Što je pun valni ispravljač: sklop s radnom teorijom

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Ako znaš što je ispravljač , tada možda znate načine kako smanjiti mreškanje ili varijacije napona na izravnom istosmjernom naponu spajanjem kondenzatora preko otpora opterećenja. Ova metoda može biti prikladna za aplikacije male snage , ali ne i za aplikacije kojima je potrebno stabilno i glatko napajanje istosmjernom strujom. Jedna od metoda za poboljšanje ovoga jest upotreba svakog poluciklusa ulaznog napona umjesto svakog drugog valnog oblika poluciklusa. Krug koji nam to omogućuje naziva se pun valovni ispravljač (FWR). Pogledajmo detaljno teoriju ispravljača s punim valovima. Kao i poluvalni krug, rad ovog kruga je izlazni napon ili struja koji je isključivo istosmjerni ili ima neki specificirani istosmjerni napon.

Što je ispravljač s punim valom?

Poluvodički uređaj koji se koristi za promjenu kompletnog izmjeničnog ciklusa u pulsirajuću istosmjernu struju poznat je kao ispravljač s punim valom. Ovaj krug koristi puni val i / p izmjeničnog signala, dok poluvalni ispravljač koristi poluval. Ovaj se krug uglavnom koristi za prevladavanje nedostataka poluvalnih ispravljača poput nedostataka niske učinkovitosti.




Krug ispravljača s punim valom

Ovi ispravljači imaju neke temeljne prednosti u odnosu na svoje poluvalni ispravljač kolege. Prosječni (istosmjerni) izlazni napon je veći nego kod poluvalnog ispravljača, izlaz ovog ispravljača ima mnogo manje mreškanje od onog kod poluvalnog ispravljača koji daje glatkiji izlazni valni oblik.

Dijagram ispravljača s punim valom

Dijagram ispravljača s punim valom



Teorija ispravljača s punim valom

U ovom krugu koristimo dvije diode, po jednu za svaku polovicu vala. Višestruki transformator za navijanje koristi se čiji je sekundarni namot podijeljen podjednako na dvije polovice sa zajedničkim središnjim priključkom. Konfiguracija rezultira time da svaka dioda vodi zauzvrat kada je njezin anodni priključak pozitivan u odnosu na središnju točku transformatora C dajući izlaz tijekom oba poluciklusa. Prednosti ovog ispravljača fleksibilne su u usporedbi s poluvalnim ispravljačem.

Teorija ispravljača s punim valom

Teorija ispravljača s punim valom

Ovaj se krug sastoji od dvije energetske diode povezane na jedan otpor opterećenja (RL), pri čemu svaka dioda zauzvrat uzima struju na otpornik opterećenja. Kad je točka A transformatora pozitivna u odnosu na točku A, dioda D1 vodi u smjeru prema naprijed kako je označeno strelicama. Kada je točka B pozitivna u negativnoj polovici ciklusa u odnosu na točku C, dioda D2 vodi u smjeru naprijed, a struja koja teče kroz otpor R u istom je smjeru za oba poluciklusa vala.

Izlazni napon na otporniku R je fazorski zbroj dvaju valnih oblika, poznat je i kao dvofazni krug. Razmake između svakog polu vala koji razvija svaka dioda sada popunjava drugi. Prosječni istosmjerni napon na otporniku opterećenja sada je dvostruko veći od napona kruga pojedinog poluvalnog ispravljača i iznosi oko 0,637Vmax vršnog napona pretpostavljajući da nema gubitaka. VMAX je maksimalna vršna vrijednost u polovici sekundarnog namota, a VRMS je RMS vrijednost.


Rad punog valovnog ispravljača

Vršni napon izlaznog valnog oblika jednak je kao i prije za poluvalni ispravljač koji se nalazi u svakoj polovici namotaja transformatora imaju isti efektivni napon. Za dobivanje različitog izlaznog istosmjernog napona mogu se koristiti različiti omjeri transformatora. Nedostatak ove vrste ispravljačkog kruga je taj što je potreban veći transformator za zadanu izlaznu snagu s dva odvojena, ali identična sekundarna namotaja, što čini ovaj tip punovinskog ispravljačkog kruga skupim u usporedbi s FW mostnim ispravljačkim krugom.

