Prostownik pełnookresowy (JL): 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Wstęp

Ta trudna do wykonania strona poprowadzi Cię przez wszystkie kroki niezbędne do zbudowania pełnookresowego prostownika mostkowego. Przydaje się do konwersji prądu AC na prąd DC.

Części (z linkami zakupowymi)

(Zdjęcia części są dołączone do odpowiedniego zamówienia)

Cztery diody:

Jeden rezystor 1kΩ:

Jeden kondensator 470 μF:

Jedna deska do krojenia chleba:

Zestaw jednego przewodu:

Jeden transformator:

Podany powyżej typ transformatora ma współczynnik zwojów 115:6,3, co jest nieco odbiegające od zastosowanego transformatora 115:6. Jednak taka różnica w napięciu wyjściowym nie spowoduje większych zmian w wynikach i nie spowoduje przepalenia diod ani rezystora. Ponadto prawie wszystkie główne typy diod powinny być kompatybilne z tym projektem, ale upewnij się, że szczytowe powtarzalne napięcie wsteczne jest wyższe niż wyjście transformatora.

*Dla osób mieszkających w krajach, w których stosuje się 220 V AC

Napięcie wyjściowe z transformatora podwoi się, ale nie spowoduje to wysadzenia komponentów, jeśli otrzymasz odpowiednie typy. W przeciwnym razie można podwoić rezystancję rezystora lub użyć transformatora o współczynniku zwojów zbliżonym do 220:6.

Krok 1: Obwód

Możesz użyć schematu przedstawionego na zdjęciach (P1) jako przewodnika do zbudowania obwodu. Lub możesz zbudować obwód, korzystając ze zdjęć obwodu, który zbudowałem na płytce prototypowej (P2 i P3). Upewnij się, że kondensator jest zorientowany w taki sposób, że jego długa nóżka (noga dodatnia) jest podłączona do górnego otworu (otwór G4 na mojej płytce stykowej). Orientacja rezystora nie ma znaczenia. Dostępny jest obrazek pokazujący przepływ prądu w diodzie. Sprawdź to na zdjęciach (P4). Prostownik mostkowy pełnookresowy nie będzie działał, jeśli diody nie będą ustawione we właściwym kierunku. W moim układzie wszystkie są zorientowane w prawo, dzięki czemu można szybko sprawdzić, czy każda dioda jest w prawidłowej orientacji.

Oto link do interaktywnej symulacji tego obwodu:

Mamy nadzieję, że interaktywna symulacja pomoże ci zrozumieć, jak działa ten obwód.

*Oto link do instrukcji korzystania z płytki prototypowej, jeśli jej nie znasz.

Krok 2: (Opcjonalnie) Użyj generatora funkcji i oscyloskopu, aby sprawdzić

Przed podłączeniem transformatora można przetestować prostownik pełnookresowy, podłączając go do generatora funkcji i przyjrzeć się przebiegowi napięcia obciążenia za pomocą oscyloskopu.

1. Podłączenie oscyloskopu: Sondę należy podłączyć do prawej nogi rezystora i uziemić poprzez podłączenie jej sondy masy do lewej nogi rezystora, tak jak pokazano na rysunku.

2. Zdjęcie, które podałem (P1) pokazujące sposób podłączenia urządzenia ma płytkę stykową obróconą o 90 stopni zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Upewnij się, że wszystko jest prawidłowo podłączone przed włączeniem generatora funkcji.

3. Dostosuj generator funkcji tak, aby generował przebieg sinusoidalny o napięciu średniokwadratowym 6 V (możesz to przetestować za pomocą multimetru, jeśli dotyczy).

Upewnij się, że przewód dodatni wchodzi do czerwonej szyny zasilającej płytki stykowej (gdzie jest czerwona linia), a przewód uziemiający (ujemny) wchodzi do niebieskiej szyny zasilającej (gdzie jest niebieska linia).

Jeśli obserwowany przebieg jest identyczny z podanym przeze mnie (P2), przejdź do następnego kroku.

Wskazówki dotyczące rozwiązywania problemów:

1. Jeśli przebieg na oscyloskopie nie jest taki sam jak mój, spróbuj przeskalować jego oś pionową i poziomą.
2. Upewnij się, że żaden z przewodów nie styka się ze sobą podczas dokonywania pomiarów.
3. Jeśli nie ma odczytów napięcia, spróbuj ponownie połączyć elementy i płytkę stykową, ponieważ może się zdarzyć, że masz obwód, który nie otwiera się
4. Link do przewodnika na temat korzystania z oscyloskopu:
5. Link do przewodnika na temat korzystania z generatora funkcji:

Krok 3: Podłącz płytkę do krojenia chleba do transformatora

Podłącz transformator i oscyloskop zgodnie z instrukcjami w poprzednim rozdziale, odwołując się do rysunków przedstawionych w tym rozdziale. Zauważ, że podczas podłączania płytki stykowej do transformatora strony dodatnie/ujemne nie mają znaczenia, ponieważ prąd jest naprzemienny. Sposób podłączenia płytki stykowej do oscyloskopu pozostaje taki sam.

Krok 4: Wyniki z oscyloskopu

Napięcie na rezystorze (napięcie obciążenia) powinno wahać się od 5V do 6V z okresem 8,33 ms.

Dlaczego okres 8,33 ms?

Częstotliwość przebiegu powinna być dwukrotnie wyższa od częstotliwości zasilacza, który ma częstotliwość 60 Hz. Powodem jest to, że prostownik pełnookresowy bez kondensatora zasadniczo przyjmuje wartość bezwzględną oryginalnego przebiegu sinusoidalnego, więc przebieg powtarza się co połowę okresu. W ten sposób częstotliwość podwaja się, a okres o połowę. 1/(2*60)=0,00833s=8,33ms.

Krok 5: Objaśnienie obwodu

W tym obwodzie napięcie prądu przemiennego o wartości szczytowej do szczytowej 120 V jest przekształcane za pomocą transformatora na 6 V. Więc teraz efektywnie mamy zasilanie 6V AC. 4 diody są ułożone w taki sposób, że nawet gdy prąd wejściowy płynie zarówno w kierunku do przodu, jak i do tyłu, prąd wyjściowy z grupy diod płynie tylko w jednym kierunku, ale napięcie nie jest stałe, ponieważ napięcie wejściowe jest sinusoidalne (oznacza to, że oscyluje jak fala sinusoidalna lub cosinusoidalna). Napięcie wyjściowe w odniesieniu do czasu, gdy żaden kondensator nie jest podłączony, wygląda jak P2 (oś t nie jest skalowana).

Diody mogą to zrobić, ponieważ umożliwiają przepływ prądu tylko w jednym kierunku (w większości przypadków).

Kondensator służy do magazynowania energii elektrycznej i uwalniania jej, gdy prąd po stronie obciążenia jest niski. Ta właściwość kondensatora nadaje się do wygładzania napięcia wyjściowego.

Możesz spojrzeć na interaktywną symulację, aby uzyskać bardziej wizualną reprezentację tego, jak przepływa prąd: