فرادرستبدیل AC به DC — راهنمای کاربردی
برق شهر اغلب در همه جا در دسترس است در حالی که برق DC این‌طور نیست. در چنین شرایطی باید قادر باشیم برق AC را به DC تبدیل کنیم. در این مطلب به همراه یک ویدیوی آموزشی نحوه پیاده‌سازی این فرآیند یعنی تبدیل AC به DC توضیح داده خواهد شد.
فیلم آموزشی تبدیل AC به DC
به منظور تولید سیگنال DC از سیگنال AC از یک ترانسفورماتور، یک دیود و یک خازن با ظرفیت بالا استفاده می‌کنیم. اتصالات در شکل ۱ نشان داده شده است. ترانسفورماتور برای تغییر سطح ولتاژ AC استفاده می‌شود. زیرا در این مدار فرض شده است که ولتاژ AC با دامنه ۱۱۰ ولت در دسترس باشد، ولی در خروجی ولتاژ 8 تا 9 ولت DC لازم داریم.
بنابراین نسبت تعداد دورهای سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور را طوری تنظیم می‌کنیم که ولتاژ AC در سیم‌پیچ ثانویه ترانسفورماتور کمترین مقدار ممکن و کافی بشود. سپس با استفاده از یک دیود، جریان سیم‌پیچ ثانویه یکسوسازی خواهد شد تا فقط ولتاژهای مثبت در خروجی وجود داشته باشد. در نهایت با استفاده از خازن، سیگنال یکسوشده فیلتر می‌شود تا میانگین آن افزایش چشم‌گیری داشته باشد.
در مدار بالا، در یک‌چهارم سیکل مثبت دیود هدایت میکند و باعث شارژ خازن به اندازه ولتاژ پیک ثانویه ترانسفورماتور می‌شود. در نقطه پیک بدلیل اینکه ظرفیت خازن خیلی بالا است، ولتاژ سمت کاتد دیود تغییر زیادی پیدا نمی‌کند، ولی ولتاژ سمت آند کاهش پیدا میکند. پس دیود خاموش خواهد شد و در خروجی یک مدار RC خواهیم داشت که ولتاژ اولیه خازن شروع به کاهش‌یافتن میکند. تا این که دامنه ولتاژ AC ورودی دوباره به اندازه کافی بزرگ شود و باعث روشن‌شدن دیود بشود.
در چنین شرایطی خازن دوباره به اندازه ولتاژ پیک شارژ خواهد شد. در نقطه پیک نیز دوباره دیود خاموش خواهد شد و ولتاژ خازن کاهش پیدا خواهد کرد. این سیکل همواره تکرار خواهد شد. با توجه به ظرفیت بالای خازن، افت ولتاژ در هنگام خاموش‌بودن دیود خیلی زیاد نیست. به همین دلیل ولتاژ بار یک سیگنال DC با میانگین بزرگ و ریپل کم خواهد بود. برای مثال بین 8 تا 9 ولت تغییر میکند. به اختلاف بین کمترین و بیشترین مقدار ولتاژ خروجی ولتاژ ضربان یا ریپل می‌گوییم و طبق رابطه زیر محاسبه می‌شود:
طبق این رابطه هرچه جریان بار کمتر، فرکانس بالاتر و ظرفیت خازن بالاتر باشد، دامنه ولتاژ ضربان کمتر و یک ولتاژ DC صاف‌تری تولید خواهد شد. در عمل ظرفیت خازن طوری تنظیم می‌شود که ولتاژ ضربان قابل قبول باشد.
برای افزایش بیشتر میانگین ولتاژ DC خروجی و کاهش ولتاژ ضربان، به جای دیود تکی در مدار شکل ۱، مطابق شکل ۲ می‌توان از پل دیود استفاده کرد. با این مدار ولتاژ DC تقریبا دو برابر و ولتاژ ضربان نصف خواهد شد. در نیم‌سیکل مثبت دیودهای ۲ و ۴ و در نیم‌سیکل منفی دیودهای ۳ و ۱ هدایت می‌کنند. بنابراین در مدار جریان بار در هر دو نیم‌سیکل مثبت و منفی برقرار است.
در نهایت اگر بخواهیم یک ولتاژ کاملا تثبیت‌شده داشته باشیم، در خروجی صافی خازنی از یک تنظیم‌کننده ولتاژ استفاده می‌کنیم. یکی از رایج‌ترین مدارات تنظیم‌کننده، آی‌سی‌های سری ۷۸ است. برای مثال آی‌سی ۷۸۰۵ برای تولید ولتاژ جریان مستقیم ۵ ولت استفاده می‌شود.
