Сетевой емкостной делитель - выпрямитель

                                                                           (Возвращаясь к напечатанному) 

По схеме рис. 4 возможно по­лучение и двуполярных выходных напряжений до 100 В (рис. 5), но только если С2 и СЗ неполярные.

До величины тока в нагрузке 1_Н1 = 1 А возможно построение схемы рис. 6 делителя-выпрямителя, где мощные стабилитроны VD1, VD2 одновременно заменяют и диоды VD3, VD4, и конденсаторы "нижне­го плеча" емкостного делителя С2, СЗ (рис. 4), работая попеременно то в прямом, то в обратном направ­лении тока в разные полупериоды частоты сетевого напряжения.

В таблице 1 приведены величи­ны напряжения U_H1 и допустимого тока 1_Н1 на нагрузке R_H при различ­ных данных элементов схемы рис. 6.

Следует отметить, что величи­на напряжения U_H стабилизирова­на стабилитронами VD1 и VD2 (U_H = U_cT-U_np) и диодами VD3 и VD4, если они подобраны соответственно по ра­венству пар на U_ct и U_np при 1_пр= 1_Н1 [6].

Для получения промежуточных значений U_H1 (кроме таблицы 1) достаточно заменить каждый из стабилитронов VD1, VD2 "цепоч­кой" из двух (трех), соединенных согласно последовательно, но так, чтобы каждая "цепочка" имела оди­наковое U_CT при токе 1_ст [6].

Если требуется больший ток на­грузки 1_Н1, то параллельно стабилит­ронам VD1, VD2 следует подключить электролитические конденсаторы, подобранные по равенству величины

емкости и допустимого рабочего на­пряжения в полярности противопо­ложной подключению стабилитронов (рис. 6), т.е., по сути, частично допол­нительно реализовать схему рис. 4. Ясно, что одновременно с этим не­обходимо увеличить емкость "гася­щего" конденсатора С1 (рис. 6).

Для применения устройства в ка­честве зарядного (ЗУ) для аккумуля­торов или марганец-цинковых бата­рей подбор элементов "по равенству" необязателен и даже вреден, так как выгоден заряд пульсирующим током. При этом, естественно, надобность в конденсаторе С2 отпадает.

Казапось бы, в стабилитроне VD2 (рис6.) нет необходимости, доста­точно VD1. Стабилитрон в отличие от выпрямительного диода проводит ток в обоих направлениях и на отри­цательной ветви вольтамперной характеристики стабилизирует падаю­щее на нем напряжение. Если исклю­чить VD2, то схема рис.6  (двуполупериодный выпрямитель) превраща­ется в удвоитель напряжения [в] (еслиС1 = С2), точнее -формирова­тель синусоидальных импульсов на пьедестале Uст, т.е. ни о каком вып­рямлении речи быть не может.

Именно такой формирователь си­нусоидальных импульсов очень даже подходит для импульсного ускоренно­го заряда аккумулятора, естественно, с ограничением зарядного тока конденсатором С1 (рис. 7) и это позво­ляет сделать ещё  более экономичное зарядное устройство с уменьшением времени заряда, чем в [9].

В схеме рис. 7 балластный кон­денсатор С1, как и прежде выполня­ет роль делителя напряжения сети и ограничителя тока, здесь зарядного 10... 12 мА , поэтому его величина 0,15 мкФ * 250 В (типа К73-17) рас­считана по приведённой ранее фор­муле.

Роль стабилизатора напряжения пьедестала Ucт. выполняет тандем - последовательное соединение стабилитрона VD1 (КС168А, В) и светодиода VD2 ( Uct = 6,8 + 3 = 9,8 В). Конден­сатор С2 (К73-17, 0,68 мкФ 63 В) может и не быть его роль исполнит сам аккумулятор, но тогда ошибочное подключение в сеть зарядного устрой­ства (рис. 7) без подсоединенного аккумулятора может привести к пере­горанию светидиода VD2 (АЛ 102Г). Аккумулятор 7Д-0.115 излишне заря­жаться не будет, так как прямое па­дение напряжения на диоде VD3 (КД102Б) равно 1 В.

