Шаг за шагом. Транзисторы - Рудольф Сворень

Можно несколько повысить выпрямленное напряжение и, конечно, уменьшить пульсации, если собрать выпрямитель по мостовой схеме, используя тот же трансформатор (рис. 42—2), или по двуполупериодной схеме на трансформаторе, где имеется еще одна накальная обмотка (как, например, в другом накальном трансформаторе того же телевизора «Рекорд»).

Наконец, если нужно получить более высокое напряжение, то можно, используя тот же трансформатор с одной шестивольтовой обмоткой, собрать выпрямитель по схеме с удвоением напряжения (рис. 42—3).

Собранные нами выпрямители можно использовать для питания микроэлектродвигателей, в частности, для питания электрифицированных игрушек. К наиболее распространенному двигателю (официальное его название ДП-10) нужно подвести напряжение 3–5 в. Потребляемый двигателем ток может составлять 200–500 ма, в зависимости от нагрузки, то есть от той работы, которую этот двигатель выполняет. Чтобы погасить излишек напряжения, резистор R1 (рис. 42—1, 2) должен иметь сопротивление 10–20 ом, рассчитанное на мощность 1–2 вт. Вместо этого резистора можно включить лампочку на 3,5 или на 6,3 в. Если сопротивление одной лампочки мало, можно включить две лампочки последовательно, а если велико — параллельно. Поскольку двигателю не страшны пульсации напряжения, то питание его осуществляется прямо с первого конденсатора фильтра С1. Можно обойтись вообще без конденсатора С1, но при этом выпрямленное напряжение несколько уменьшится (рис. 28). Кстати, воспользовавшись этой неприятностью, можно создать предельно простой выпрямитель питания для микроэлектродвигателя. В таком выпрямителе есть только один диод, через который с шестивольтовой обмотки напряжение подается прямо на двигатель без всякого фильтра и гасящего резистора. Постоянная составляющая напряжения при этом получается около 5 в, что вполне терпимо.

Выпрямитель, схема которого показана на рис. 42—4, предназначен для зарядки автомобильных и мотоциклетных аккумуляторов. Согласно существующим правилам, зарядка кислотных аккумуляторов (а именно такие аккумуляторы установлены на автомобилях и на большинстве мотоциклов) производится током, составляющим 10 % емкости аккумулятора.

Так, например, аккумулятор 6-СТ-54 (автомобиль «Волга», «Победа»; последняя цифра указывает емкость в ампер-часах) и аккумулятор 6-СТ-42 (автомобиль «Москвич-408») нужно заряжать током около 5 а при напряжении около 12,6 в, а аккумулятор 3-МТ-6 (мотоцикл «ИЖ-50», мотороллер «Вятка» и др.) заряжают током до 1 а при напряжении около 6,3 в.

Собственное внутреннее сопротивление аккумулятора, а значит, и ток в его цепи зависит от многих факторов: от емкости, степени заряда, плотности электролита, температуры и др. Это внутреннее сопротивление может изменяться в довольно широких пределах, и, чтобы устранить его влияние на величину зарядного тока, в схему вводят резистор R1 с сопротивлением 0,5–2 ом при допустимой мощности 5—10 вт. Его можно изготовить самому из небольшого кусочка спирали от плитки или намотав на жаропрочный каркас 2–3 метра провода ПЭ 0,3 (намотка однослойная). Такой самодельный резистор будет сильно нагреваться, но на это можно не обращать внимания. Подробней об этом резисторе сказано на стр. 347.

Для того чтобы можно было установить нужный зарядный ток при любом состоянии аккумулятора и при изменении напряжения сети, во всех зарядных устройствах предусматривают регулировку напряжения, подводимого к аккумулятору. Часто для этой цели пользуются реостатом, который включается последовательно с выпрямителем (то есть вместо R1) и гасит ту или иную часть напряжения.

В нашем выпрямителе применен другой распространенный способ регулировки: меняется переменное напряжение, подводимое к выпрямителю, а значит, и выпрямленное напряжение, поступающее на аккумулятор. Амплитуда подводимого напряжения всегда должна быть несколько больше, чем э. д. с. аккумулятора, — выпрямитель, подключенный к аккумулятору, всегда работает с отсечкой, и, чем больше амплитуда переменного напряжения, тем больше импульсы выпрямленного тока, тем больше и средний (зарядный) ток. У вторичной обмотки нашего понижающего трансформатора сделано несколько отводов, и, подключая выпрямитель к тому или иному отводу, мы, по сути дела, меняем переменное напряжение, которое на этот выпрямитель подается. Учтите, что в цепи выпрямителя идет довольно большой ток, и при переключении отводов нужно обеспечить надежный контакт. Проще всего это сделать так: каждый отвод соединяется со своим зажимом, а уже под него зажимается провод, идущий к диодам. Переключение отводов производится с таким расчетом, чтобы установить в цепи аккумулятора необходимый зарядный ток. При этом проще всего ориентироваться на показания амперметра, если, конечно, есть амперметр. Если же амперметра нет, то его место занимает обычный проводник.