Izlazni valovi punog vala ispravljača

Izlazni valovi punog vala ispravljača

Ovaj krug daje pregled rada punovalnog ispravljača. Krug koji daje isti izlazni valni oblik kao i pun-valni ispravljački krug je onaj punog vala Ispravljač mosta . Jednofazni ispravljač koristi četiri pojedinačne ispravljajuće diode povezane u a zatvorena petlja konfiguracija mosta za proizvodnju željenog izlaznog vala. Prednost ovog mostovskog kruga je u tome što mu nije potreban poseban transformator s središnjim navojem, pa smanjuje njegovu veličinu i troškove. Pojedinačni sekundarni namot povezan je s jedne strane mreže diodnog mosta, a opterećenje s druge strane.

Četiri diode s oznakama D1 do D4 raspoređene su u serijske parove sa samo dvije diode koje provode struju tijekom svakog trajanja poluciklusa. Kad pozitivni poluciklus napajanja prođe, D1, D2 diode se provode u nizu dok su diode D3 i D4 obrnuto pristrane i struja teče kroz teret. Tijekom negativnog poluciklusa D3 i D4 diode se provode u nizu, a diode D1 i D2 se isključuju jer su sada konfiguracije s obrnutom pristranošću.

Struja koja teče kroz teret je jednosmjerni način rada, a napon razvijen na opterećenju također je jednosmjerni napon, kao i za prethodne dvije diode s punim valom ispravljača. Stoga je prosječni istosmjerni napon na opterećenju 0,637V. Tijekom svakog poluciklusa struja teče kroz dvije diode umjesto kroz samo jednu diodu, tako da je amplituda izlaznog napona dva pada napona za 1,4 V manja od ulazne amplitude VMAX, frekvencija mreškanja je sada dvostruko veća od frekvencije napajanja od 50 Hz za 50 Hz opskrbe ili 120Hz za opskrbu od 60Hz.

Vrste ispravljača s punim valom

Oni su dostupni u dva oblika, naime usmjereni središnji punovni ispravljač i mostni ispravljački krug. Svaka vrsta ispravljača s punim valom uključuje vlastite značajke pa se one koriste u različitim primjenama.

  • Sredinski dodirnite puni valni ispravljač
  • Ispravljač mosta s punim valom

Sredinski dodirnite puni valni ispravljač

Ova vrsta ispravljača može se izraditi s točenim transformatorom kroz sekundarni namotaj gdje su AB točeni u središnjoj točki 'C' i dvije diode poput D1, D2 povezane su u gornji i donji dio kruga. Za ispravljanje signala, D1 dioda koristi izmjenični napon koji se pojavljuje na gornjoj strani sekundarnog namota, dok D2 dioda koristi donji namot. Ova vrsta ispravljača široko se koristi u termionskim ventilima i vakuumskim cijevima.

Centered Tap FWR

Centered Tap FWR

Punovalni val ispravljačkog kruga središnje slavine prikazan je dolje. U krugu, izmjenični napon poput Vin teče kroz dva terminala poput AB sekundarnog namotaja transformatora nakon što se omogući opskrba izmjeničnim naponom.

Punovalni krug mostovskog ispravljača

Punotalasni ispravljač Bridge Rectifier može se projektirati s četiri ispravljačke diode. Ne koristi nikakvo lupkanje po sredini. Kao što i samo ime govori, sklop uključuje mostni krug. Spajanje četiri diode u krugu može se izvršiti po uzoru na most zatvorene petlje. Ovaj ispravljač jeftiniji je i manje je veličine jer nema transformatora s središnjim navojem.

FW most ispravljački krug

FW most ispravljački krug

Diode koje se koriste u ovom krugu nazivaju se D1, D2, D3 & D4, pri čemu će dvije diode istodobno voditi umjesto četiri poput D1 & D3 ili D2 & D4 na temelju gornjeg ili donjeg poluciklusa napajanog u krug.

Razlika između ispravljača s punim valom i ispravljača s pola vala

Na temelju različitih parametara, razlika između punovalnog i poluvalnog ispravljača razmatrana je u nastavku. Razlika između ova dva ispravljača uključuje sljedeće.

