tension augmentera d'environ 1,414 fois. Nous pouvons calculer 6,3 V x 1,414 = 8,9 V. ou environ 9V DC.Afin que nous ne devrions pas utiliser 9V AC. En raison de la tension continue devient environ 12,7 V (sans charge)

Diodes de redressement

Comme ce transformateur, nous devrions également utiliser suffisamment les diodes.

Nous devrions utiliser le courant et la tension inverse de crête (PIV) plus du double de ce que nous utilisons.

En cela, nous devrions utiliser le courant est de 200mA. Mais nous devons utiliser 1N4007.

Parce qu'il peut supporter un courant de 1A et un 1000V.

Et, ce sont les mêmes prix que 1N4001 (1A 50V)

D'autres Diodes Conseils

• L'unité, c'est le pouvoir - imaginez que vous ne pouvez pas travailler dur avec un grand projet. Mais vos amis peuvent vous aider. C'est comme une diode. Supposons que vous utilisez le courant de 1,5 A. En temps normal, vous devez utiliser 1N5402 (3 A 200 V). Mais vous ne l'avez pas. Comment?
  
  Vous pouvez utiliser l'unité de diodes. Si nous connectons des diodes en parallèle. Ils peuvent passer le courant plus.
  En cela, vous ajoutez un 1N4007 comme l'image ci-dessous. Ils peuvent obtenir le courant d'environ 2A.
  
  
  
• Utilisez le pont de diodes —Quatre en un. À l'intérieur, quatre diodes se connectent sous la forme d'un pont. C'est pratique. Mais le prix est plus élevé.

Dans l'exemple de circuit ci-dessus, la sortie est d'environ 8 volts (sans charge 8,4 V) d'alimentation à 100 mA. Lorsque nous appliquons le cordon d'alimentation à la ligne AC, le 120VAC/220VAC/230VAC alimente un transformateur abaisseur-T1 via l'interrupteur marche-arrêt-S1 et le fusible 500mA-F1. Il sautera si le courant à travers les bornes de sortie est trop élevé.

La sortie 6V AC (environ) du transformateur est redressée par un pont redresseur, que nous voulons économiser de l'argent sans utiliser le pont redresseur normal, nous pouvons facilement utiliser les 4 diodes redresseuses 1N4007 à usage général D1 à D4. Maintenant, ils ont redressé le courant alternatif (courant alternatif) en courant continu (courant continu).

Cette sortie DC pulsée est filtrée via le condensateur 1000uF-C1, elle agit comme un condensateur de stockage. Maintenant, le courant continu pulsé ressemble à la tension continue de la batterie.

Taille du condensateur électrolytique

Ensuite, choisissez suffisamment la capacité du condensateur électrolytique. Qu'il détermine par le courant d'alimentation.

Dans la règle normale, nous utilisons 2 000 μF par ampère.
Mais devrait plus de 1000μF même le courant inférieur à 1A. Donc, dans ce circuit, nous utilisons 1000μF.

Les condensateurs doivent avoir une tension de travail continue (WVDC) d'au moins 12V.

Ajouter un ou plusieurs condensateurs en parallèle avec C1 pour plus de capacité

Réduire l'ondulation

Savez-vous que l'ondulation rend la sortie basse tension ?

Oui, voir le graphique dans l'image ci-dessus.

Et, vous savez, l'ondulation se produit avec les charges. Et, les gros condensateurs sont notre héros.

En outre, la valeur d'ondulation ne doit pas dépasser 1 V. Comme ci-dessus.

Si vos amis n'ont pas d'oscilloscope. Comment des amis peuvent-ils connaître la valeur d'ondulation ?

Voici une formule approximative pour déterminer la quantité d'ondulation sur une offre non réglementée :

Vrip = ICharge * 0,007 / C

Vrip = valeur d'ondulation
ILoad = le courant de la charge
C = Capacité du condensateur

Dans ce circuit ci-dessus.

ILoad est 100mA ou 0.1A
C est 1000uF ou

Nous pouvons calculer la valeur de l'ondulation est (0,1 * 0,007) / 1000e-6 = 0,7 V ou 700 mV.

La valeur de l'ondulation crête à crête mesurée à partir du graphique est de 628 mV.

Ensuite, essayez de changer le condensateur est de 2000 uF. L'ondulation est inférieure à 0,35 V

Il s'agit d'une équation simple pour choisir le bon condensateur afin de réduire l'ondulation de l'alimentation.

Donc, nous ajoutons plus de capacité. Mais c'est trop gros et plus cher.

C'est une meilleure façon. Si vous utilisez l'alimentation régulée . Ce que nous apprendrons ensuite.