ولتاژ ورودی این آی‌سی‌ها می‌تواند دارای ریپل زیادی باشد ولی ولتاژ خروجی آنها کاملا تثبیت‌شده است. نکته آخر این است که، خازن C1 یک خازن الکترولیتی با ظرفیت خازنی بالا است ولی خازن‌های C2 و C3 که در ورودی و خروجی رگولاتور قرار می‌گیرند، از نوع پلی‌استر هستند و برای عملکرد صحیح و پایدار آی‌سی ضروری‌اند. وجود این خازن‌ها باعث حذف اثر نویز‌های فرکانس‌بالا در منبع تغذیه می‌شود.
در صورتی که مطلب بالا برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالبی که در ادامه آمده‌اند نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:
- مجموعه آموزشهای مهندسی الکترونیک
- آموزش الکترونیک صنعتی و مبدل‌ها
- مجموعه آموزشهای مهندسی برق
- آموزش الکترونیک ۱
- یکسوساز سه فاز — به زبان ساده
- مدار برش دیودی — به زبان ساده
- اسیلاتور ۵۵۵ — از صفر تا صد
^^
درباره آموزک های استاد زندی، خودم رو برای یک دوجین انتگرال و حساب دیفرانسیل آماده کرده بودم که خدا رو شکر اینبار استاد رحم کردن 😊
پاینده باشید جناب زندی
منبه بدون ترانس 220 به 12 رو توضیح بدید اون چطور کاهش ولتاژ داره غیر از سوییچینگ
سلام خروجی منبع تغذیه در باز کن ac۱۲ولت
می باشد اگه خواسته باشیم با پل دیود آن را یکسو کنیم خروجیdcان چند ولت فرمولش چیه?
خسته نباشید .من ژه مشکلی دارم چرا ترانس رو به برق وص می کنم اتثال کوتاه میشه.اگه فکر بکنیم درسته چون مدار اولیه هیچ چیزی در مسیرش نیست اما در مدار ها و آموزش ها هیچ چیزی در ترانس قرار داد نمیشه .مشکل من کجاست
درود وقت بخیر
به یک مدار ساده برای تبدیل 16 ولت AC به 16 ولت DC نیاز داشتم
ممنونم
سلام جناب چرا پس از یکسو سازی هر دو پایه مدار برق دار است؟
سلام ممنون از درج مطالب، من یک سوییچ ارتعاشی دارم که ورودی اون ۱۱۰ ولت ac هست و خروجی ۴ تا ۲۰ میلی امپر، میخوام وردی ۲۴ ولت باشه و جریان یک امپر ، راهنمایی فرمایید
سلام عرض ادب میخاستم بپرسم هنگام یکسو کردن ولتاژ ترانس ac آمپر هرچی باشه در dc هم آمپر همون هست یا تغییر میکند ؟
در پاسخ به جناب سجاد:
برای تبدیل DC به AC از مبدل‌های سوییچینگ شش پالسه استفاده می‌کنند.
در پاسخ به جناب علیرضا:
اگر ترانس 19 ولت موثر باشد یعنی پیک ولتاژ حدود 26 ولت خواهد شد و شما می‌خواهید 24 ولت بگیرید که به پیک ولتاژ ورودی خیلی نزدیک است. به نظرم از ترانس 24 ولت استفاده کنید بهتره
مقاومت اهمی مصرف‌کننده هم نباید خیلی پایین باشه باید محدوده جریان را مشخص کنید مثلا اگر جریان ماکزیمم می خواهید دو آمپر شود مقاومت بار باید بیشتر از 12 اهم باشد
سلام استاد
من از برق هیچی نمیدونم الان میخوام برق ۲۲۰ شهری رو تبدیل به دی سی کنم برای تصفیه اب در حجم بالا نمیخوام امپر خروجی از ۴ بالاتر بره میتونی کمکم کنی
درود. درود. درود. ………..
سلام وقت به خیر
من یه ترانس القایی 19 ولت دارم میخوام 24ولت دی سی بگیرم با چهار تا دیود 4007پل کردم یه خازن 3300 50ولت هم گذاشتم ولی به محض ورود مصرف کننده ولتاژ نزدیک صفر میشه اگه ممکنه راهنمایی کنید ممنونم
سلام وقتتون بخیر
من میخوام ولتاژ 0 تا 0.5 ولت Ac زو به 0 تا 5 ولت dc تبدیل کنم، از آپ امپ lm324 استفاده کردم ولی جواب نداد
میشه راهنماییم کنین
از یکسوکننده آپ‌امپی و سپس تقویت سیگنال DC استفاده کنید.
سلام.استاد چطور میتونیم خروجی انورتر جوش کاری Dc رو به Acتبدیل کنیم منون از لطفتون