Ispravljač u pola vala Ispravljač s punim valom
Poluvaljna ispravljačka struja samo tijekom pozitivnog polucikla primijenjenog ulaza, stoga pokazuje jednosmjerne karakteristike.Punovalni ispravljač, obje polovice ulaznog signala koriste se istovremeno, stoga pokazuje dvosmjerne karakteristike.
Ovaj poluvalni ispravljački krug može se izraditi pomoću jedne diodeOvaj punomotni ispravljački krug može se graditi s dvije ili četiri diode
Faktor iskorištenja transformatora za HWR je 0,287Faktor iskorištenja transformatora za FWR je 0,693
Osnovna frekvencija mreškanja HWR-a je 'f'Osnovna frekvencija mreškanja FWE je '2f'
Vršni inverzni napon poluvalnog ispravljača visok je s priloženom ulaznom vrijednošću.Vršni inverzni napon punovalnog ispravljača dvostruko je veći od isporučene ulazne vrijednosti.
Regulacija napona poluvalnog ispravljača je dobraBolja je regulacija napona poluvalnog ispravljača
Vršni faktor poluvalnog ispravljača je 2Vršni faktor ovog ispravljača je 1,414
U ovom ispravljaču moguće je zasićenje jezgre transformatoraU ovom ispravljaču zasićenost jezgre transformatora nije moguća
Troškovi HWR-a su manjiTroškovi FWR-a su visoki
U HWR-u središnje tapkanje nije potrebnoU FWR-u je potrebno tapkanje po sredini
Faktor mreškanja ovog ispravljača je većiFaktor talasanja ovog ispravljača je manji
Faktor oblika HWR je 1,57Faktor oblika FWR je 1,11
Najveća učinkovitost korištena za ispravljanje je 40,6%Najveća učinkovitost korištena za ispravljanje je 81,2%
Prosječna trenutna vrijednost HWR je Imav / πProsječna trenutna vrijednost FWR je 2Imav / π

Karakteristike ispravljača s punim valom

Karakteristike punovalnog ispravljača razmatrane su u nastavku.

  • Faktor talasa
  • Faktor oblika
  • Istosmjerna izlazna struja
  • Vršni inverzni napon
  • Prosječna kvadratna vrijednost struje opterećenja IRMS
  • Učinkovitost ispravljača

Faktor talasa

Faktor talasanja može se definirati kao omjer napona mreškanja i čistog istosmjernog napona. Glavna funkcija ovoga je mjerenje postojećih mreškanja unutar o / p istosmjernog signala, pa se na temelju faktora talasa može prikazati istosmjerni signal. Kad je faktor talasa visok, to ukazuje na visok pulsirajući istosmjerni signal. Slično tome, kada je faktor mreškanja nizak, to ukazuje na nizak pulsirajući istosmjerni signal.

Γ = √ (VrmsVDC)dva-1

Gdje je γ = 0,48.

Faktor oblika

Faktor oblika punovalnog ispravljača može se definirati kao omjer efektivne vrijednosti struje i istosmjerne izlazne struje.

Faktor oblika = efektivna vrijednost trenutne / istosmjerne izlazne struje.

Za punovalni ispravljač faktor oblika je 1,11

Istosmjerna izlazna struja

Protok struje na obje diode poput D1 i D2 na o / p otporniku opterećenja poput RL u istom je smjeru. Dakle, o / p struja je količina struje u obje diode

Struja koja se generira kroz D1 diodu je Imax / π.

Struja generirana kroz D2 diodu je Imax / π.

Dakle, o / p struja (IDC) = 2Imax / π .

Gdje,

‘Imax’ je maksimalna istosmjerna struja opterećenja

Vršni inverzni napon (PIV)

Vršni inverzni napon ili PIV poznat je i kao vršni reverzni napon. Može se definirati kao kada dioda može izdržati maksimalni napon u obrnutom stanju prednapona. Ako je primijenjeni napon veći u odnosu na PIV, tada će se dioda trajno uništiti.

PIV = 2Vs maks

Istosmjerni izlazni napon

Istosmjerni o / p napon može se pojaviti na otporniku opterećenja (RL) i to se može dati poput VDC = 2Vmax / π .

Gdje,

‘Vmax’ je maksimalni sekundarni napon.

JaRMS

Srednja kvadratna vrijednost struje opterećenja punovalnog ispravljača je

JaRMS= Im√2

VRMS

Prosječna kvadratna vrijednost napona o / p opterećenja punovalnog ispravljača je

VRMS= JaRMS× RL= Im / √2 × RL

Učinkovitost ispravljača

Učinkovitost ispravljača može se definirati kao udio istosmjerne o / p snage i AC i / p snage. Učinkovitost ispravljača pokazuje koliko učinkovito AC pretvara u istosmjernu struju. Kada je učinkovitost ispravljača velika tada se naziva dobrim ispravljačem, dok je učinkovitost niska onda se naziva neučinkoviti ispravljač.

