Yksinkertaisia virtapiirejä
Sivun sisältöä muutettu viimeksi 24.4.2004. |
|
Tasasuuntaaja/suodin
Useimmat sähkölaitteet eivät toimi ilman sähköä,
joten tarvitsemme joko paristot tai verkkovirran avuksemme. Paristojen
kytkennänhän kaikki tietävät, eli seuraavaksi verkkovirrasta
tasasuunnatuksi:
Sinisen ja mustan johtimen leikkaus tasasuuntaajan vieressä ei
tarkoita juotosta.
TR 1=muuntaja
D1-D4=diodi/tasasuuntaussilta
C1,C2=elektrolyyttikondensaattori
Jos Sinulla on tiedossa haluamasi ulostulotasajännite (Vout), voit
laskea muuntajan toisiojännitteen (Vin) näin: (Vout + 1) / sqrt
2 = Vin Esim. Vout = 24VDC: ( 24V + 1V ) / 1.41 = 18V, eli
muuntajan toisiojännite = 18 V~. Jos ihmettelet, mistä tuo +1
tulee, kyse on tasasuuntausdiodien yli jäävästä virrasta. Sen todellinen
arvo vaihtelee yhden voltin molemmin puolin, mutta kymmenien volttien käyttöjännitteillä
kymmenyksien eroista ei juurikaan kannata välittää. Pienillä
jännitteillä regulointi on hyvä vaihtoehto, jos jännitteen
tulee olla tarkasti jotakin.
Diodeiksi täytyy valita vain ja ainoastaan jännite- ja virtamäärät
reilusti ylittäviä kappaleita. Tasasuuntaussilloissa on yleensä
tarpeeksi suuret arvot normaalikäyttöön. Kuitenkin sillan
pitää kestää monin kerroin se jännite- ja virtamäärä,
mikä normaalisti laitteen lävitse menee. Tämä tehdään
ylijännitteiden ja kuormitushuippujen vuoksi. Huomaa myös, että
tasasuuntimetkin lämpenevät kuormituksen mukaan, ja usean ampeerin
virralla se on melkein pakko kiinnittää jäähdytyslevyyn,
ettei kuumuus hajottaisi sitä. Elektrolyyttikondensaattoreitten kapasitanssi
riippuu täysin haluttavasta virtamäärästä. Jos
virta piirissä ylittää 2 ampeeria, kannattaa konkat valita
niin, että kapasitanssi on esim. 4 700 mikrofaradia. Yli neljan ampeerin virtoihin
käytettäneen sitten jo yli 10 000 mikrofaradin kapasitansseja.
Mitä pienemmät kapasitanssit on käytössä, sitä
suurempi on rippelijännite. Rippelijännite syntyy, kun varatut
kondensaattorit tyhjenevät ennen seuraavan sykäyksen varastoitumista,
ja se aiheuttaa mm. hurinaongelmia. Laskennallisesti kondensaattorin kapasitanssi
saadaan, kun tiedetään haluttu rippelijännite, virta ja jännitteen jaksonaika.
Jaksonaika 50 hertsin sähköjärjestelmissä on 20 ms, jos käytetään puoliaaltotasausta, ja 10 ms kokoaaltotasauksella. Kapasitanssi ilmoitetaan faradeina, virta ampeereina, jännite voltteina.
Puoliaaltotasasuuntaaja
Jos haluat saada sekä positiivisen että negatiivisen käyttöjännitteen,
täytyy sinun valita muuntaja, jossa on kaksi toisiokäämiä;
toinen plussaa ja toinen miinusta varten. Allaoleva kytkentä tuottaa
ns. puoliaaltotasasuunnatun jännitteen. Kytket kuumat pisteet kuten
yllä, mutta maan vedät suoraan sellaisenaan läpi. Vasta
suotokondensaattoreissa tulee muutos: Tarvitset + ja - kiskoille molemmille
omat suotokondensaattorit. Plussapuolen kytket kuten yllä (siis plussasta
maahan). Miinuksen kytket maasta miinukseen, niin että konkan
positiivinen jalka on maassa. Katso allaoleva kuva. Kaikki komponentit
kuten pelkässä tasasuuntaajassa.
78/79XX Regulaattori
Normaalin virtalähteen jännite nousee tyhjäkäynnillä
lähes puolitoistakertaiseksi; kahdellatoista voltilla jännite
saattaa olla jopa seitsemäntoista volttia. Lisäksi maksimikuormituksella
jännite saattaa laskea hieman nimellisestä. Tällainen käyttäytyminen
syntyy virtalähteen sisäisestä resistanssista. Reguloitu käyttöjännite
ei notku kuormituksen mukaan, kunhan kuorma pysyy määritellyissä
rajoissa. Hyvin yleiskäyttöisiä regulaattoreita ovat 78XX
ja 79XX-sarjojen regulaattorit. Ulostuleva jännite voi olla 05,06,07,08,09,10,12,15,18,20
tai 24, positiivista tai negatiivista volttia, tyypistä riippuen.
Virtaa tämän regulaattorityypin läpi saa maksimissaan mennä
1,5 ampeeria. Yli puolen ampeerin tehoilla regulaattoriin kannattaa kiinnittää
jäähdytyslevy. 79XX on negatiivinen 78XX positiivinen. Nollat
ovat äskeisessä suoraan siksi, koska sijoittamalla jonkun luvun
suoraan XX:n tilalle saat tarvittavan mallinumeron, joka on yleispätevä.
Huom! Saadaksesi reguloidun negatiivisen jännitteen, myös
sisääntuleva jännite täytyy olla negatiivinen.
Tällaisenaan piiri sopii hyvin yhditettäväksi kohdassa 1.
olevaan tasasuuntaus/suodin-piirin.
C1=100nF kondensaattori
C2=100nF kondensaattori
C3=100uF elko
Säädettävä regulaattori
Aina eivät laitteen käyttöjännite ja jokin vakioregulaattori
yhteen. Tällöin voidaan käyttää säädettävää
regulaattoria. Seuraavassa kaavio LM317T ja LM338T-piirien kytkennästä:
LM317:n läpi kulkeva virta saa olla maksimissaan 1,5 ampeeria. LM338:ssa vastaava luku on
viisi ampeeria. Regulaattori kannattaa varustaa
jäähdytyslevyllä, jos tehonkulutus (regulaattoriin jäävä
jännite kerrottuna virralla) on yli 2-3 wattia.
[< takaisin ]
Rami Aikio
1999 - 2004
