Vad är en krets och varför behöver vi bygga en krets?

Innan jag går in på detaljer om hur en krets är utformad, låt oss först veta vad en krets är och varför behöver vi bygga en krets.

En krets är varje slinga genom vilken materia transporteras. För en elektronisk krets är den transporterade materien laddningen av elektroniken och källan till dessa elektroner är den positiva anslutningen för spänningskällan. När denna laddning flyter från den positiva terminalen, genom slingan och når den negativa terminalen, sägs kretsen vara fullbordad. Denna krets består dock av flera komponenter som påverkar laddningsflödet på många sätt. Vissa kan hindra flödet av laddning, någon enkel lagring eller skingra avgiften. Vissa kräver en extern energikälla, andra levererar energi.

Det kan finnas många anledningar till varför vi behöver bygga en krets. Ibland kan vi behöva glöda en lampa, köra en motor, etc. Alla dessa enheter - en lampa, en motor, LED är vad vi kallar laster. Varje belastning kräver en viss ström eller spänning för att starta sin drift. Denna spänning kan vara en konstant likspänning eller en växelspänning. Det är dock inte möjligt att bygga en krets bara med en källa och en belastning. Vi behöver några fler komponenter som hjälper till med ett korrekt laddningsflöde och bearbetar laddningen från källan så att en lämplig mängd laddas till lasten.

Ett grundläggande exempel - Reglerad likströmsförsörjning för att köra en lysdiod

Låt oss ett grundläggande exempel och steg för steg regler för att bygga kretsen.

Problemförklaring : Utforma en reglerad likströmsförsörjning på 5V som kan användas för att driva en LED med AC-spänning som ingång.

Lösning : Ni måste vara medvetna om den reglerade likströmsförsörjningen. Om inte, låt mig ge en kort uppfattning. De flesta kretsarna eller elektroniska enheter kräver en likspänning för deras drift. Vi kan använda enkla batterier för att tillhandahålla spänningen, men det största problemet med batterier är deras begränsade livslängd. Av detta skäl är det enda sättet vi har att omvandla växelspänningsförsörjningen i våra hem till erforderlig likspänning.

Allt vi behöver är att konvertera denna växelspänning till likspänning. Men det är inte så enkelt som det verkar. Så låt oss få en kort teoretisk uppfattning om hur växelspänningen omvandlas till reglerad likspänning.

Blockera diagram av ElProCus

Teorin bakom kretsen

Växelspänningen från matningen vid 230V trappas först ner till lågspännings växelström med en nedtransformator. En transformator är en anordning med två lindningar - primär och sekundär, varvid spänningen som appliceras över primärlindningen visas över sekundärlindningen på grund av induktiv koppling. Eftersom sekundärspolen har ett mindre antal varv är spänningen över sekundärspänningen mindre än spänningen över primären för en nedtransformator.
Denna låga växelspänning omvandlas till pulserande likspänning med en brygglikriktare. En brygglikriktare är ett arrangemang av 4 dioder placerade i bryggform, så att anoden för en diod och katoden för en annan diod är ansluten till den positiva anslutningen för spänningskällan och på samma sätt anoden och katoden för ytterligare två dioder är ansluten till den negativa terminalen på spänningskällan. Katoderna i två dioder är också anslutna till den positiva polariteten hos spänningen och anoden på två dioder är ansluten till den negativa polariteten hos utspänningen. För varje halvcykel erhålls det motsatta paret av dioder och den pulserande likspänningen över brygglikriktarna.
Den sålunda erhållna pulserande likspänningen innehåller krusningar i form av växelspänning. För att ta bort dessa krusningar behövs ett filter som filtrerar bort krusningarna från likspänningen. En kondensator är placerad parallellt med utgången så att kondensatorn (på grund av sin impedans) tillåter högfrekventa växelströmsignaler att passera genom att förbikopplas till marken och lågfrekvens eller likströmssignal blockeras. Således fungerar kondensatorn som ett lågpassfilter.
Utgången som produceras från ett kondensatorfilter är den oreglerade likspänningen. För att producera en reglerad likspänning används en regulator som utvecklar en konstant likspänning.

Så låt oss nu utforma en enkel AC-DC reglerad strömförsörjningskrets för att driva en LED.

Steg för att bygga kretsen

Steg 1: Kretsdesign

För att utforma en krets måste vi ha en uppfattning om värdena för varje komponent som krävs i kretsen. Låt oss nu se hur vi utformar en reglerad DC-strömförsörjningskrets.

“punktsvetsmaskinens arbetsprincip ”

1. Bestäm regulatorn som ska användas och dess ingångsspänning.

Här behöver vi ha en konstant spänning på 5V vid 20mA med den positiva polariteten hos utspänningen. Av denna anledning behöver vi en regulator som skulle ge en 5V-utgång. Ett idealiskt och effektivt val är regulatorn IC LM7805. Vårt nästa krav är att beräkna ingångsspänningskravet för regulatorn. För en regulator ska den minsta ingångsspänningen vara utgångsspänningen adderad med ett värde på tre. I det fallet, här för att ha en spänning på 5V, behöver vi en minsta ingångsspänning på 8V. Låt oss nöja oss med ingång på 12V.

7805 regulator av Flickr

2. Bestäm transformatorn som ska användas

Nu är den producerade oreglerade spänningen en spänning på 12V. Detta är RMS-värdet för den sekundära spänning som krävs för en transformator. Eftersom primärspänningen är 230V RMS, får vi vid beräkningen av varvförhållandet ett värde på 19. Därför måste vi få en transformator med 230V / 12V, dvs en 12V, 20mA transformator.