Η = izlaz (strDC) / Ulaz (strAC)

Za ovaj ispravljač učinkovitost je 81,2% i dvostruka je u usporedbi s poluvalnim ispravljačem.

Prednosti

The prednosti punovalnog ispravljača uključuju sljedeće.

  • U usporedbi s poluvalom, ovaj krug ima veću učinkovitost
  • Ovaj krug koristi oba ciklusa, tako da nema gubitka unutar o / p snage.
  • U usporedbi s poluvalnim ispravljačem, faktor valovitosti ovog ispravljača je manji
  • Jednom kada se oba ciklusa upotrijebe u ispravljanju, tada se signal napona i / p ne gubi
  • Pomoću četiri pojedinačne diode snage možete izraditi most punog vala, gotove komponente ispravljača mostova dostupne su odmah u polici u rasponu različitih veličina napona i struja koje se mogu izravno zalemiti u PCB pločica ili biti povezani lopaticim konektorima.
  • Punovalni most nam daje veću srednju vrijednost istosmjerne istosmjerne struje s manje superponirane valovitosti, dok je izlazni valni oblik dvostruko veći od frekvencije ulaznog napajanja. Stoga povećajte njegovu prosječnu izlaznu razinu istosmjerne struje još više povezivanjem prikladnog kondenzatora za zaglađivanje preko izlaza kruga mosta.
  • Prednosti punovalnog mostovnog ispravljača su u tome što ima manju vrijednost mreškanja izmjeničnog napona za određeno opterećenje i manji spremnik ili kondenzator za zaglađivanje od ekvivalentnog poluvalnog kruga. Osnovna frekvencija vala valova dvostruko je veća od frekvencije izmjeničnog napajanja 100Hz, gdje je za poluval točno jednaka opskrbnoj frekvenciji 50Hz.
  • Količina napona mreškanja koja se diodama nanosi na vrh istosmjernog napona opskrbe može se gotovo eliminirati dodavanjem znatno poboljšanog π-filtra na izlazne stezaljke mosta. Niskopropusni filtar sastoji se od dva kondenzatora za zaglađivanje iste vrijednosti i prigušnice ili induktiviteta preko njih za uvođenje puta visoke impedancije do izmjenične komponente mreškanja.
  • Alternativa je upotreba 3-terminalnog regulatora napona, kao što je LM78xx, gdje 'xx' označava izlazni napon za pozitivni izlazni napon ili njegov obrnuti ekvivalent LM79xx za negativni izlazni napon koji može smanjiti valovitost za tablicu podataka veću od 70 dB, dok isporučuje konstantnu izlaznu struju veću od 1 amp.
  • Osnovna je komponenta za dobivanje istosmjernog napona za komponente koje rade s istosmjernim naponom. Njegov rad možemo opisati kao projekt punog vala ispravljača.
  • To je srce sklopa i koristi diodni most. Kondenzatori se koriste za uklanjanje mreškanja. Na temelju zahtjeva DC napona.

Mane

The nedostaci punovalnog ispravljača uključuju sljedeće.

  • Za dizajn sklopa koristi četiri diode
  • Ovaj se krug ne koristi kad god je potrebno ispraviti mali napon jer se spajanje dviju dioda može izvesti u seriji i pruža dvostruki pad napona zbog njihovog unutarnjeg otpora.
  • U usporedbi s poluvalom, to je složeno.
  • Vršni inverzni napon diode je velik, pa su oni veći i skuplji.
  • Ovaj je ispravljač složen za postavljanje središnje slavine preko manjeg namota.
  • DC o / p je malo jer svaka dioda koristi samo polovicu sekundarnih napona transformatora.

Prijave

The primjene punovalnog ispravljača uključuju sljedeće.

  • Ova vrsta ispravljača uglavnom se koristi za utvrđivanje amplitude modulirajućeg radio signala.
  • Pri električnom zavarivanju polarizirani istosmjerni napon može se napajati preko mostovnog ispravljača
  • Krug mostovskog ispravljača koristi se u krugu napajanja za različite primjene jer može pretvoriti napon iz visokog izmjeničnog u niski istosmjerni.
  • Ovi ispravljači koriste se za napajanje uređaja koji funkcioniraju s istosmjernim naponom sličnim LED-u i motoru.

Dakle, ovdje se radi o pregledu ispravljača s punim valom, sklopa, rada, karakteristika, prednosti, nedostataka i njegovih primjena. Evo pitanja za vas, koje su različite vrste ispravljača?