- Práca polovodičového usmerňovača:
- Prevádzka s kondenzátorom:
- Praktický obvod polovodičového usmerňovača na prepážke:
- Činnosť obvodu:
- Obvod usmerňovača polovičnej vlny bez filtra:
- Obvod usmerňovača s polovičnou vlnou s filtrom:
Proces premeny striedavého prúdu na jednosmerný je opravný. Akákoľvek offline napájacia jednotka má blok nápravy, ktorý prevádza buď zdroj striedavého prúdu zo zásuvky na vysokonapäťový jednosmerný prúd, alebo zmenšuje zdroj striedavého prúdu zo zásuvky na nízkonapäťový prúd. Ďalším procesom bude filtrovanie, konverzia DC-DC atď., Takže v tomto článku budeme diskutovať o všetkých operáciách polovodičového usmerňovača so schémou zapojenia.
Charakter striedavého napätia je sínusový pri frekvencii 50/60 Hz. Tvar vlny bude uvedený nižšie.
Teraz je oprava proces odstraňovania zápornej časti striedavého prúdu (AC), a teda vytvárania čiastočného DC. To sa dá dosiahnuť použitím diód. Diódy umožňujú prúdiť iba jedným smerom. Pre pochopenie môžeme priebeh rozdeliť na pozitívny pol cyklu a negatívny pol cyklu. Keď je vyššie uvedené napätie dodávané cez diódu, vedenie sa deje iba počas pozitívneho pol cyklu. Nižšie teda bude tvar vlny.
Práca polovodičového usmerňovača:
V polovodičovom usmerňovači odstránime negatívny polovičný cyklus striedavej vlny pomocou jednej diódy, zatiaľ čo v usmerňovači plnej vlny prevedieme záporný polovičný cyklus striedavého prúdu na pozitívny pomocou 4 diód. Uvažujme teraz o striedavom napätí s nižšou amplitúdou 15 Vrms a pomocou jednej diódy ho upravme na jednosmerné napätie. Dióda vedie iba počas kladného pol cyklu. Výstupom však bude nespojité impulzné kladné jednosmerné napätie. Musí sa ďalej filtrovať, aby bol čistý DC s menším zvlnením. Je potrebné mať na pamäti všetko napätie, prúd, ktorý meriame prostredníctvom DMM, má rms v prírode. To isté sa teda berie do úvahy aj v simulácii.
Vyššie uvedený výstupný priebeh je podľa očakávania diskontinuálny pulzný jednosmerný priebeh. Aby sme priebeh vyhladili alebo aby bol kontinuálny, pridáme na výstup kondenzátorový filter. Paralelným kondenzátorom je potrebné udržiavať na výstupe konštantné napätie. Rozhoduje o množstve zvlnenia prítomného na výstupe.
S kondenzátorovým filtrom 1uF:
Nižšie uvedený priebeh zobrazuje zníženie zvlnenia na základe hodnoty kapacity, tj. Kapacity ukladania náboja.
Výstupné krivky: červená - 1 uF; Horčicová zelená - 4,7uF; Modrá - 10 uF; Tmavo zelená - 47uF
Prevádzka s kondenzátorom:
Počas kladného pol cyklu je dióda predpätá dopredu a kondenzátor sa nabíja, rovnako ako sa napája záťaž. Počas zápornej polovice cyklu je dióda spätne predpätá a obvod je otvorený, počas ktorého kondenzátor dodáva v ňom uloženú energiu. Čím väčšia je kapacita akumulácie energie, tým menšie je zvlnenie výstupného priebehu.
Faktor zvlnenia je možné vypočítať teoreticky pomocou,
Poďme to vypočítať pre ľubovoľnú hodnotu kondenzátora a porovnajme ju s vyššie získanými tvarmi vĺn.
Zaťaženie R = 1 kOhm; f = 50 Hz; C out = 1 uF; I dc = 15mA
Teda
Vyššie uvedený priebeh má vlnenie 11 voltov, ktoré je takmer rovnaké. Rozdiel bude kompenzovaný pri vyšších hodnotách kondenzátora. Okrem toho je účinnosť hlavným problémom polovodičového usmerňovača, ktorý je menší ako usmerňovač s plnou vlnou. Účinnosť (ƞ) je všeobecne = 40%.
Praktický obvod polovodičového usmerňovača na prepážke:
Komponenty používané v obvode usmerňovača s polovičnou vlnou sú:
- 220V / 15V striedavý transformátor.
- 1N4007 - dióda
- Rezistor
- Kondenzátory
Tu pre efektívne napätie 15V bude špičkové napätie až 21V. Z tohto dôvodu by komponenty, ktoré sa majú použiť, mali byť dimenzované na 25 V a vyššie.
Činnosť obvodu:
Transformátor s postupným znižovaním:
Transformátor zostupu pozostáva z primárneho vinutia a sekundárneho vinutia navinutého na jadre z laminovaného železa. Počet otočení primárnej bude vyšší ako sekundárny. Každé vinutie funguje ako samostatné tlmivky. Keď je primárne vinutie napájané striedavým zdrojom, dôjde k jeho excitácii a bude sa vytvárať tok. Sekundárne vinutie zažíva striedavý tok produkovaný primárnym vinutím, ktorý indukuje emf do sekundárneho vinutia. Tento indukovaný emf potom prúdi cez pripojený externý obvod. Pomer závitov a indukčnosť vinutia rozhoduje o množstve toku generovaného z primárneho a emf indukovaného sekundárne. V transformátore použitom nižšie
Napájanie 230 V str. Zo zásuvky je znížené na 15 V str. Rms pomocou transformátora znižovania. Napájanie sa potom aplikuje na obvod usmerňovača, ako je uvedené nižšie.
Obvod usmerňovača polovičnej vlny bez filtra:
Zodpovedajúce napätie naprieč záťažou je 6,5 V, pretože priemerné výstupné napätie diskontinuálneho priebehu je vidieť v DMM.
Obvod usmerňovača s polovičnou vlnou s filtrom:
Keď je pridaný kondenzátorový filter, ako je uvedené nižšie,
1. Pre C out = 4,7uF sa zvlnenie zníži, a preto sa priemerné napätie zvýšilo na 11,9V
2. Pre C out = 10uF sa zvlnenie zníži a tým sa priemerné napätie zvýšilo na 15,0V
3. Pre C out = 47uF sa zvlnenie ešte zníži, a preto sa priemerné napätie zvýšilo na 18,5V
4. Pre C out = 100uF, takže po tomto je priebeh vlny jemne vyhladený, a preto je zvlnenie nízke. Priemerné napätie sa zvýšilo na 18,9V
