Jak snížit napětí na výstupu napájecího zdroje?

Vzhledem k přítomnosti velkého množství mezinárodních norem a technických řešení mohou být elektronická zařízení napájena z různých jmenovitých hodnot. Ne všechny jsou ale volně dostupné, takže pro získání požadovaného potenciálního rozdílu budete muset použít převodník. Taková zařízení lze nalézt jak na volném trhu, tak sestavit nezávisle na rádiových součástkách.

Vzhledem k přítomnosti dvou typů elektrického proudu: stejnosměrného a střídavého by měla být otázka, jak snížit napětí, zvažována z hlediska každého z nich samostatně.

Obsah

1. Snížení stejnosměrného napětí
2. Střídavé napětí Podpětí
3. Pomocí transformátoru
4. Použití rezistoru

Snížení stejnosměrného napětí

V praxi napájení domácích spotřebičů existuje mnoho příkladů elektrických zařízení pracujících na stejnosměrný proud. Jmenovité provozní napětí se však může výrazně lišit, například pokud potřebujete získat 36 V z 12 V, nebo v situacích, kdy potřebujete napájet zařízení z USB konektoru osobního počítače 3 V namísto stávajících 5 voltů. .

Ke snížení této úrovně ze zdroje nebo jiného zdroje téměř na polovinu lze použít jak jednoduché metody – včetně dodatečného odporu v obvodu, tak i účinnější – výměnu stabilizátoru napětí ve zpětnovazební větvi.

Rýže. 1. Výměna rezistoru nebo zenerovy diody

Obrázek výše ukazuje příklad napájecího obvodu, ve kterém můžete snížit napětí změnou parametrů odporu a zenerovy diody. Tento uzel je na obrázku zakroužkován červeně, ale u jiných modelů se může místo instalace i způsob připojení lišit. V některých obvodech můžete ke snížení napětí použít pouze jednu zenerovu diodu.

Pokud nemáte možnost připojení ke zdroji napájení, vystačíte si s méně elegantními metodami. Například můžete snížit napětí zapojením rezistoru do obvodu nebo výběrem diod, druhá možnost je praktičtější pro stejnosměrné obvody. Tento princip je založen na poklesu napětí vlivem vnitřního odporu prvků. V závislosti na poměru vodivosti pracovní zátěže a polovodičového prvku mohou být potřeba asi 3 až 4 diody.

Rýže. 2. Snížení stejnosměrného napětí pomocí diod

Výše uvedený obrázek ukazuje schematický diagram snižování napětí pomocí diod. K tomu jsou do obvodu zařazeny sériově s ohledem na zátěž. V tomto případě bude výstupní napětí nižší než vstupní napětí přesně o stejnou hodnotu, jakou poklesne na každé diodě v obvodu. Jedná se o poměrně jednoduchý a cenově dostupný způsob, jak snížit napětí, ale jeho hlavní nevýhodou je spotřeba energie pro každou diodu, což povede k dalším nákladům na energii.

Střídavé napětí Podpětí

Střídavé napětí 220 voltů je široce používáno pro domácí potřeby, vzhledem k jeho fyzikálním vlastnostem je mnohem snazší jej snížit na jakoukoli hodnotu nebo provádět jakékoli jiné manipulace. Elektrospotřebiče jsou ve většině případů již navrženy pro napájení z elektrické sítě, ale pokud byly zakoupeny v zahraničí, může se u nich úroveň napětí výrazně lišit.

Například zařízení přivezená z USA jsou napájena střídavým napětím 110 V a někteří řemeslníci se zavazují převinout snižující transformátor, aby získali požadovanou úroveň. Je však třeba poznamenat, že pulsní měnič, který je často součástí různých elektrických nástrojů a zařízení, by se neměl převíjet, protože to v budoucnu povede k jeho nesprávné činnosti. Mnohem vhodnější je nainstalovat autotransformátor nebo jiný s jmenovitým výkonem, který potřebujete, abyste snížili napětí.

Pomocí transformátoru

Změna hodnoty napětí pomocí elektrických strojů se používá v napájecích zdrojích a nabíječkách. Chcete-li však tímto způsobem snížit napětí zdroje, můžete použít různé typy konvertorových transformátorů:

• S výstupem ze středu – může produkovat potenciální rozdíl jak 220V, tak poloviční – 127V nebo 110V. Z něj můžete odebírat nastavenou jmenovitou hodnotu pro stejných 110V ze středního bodu. Jedná se o tovární produkty, které byly hromadně instalovány do starých sovětských televizorů a dalších zařízení. Ale tento obvod převodníku má významnou nevýhodu – pokud je narušena integrita vinutí pod střední svorkou, pak výstup transformátoru obdrží hodnocení mnohem vyšší hodnoty.

• Autotransformátor je univerzální elektrický stroj, který dokáže napětí nejen snížit, ale i zvýšit na úroveň, kterou potřebujete. Chcete-li to provést, jednoduše přesuňte knoflík do požadované polohy a sledujte hodnoty získané na voltmetru.

• Snižovací transformátor s převodem 220V na jmenovité hodnoty, které potřebujete, nebo z jakéhokoli jiného napětí s proměnnou frekvencí. Tuto metodu lze implementovat jak pomocí hotových modelů transformátorů, tak i domácích. Vzhledem k dostupnosti velkého množství nástrojů a přístrojů si dnes může transformátor s danými parametry sestavit doma každý. Více se o tom můžete dozvědět z odpovídajícího článku: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html

Při výběru konkrétního modelu elektrického stroje pro snížení napětí věnujte pozornost charakteristikám konkrétního modelu ve vztahu k zařízením, která chcete napájet.

Nejdůležitější parametry pro transformátory jsou:

• Moc – transformátor musí nejen odpovídat zátěži k němu připojené, ale také ji minimálně o 10–20 % převyšovat. V opačném případě maximální proud povede k přehřátí vinutí transformátoru a dalšímu selhání.
• Jmenovité napětí – volitelný pro primární i sekundární okruh. Oba parametry jsou stejně důležité, jelikož pokud zvolíte model se vstupním napětím 200 nebo 190V, dostanete při napájení 220V úměrně větší hodnotu na výstupu.
• Ochrana před úrazem elektrickým proudem – všechna vinutí a svorky z nich musí mít dostatečnou izolaci a ochranu před dotykem.
• Třída ochrany proti prachu a vlhkosti – určuje odolnost zařízení vůči faktorům prostředí. V moderních zařízeních je indikován indexem IP.

Kromě toho by každý měnič napětí, dokonce i pulzní transformátor, měl být chráněn před zkratovými proudy a přetížením ve vinutí. Tím se výrazně sníží náklady na opravy v případě nouze.

Použití rezistoru

Pro snížení napětí je k zátěžovému obvodu zapojen sériově dělič napětí ve formě aktivního odporu.

Hlavním problémem při úpravě napětí na připojeném zařízení je závislost na několika parametrech:

• hodnoty napětí;
• odolnost proti zatížení;
• zdroj energie.

Pokud vystoupíte z domácí sítě, pak to může být považováno za zdroj nekonečné energie a brát tuto součást jako konstantu. Poté bude výpočet odporu proveden pomocí této metody:

• R – odpor rezistoru;
• R_Н – odpor zátěžového zařízení;
• I – proud, který musí být zajištěn ve jmenovitém režimu zařízení;
• U_C – napětí v síti.

Po výpočtu hodnoty odporu můžete vybrat vhodný model z dostupného rozsahu. Stojí za zmínku, že je mnohem pohodlnější změnit potenciál pomocí proměnného odporu připojeného k obvodu. Zapojením do série se zátěží můžete zvolit polohu tak, abyste snížili napětí na požadovanou hodnotu. Tuto metodu však nelze nazvat účinnou, protože kromě práce v zařízení bude elektrická energie jednoduše rozptýlena odporem, takže tato možnost je dočasným nebo jednorázovým řešením.