Wie erstelle ich einen DC-AC-Wandler?

Posted on
Autor: Robert Simon
Erstelldatum: 17 Juni 2021
Aktualisierungsdatum: 13 Kann 2024
Anonim
LE6_3a DC/AC Wandler - Vollbrücke - Einführung
Video: LE6_3a DC/AC Wandler - Vollbrücke - Einführung

Inhalt

ist ein Wiki, was bedeutet, dass viele Artikel von mehreren Autoren verfasst wurden. Um diesen Artikel zu erstellen, haben 13 Personen, einige davon anonym, an seiner Ausgabe teilgenommen und sich im Laufe der Zeit verbessert.

Wechselstrom (AC) wird zur Übertragung elektrischer Energie über Metallfernleitungen verwendet, da seine Wellenform- und Wiederholfrequenzmerkmale Leitungsverluste vermeiden. Es ist auf seine öffentliche Betriebsspannung (230 bis 240 Volt) abgesenkt und wird hauptsächlich zum Betreiben von elektrischen Geräten wie Heizung, Elektrogeräten und Beleuchtung verwendet, die nur eine geringe Regulierung erfordern. Elektronische Geräte mit geringer Leistung erfordern eine konstante und geregelte Gleichspannung. Die Haushaltsstromversorgung erfolgt über eine Wechselspannung, diese muss gleichgerichtet abgesenkt und schließlich geregelt werden.


Stufen



  1. Wählen Sie einen Transformator. Diese Komponente besteht aus zwei unabhängigen und elektrisch isolierten Wicklungen aus Kupferlackdraht, die magnetisch auf einen "Spalt" gekoppelt sind. Eine dieser Wicklungen wird als "Primärwicklung" bezeichnet und muss mit Wechselspannung oder 240 Volt Wechselspannung betrieben werden. Die andere Wicklung, "sekundär" genannt, bildet den Niederspannungsgenerator eines CA-DC-Wandlers. Dieser Transformator sowie die anderen Elemente, die für den Aufbau Ihres Konverters erforderlich sind, sind in jedem Geschäft erhältlich, in dem elektronische Komponenten oder technologische Freizeitprodukte verkauft werden.
    • Dimensionieren Sie die Wicklungen des Transformators. Der Transformator hat die Aufgabe, die Netzspannung auf einen für Ihre Geräte akzeptablen Wert zu senken. Die Netzspannung, mit der Ihr Haus versorgt wird, liegt im Bereich von 230 bis 240 Volt Wechselstrom. Wenn es direkt in Gleichspannung umgewandelt würde, wäre es viel zu hoch, um Ihre elektronischen Geräte mit Strom zu versorgen. Das Verhältnis der Windungszahl zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Transformators bestimmt die Wechselspannung, die an seiner Sekundärwicklung abgegeben wird. Dies bedeutet natürlich, dass die Sekundärwicklung 20-mal weniger Windungen haben sollte als die Primärwicklung, um 12 Volt Wechselstrom zu liefern, wenn Sie Ihren Transformator mit 240 Volt Wechselstrom versorgen. Es ist zu beachten, dass die Primär- und Sekundärwicklung elektrisch voneinander isoliert sind, was eine wichtige Sicherheitsmaßnahme für den Benutzer der auf diese Weise versorgten Baugruppe darstellt.
    • Wählen Sie die an die Sekundärwicklung des Transformators gelieferte Spannung. Die sekundäre Wechselspannung des Transformators sollte geringfügig höher sein als von Ihrem AC-DC-Wandler erwartet, unter Berücksichtigung der Restwelligkeiten nach dem Filtern sowie der Notwendigkeit einer Mindestnennspannung des von Ihnen gewählten Reglers. Wenn Sie von Ihrem Konverter eine Ausgangsspannung von 12 Volt Gleichstrom erwarten, ist ein 240/15 Volt Wechselstromtransformator eine gute Wahl.



  2. Schließen Sie die Primärwicklung des Transformators an. Dieser, der keine Polarität hat, kann in jedem Sinne angeschlossen werden. Planen Sie, eine Sicherung und einen Schalter zu verdrahten, wenn Sie diese Halterung in eine Box legen.