“solcellsbatteriladdarkrets ”

Stig ner transformatorn förbi Wiki

3. Bestäm värdet på filterkondensatorn

Värdet på filterkondensatorn beror på mängden ström som dras av belastningen, den vilande strömmen (idealström) hos regulatorn, mängden tillåten krusning i DC-utgången och perioden.

För att toppspänningen över transformatorns primär ska vara 17V (12 * sqrt2) och det totala fallet över dioderna ska vara (2 * 0,7V) 1,4V, är toppspänningen över kondensatorn cirka 15V ca. Vi kan beräkna mängden tillåten krusning med formeln nedan:

∆V = VpeakCap- Vmin

Som beräknat är Vpeakcap = 15V och Vmin den minsta spänningsingången för regulatorn. Således är ∆V (15-7) = 8V.

Nu, kapacitans, C = (I * ∆t) / ∆V,

Nu är jag summan av belastningsströmmen plus den vilande strömmen för regulatorn och jag = 24mA (viloström är cirka 4mA och belastningsströmmen är 20mA). Också ∆t = 1 / 100Hz = 10ms. Värdet på dependst beror på insignalens frekvens och här är ingångsfrekvensen 50Hz.

Således när alla värden ersätts kommer C-värdet att vara cirka 30microFarad. Så låt oss välja ett värde på 20microFarad.

En elektrolytkondensator av Wiki

4. Bestäm PIV (topp invers spänning) för de dioder som ska användas.

Eftersom toppspänningen över transformatorns sekundär är 17V är den totala PIV för diodbryggan cirka (4 * 17), dvs. 68V. Så vi måste nöja oss med dioder med en PIV-värdering på 100V vardera. Kom ihåg att PIV är den maximala spänningen som kan appliceras på dioden i dess omvända förspända tillstånd, utan att orsaka haveri.

PN-korsningsdiod av Nojavanha

Steg 2. Kretsritning och simulering

“vad är en nod i nätverk ”

Nu när du har idén om värdena för varje komponent och hela kretsschemat, låt oss börja rita kretsen med hjälp av kretsbyggnadsprogram och simulera den.

Här är vårt val av programvara Multisim.

Multisim-fönster

Nedan följer de givna stegen för att rita en krets med Multisim och simulera den.

Klicka på följande länk på din Windows-panel: Start >>> Program -> Nationella -> Instrument -> Circuit design suite 11.0 -> multisim 11.0.
Ett multisim-programvarufönster visas med en menyrad och tomt utrymme som liknar ett brödbräda för att rita kretsen.
Välj plats -> komponenter på menyraden
Ett fönster visas med titeln - ”välj komponenterna”
Under rubriken 'Databas' - välj 'Huvuddatabas' från rullgardinsmenyn.
Välj önskad grupp under rubriken ”grupp”. Om du vill gå till en spänning eller strömkälla eller jord. Om du vill gå till någon baskomponent som ett motstånd, en kondensator osv. Här måste vi först placera ingången för växelströmförsörjning, därav välj Källa -> Strömkällor -> AC_power. När komponenten har placerats (genom att klicka på ”ok” -knappen), ställ in värdet på RMS-spänningen till 230 V och frekvensen till 50Hz.
Nu igen under komponentfönstret, välj grundläggande, sedan transformator och välj sedan TS_ideal. För en idealisk transformator är induktansen hos båda spolarna densamma, för att uppnå den uteffekt vi har förändringen sekundärspolinduktansen. Nu vet vi att förhållandet mellan transformatorns induktans är lika med kvadratet av förhållandet varv. Eftersom det vändningsförhållande som krävs i detta fall är 19 måste vi därför ställa in sekundärspoleinduktansen till 0,27mH. (Primär spolinduktans är vid 100mH).
Under basfönstret väljer du grundläggande, sedan dioder och sedan dioden IN4003. Välj fyra sådana dioder och placera dem i en brygglikriktare.
Under komponentfönstret väljer du grundläggande, sedan Cap _Electrolytic och väljer värdet på kondensatorn som ska vara 20microFarad.
Under komponentfönstret väljer du ström, sedan Voltage_ Regulator och väljer sedan 'LM7805' i rullgardinsmenyn.
Välj dioder under komponentfönstret, välj sedan LED och välj LED_green i rullgardinsmenyn.
Använd samma procedur och välj ett motstånd med värdet 100 Ohm.
Nu när vi har alla komponenter och har en uppfattning om kretsschemat, låt oss börja rita kretsschemat på multisim-plattformen.
För att rita kretsen måste vi göra korrekta anslutningar mellan komponenterna med hjälp av ledningar. För att välja ledningar, gå till Plats och sedan leda. Kom ihåg att ansluta komponenterna endast när en korsningspunkt visas. I multisim indikeras anslutningskablarna med röd färg.
Följ de angivna stegen för att få en indikation på spänningen över utgången. Gå till Plats, sedan 'Komponenter', sedan 'indikator', sedan 'Voltmeter' och välj sedan den första komponenten.
Nu är din krets redo att simuleras.
Klicka nu på 'Simulera' och välj sedan 'Kör'.
Nu kan du se LED-lampan vid utgången blinkar, vilket indikeras av att pilarna blir gröna.
Du kan verifiera om du får rätt spänningsvärde över varje komponent genom att placera en voltmeter parallellt.

Ett komplett simulerat kretsschema av ElProCus

Nu har du en idé om att utforma en reglerad strömförsörjning för laster som kräver konstant likspänning, men hur är det med laster som kräver variabel likspänning. Jag lämnar dig med den här uppgiften. Dessutom är alla frågor angående detta koncept eller elektriska och elektronikprojekt Ange dina idéer i kommentarfältet nedan.

följ länken nedan för 5 i 1 lödfria projekt