Можно приближенно оценить зарядный ток и без амперметра— по свечению лампочки, включенной в первичную цепь трансформатора. Чем больше ток в цепи аккумулятора, тем больший ток потребляется и из сети, тем ярче горит лампочка. Нетрудно подсчитать, что при зарядном токе 6 а и напряжении 12 в трансформатор будет потреблять от сети около 60 вт, а значит, в первичной обмотке пойдет ток около 0,5 а при напряжении сети 127 в и около 0,25 а при напряжении сети 220 в. Это значит, что индикатором тока зарядки может быть стандартная лампочка на 6,3 в и 0,28 а (для сети 220 в) или две такие лампочки, соединенные параллельно (для сети 127 в).

На рис. 42 приводятся два варианта выпрямителя для зарядки аккумуляторов. Один из них собран по мостовой схеме (рис. 42—5), другой — по простейшей однополупериодной (рис. 42—4). Когда идет речь о зарядке аккумуляторов, то мостовая схема сама по себе не имеет особых преимуществ по сравнению с более простой однополупериодной схемой.

рис. 42—4, 5

Мостовую схему иногда применяют в тех случаях, когда допустимый выпрямленный ток Iвып для одного диода слишком мал. Так, например, в нашей мостовой схеме используются диоды Д304, каждый из которых может выпрямить ток не более 5 а. А в мостовой схеме, где каждый полупериод (половина общего тока) дает одна пара диодов (Д1 и Д2 или Д3 и Д4), можно допустить общий выпрямленный ток до 10 а, И хотя выпрямитель рассчитан на зарядный ток 5 а, иметь запас по допустимой величине тока необходимо. В полупериодном выпрямителе работает один диод Д305, для которого Iвып = 10 а. Собрав на таких диодах мостовую схему, мы могли бы получить выпрямленный ток до 20 а.

Несколько слов о трансформаторе. Его можно изготовить, взяв за основу от какого-нибудь лампового приемника силовой трансформатор, рассчитанный на мощность 50–60 вт. У такого трансформатора удаляются все обмотки, кроме сетевых, и на месте удаленных обмоток легко размещается новая понижающая обмотка с отводами. Число витков этой понижающей обмотки довольно просто рассчитать следующим образом. Прежде всего нужно посчитать (или узнать по справочнику) число витков удаленной накальной обмотки и разделить его на 6,3 (на напряжение, которое дает обмотка). В результате вы получите одну из основных характеристик трансформатора — число витков на вольт. Затем определяется необходимое число витков новой вторичной обмотки с таким расчетом, чтобы секция 1–2 давала напряжение 10 в, а секции 2–3, 3–4, 4–5 и 5–6 по 1–1,5 в.

Для примера рассмотрим, как рассчитывается вторичная обмотка, если за основу взят силовой трансформатор от радиолы «Рекорд-61». Накальная обмотка в этом трансформаторе содержит 40 витков, то есть на каждый вольт приходится примерно 6,4 витка (40:6,3 ~= 6,4). Отсюда следует, что секция 1–2 новой обмотки, рассчитанная на 10 в, должна содержать 64 витка (10·6,4 = 64), а все остальные секции, каждая из которых должна давать напряжение примерно 1–1,5 в, могут содержать по 7—10 витков.

При выборе диаметра провода для новой обмотки исходят из того, что на каждый квадратный миллиметр провода можно допустить ток 3 а. (Можно допустить и 5 а на квадратный миллиметр, но при этом трансформатор будет перегреваться.)

Таким образом, если мы хотим, чтобы провод легко, то есть не слишком сильно нагреваясь, пропускал ток 5–6 а, то нужно, чтобы сечение провода было не меньше чем 2 мм2. Такое сечение имеет провод диаметром 1,6 мм, и, значит, именно из этого провода (а хотите — более толстого) нужно сделать новую обмотку. Если под руками нет такого толстого провода, то можно взять провод диаметром 1,1 мм и намотку вести вдвое, то. есть одновременно двумя проводами, — общее сечение опять-таки будет около 2 мм2. От каждого из этих двух проводов нужно сделать выводы и соединить их между собой.