  3. Schließen Sie die Sekundärwicklung des Transformators an. Die vom Sekundärteil des Transformators kommende Wechselspannung muss "gleichgerichtet", gefiltert und geregelt werden. Sie benötigen einen "Doppelwellen" -Gleichrichter vom Typ "Graetz-Brücke". Auch hier müssen Sie sich nicht um die Polarität kümmern, die sowohl auf der Sekundärseite des Transformators als auch am Eingang des Brückengleichrichters zu beachten ist.
    • Machen Sie eine Vollwellen-Gleichrichtungsbrücke. Obwohl eine monolithische Brücke wirtschaftlicher ist, können Sie eine sehr einfach mit Hilfe von vier herkömmlichen diskreten Dioden montieren, deren Typ im Wesentlichen von dem von Ihrem Konverter zu ladenden Strom abhängt. Die Kennzeichnung dieser Komponenten besteht aus einem Ring, der an einem seiner Enden angebracht ist. Diese so identifizierte Spindel ist die "Kathode", die in den Diagrammen durch den Buchstaben "K" symbolisiert ist, wobei die andere "Anode" genannt wird und durch den Buchstaben "A" identifiziert wird. Die Diode verhält sich ähnlich wie ein pneumatisches Ventil: Der Strom fließt nur in Anode-Kathode-Richtung und die an der Elektrode anliegende Spannung muss mindestens 0,7 bis 1 Volt höher sein als die der Kathode für die Diode fängt an zu fahren. Verbinden Sie die Anoden zweier Dioden miteinander und die Kathoden der beiden anderen Dioden. Sie erhalten zwei "Halbbrücken": Der gemeinsame Punkt zwischen den beiden Anoden ist der negative Ausgang der Brücke. Der gemeinsame Punkt zwischen den beiden Kathoden ist der positive Ausgang. Verbinden Sie dann eine Anode und eine Kathode jeder Halbbrücke, um einen Wechselspannungseingangsübergang zu erhalten. Wiederholen Sie den Vorgang mit den letzten beiden Pins (Anode und Kathode), um die Gleichrichterbrücke zu schleifen und den zweiten Wechselspannungseingang zu erhalten.
    • Verbinden Sie die Gleichrichterbrücke mit der Sekundärseite des Transformators. Die Sekundärwicklung des Transformators muss an die beiden Kathoden-Anoden-Übergänge der Gleichrichterbrücke angeschlossen werden. Die Polarität der Bearbeitung muss zu diesem Zeitpunkt nicht berücksichtigt werden. Auf einer monolithischen Brücke sind diese Einträge durch die Symbole "~" gekennzeichnet. Der positive Ausgang "+" der Gleichrichterbrücke liegt am Kathoden-Kathoden-Übergang. Der negative Ausgang "-" liegt an der Anode-Anode-Verbindung. Beachten Sie, dass die Ausgänge der Gleichrichterbrücke polarisiert sind.



  4. Platzieren Sie einen Filterkondensator. Dieser muss zwischen den positiven und negativen Ausgangsanschlüssen der Gleichrichterbrücke platziert werden. Ohne diesen Kondensator wäre der Ausgang der Brücke eine "gepulste" Spannung mit einer Frequenz von 100 Hz und in dieser Form unbrauchbar. Um eine saubere Gleichspannung zu erhalten, ist es erforderlich, einen Filterkondensator einzurichten, dessen Funktion darin besteht, die Ausgangsspannung der Brücke zu "glätten", um den Endregler anzugreifen. Es gibt eine Formel zur Berechnung des in "Farad" des Filterkondensators ausgedrückten Werts: Dieser Wert ist gleich I / (Vres * 2 * F Dabei ist I der vom Umrichter gelieferte Strom, Vres die zulässige Restwicklungsspannung und F die Frequenz der Netzspannung (50 Hz).
    Weitere Informationen hierzu finden Sie auf dieser Site.


  5. Besorgen Sie sich den Wandlerausgangsregler. Wählen Sie einen monolithischen Spannungsregler, der der von Ihnen benötigten Ausgangsspannung entspricht. Die bekanntesten Regler der 78XX-Familie liefern bei richtiger Kühlung einen Strom von etwa 1 Ampere. Sie werden von einer Vielzahl von Marken hergestellt und sind leicht zu identifizieren. Die Ausgangsspannungen werden durch die letzten beiden Ziffern ihres Typs angezeigt: Ein LM7812 liefert am Ausgang eine positive Spannung von 12 Volt. Diese Komponenten sind leicht verfügbar und sehr kostengünstig. Diese Regler sind mit 3 Pins ausgestattet: einem Eingang, den Sie mit dem Kathoden-Kathoden-Übergang der Gleichrichterbrücke verbinden, einer Masse und einem Ausgang. Die Masse muss an die Anode-Anode-Verbindung der Gleichrichterbrücke sowie an den negativen Ausgangsanschluss des Umrichters angeschlossen werden. Der Reglerausgangspin wird mit dem positiven Spannungsanschluss Ihres Wandlers verbunden. Diese Regler sind zwar mit internen Sicherheitseinrichtungen ausgestattet, werden jedoch vorzugsweise von einem Kühlkörper gekühlt.
    • Verdrahten Sie die Steuerung gemäß den Anweisungen des Herstellers. Diese Angaben finden Sie in der technischen Beschreibung oder im "Datenblatt", das Sie kostenlos im Internet herunterladen können. Da Spannungsregler möglicherweise einer Erwärmung ausgesetzt sind, wird dringend empfohlen, sie auf einem Kühlkörper mit der richtigen Größe zu platzieren. Die vom Regler abzuführende Leistung ist das Produkt der Stromleistung und der Differenz zwischen der Spannung des Reglers und der seiner Leistung Pth = Iout x (Wein-Vout) Dabei ist Pth die Wärmeleistung, Iout der Ausgangsstrom, Vout die Ausgangsspannung und Vin die Angriffsspannung des Reglers. Wenn Sie einen 12-Volt-Regler mit einer ungeregelten 18-Volt-Spannung speisen und Ihr Konverter 1 Ampere liefert, beträgt die abzugebende Wärmeleistung 6 Watt. Aus diesem Grund setzen die Komponentenhersteller eine Kühlungslasche ein, die an einen Kühlkörper oder an das Metallgehäuse Ihres Konverters geschraubt werden muss. Es wird auch notwendig sein, kleine Rauschunterdrückungsfähigkeiten zwischen seinen Eingangs-, Ausgangs- und Schaltungsmassestiften zu platzieren. Diese kleinen Kondensatoren, deren Wert in der Größenordnung von 100 nF liegt, sollten so nahe wie möglich am Gehäuse des Reglers platziert werden, um wirksam zu sein. Weitere Details hierzu finden Sie in der technischen Beschreibung des Reglers.