Детали для ЗУ выбраны мини­мальными по габаритам с целью, чтобы С1, VD1, VD2 можно было разместить (рис. 8) в старой сете­вой вилке, преобразованной в "евро" - вилку 1 [10], убрав внутри реб­ра жесткости 3 (точечный пунктир) зубоврачебным бором в мини-дрели [11], а С2 с колодкой 7 для подклю­чения аккумулятора "размещается" (помещается  внутри накидной пла­стиковой пробки 2, которая будет слу­жить для предохранения от удара током. Подключенное в сеть ЗУ не должно иметь оголенных частей! В закрытом пробкой состоянии акку­мулятор попросту висит на проводах в трубке ПВХ диаметром 4 мм (удоб­ны ленточные провода межблочных соединений старых телевизороь), а чтобы "не выскочил", контрится спич­кой между цилиндром пробки 2 (из­нутри) и аккумулятором.

Так ЗУ, по сути, получается без­корпусным, хотя и электробезопасным.

Колодка 7 подключения аккумуля­тора изымается из старой 9-ти воль­товой батарейки, но подключается в полярности противопопожкой поляр­ности батарейки, т е. как на рис. 7.

При монтаже провода 15 от сете­вой вилки 1 пропускаются через от­верстие по центру дна пробки 2 и за­вязываются в узел 4 (т.е. пробка 2 полностью сниматься не может, а только отодвигаться по проводу 5 для подсоединения колодки 7 к аккуму­лятору).

После подключения разряженно­го аккумулятора на зарядку в сеть через ЗУ светодиод VD2 чуть "теп­лится". После достижения полного заряда аккумулятора (8-10 часов) VD2 светится на полную яркость.

Сперва отключается из сети вилка ЗУ, и только тогда - аккумулятор.

Примечания.

I.    На рис. 8 сетевая "евро"-вилка 1 отображена своей "крепежной" по­ловиной. Крышка (вторая половина вилки) крепится как обычно сквоз­ным винтом со стягивающей полови­ны гайкой.

2. Сквозное отверстие под VD2 в "крепежнпй" половине вилки 1 свер­лится диаметром 5 мм (меньший диаметр\/02) непосредственнс у ос­нования "минусового штыря вилки 1, так как корпус VD2 анод  электри­чески соединен с ним, а "тепловой" контакт идет только на noльзу VD2. Внешне просматривается только 'огонек', притронуться к металлическому корпусу VD2 нельзя.

3.   Нитяной стяжной бандаж 6 зак­репляет ПВХ трубку с проводами 5 к вилке 1 вместо штатных винтов, что­бы винты случайно не оказались под потенциалом сети.

4.   Отечественные марганец-цин­ковые 9-ти вольтные батарейки мо­гут заряжаться в ЗУ до 10 раз

Литература      

8.   В.Ю. Рогинский. Электропита­ние радиоустройств. - П.: Энергия, 1970, с. 112.

9.   Н. Ивашин. Экономичное ЗУ аккумуляторов 7Д 0,115 - Радиолю­битель, 2008, №6, с. 31.

10.            Н. Ивашин. "Евро"-вилка. - Радиолюбитель, 2006, №3, с 65.

II. Н. Ивашин. Мини-дрель. - Ра­диолюбителе, 2008 №5, с. 52.

ВНИМАНИЕ!

Все сетевые емкостные делители- выпрямители имеют потенциал сети питания 220 В 50 Гц, опасный для жизни (при подаче его на тело одно­временно с "0" или с заземлением).

 Примечания:

1. При расчете любой схемы ем­костного делителя-выпрямителя следует учитывать то, что любая "колебательная" (резонансная или, как здесь, релаксационная)систе­ма может отдать в нагрузку не бо­лее половины "колебательной" (прокачиваемой) [7] энергии.

2. Резисторы R2, R3 (рис. 5, рис. 6) необходимы для разряда конденса­торов при отключенных от сети схе­мах, чтобы исключить их случайный разряд на радиолюбителя.

Литература

6.   Под ред. А.А. Чернышева. Ди­оды и тиристоры. - М.: Энергия, 1980.

7.   И.В. Зернов, В.Г. Карпов. Те­ория радиотехнических цепей. - Л.: Энергия, 1972.

Николай Ивашин

г. Минск

................