U samom razdoblju 1880-ih započeta je identifikacija i jedinstvenost ispravljača. Napredak ispravljača izumio je različite pristupe u području energetske elektronike. Početna dioda koja je korištena u ispravljaču projektirana je 1883. godine. Evolucijom vakuumskih dioda koja je započeta u početnim danima 1900-ih, došlo je do ograničenja u ispravljačima. Dok su se modifikacijama cijevi s živinim lukom upotreba ispravljača proširila na različita područja megavata. A jedna vrsta ispravljača je poluvalni ispravljač.

Poboljšanje u vakuumskim diodama pokazalo je evoluciju cijevi živog luka i te cijevi živog luka nazvane su ispravljačkim cijevima. Razvojem ispravljača, mnogi drugi materijali su pioniri. Dakle, ovo je kratko objašnjenje kako su se ispravljači razvijali i kako su se razvijali. Dopustite nam jasno i detaljno objašnjenje znanja što je poluvalni ispravljač, njegov krug, princip rada i karakteristike.

“kako rade pretvarači zakretnog momenta ”

Što je ispravljač u pola vala?

Ispravljač je elektronički uređaj koji pretvara izmjenični napon u istosmjerni napon. Drugim riječima, on pretvara izmjeničnu u istosmjernu struju. Ispravljač se koristi u gotovo svim elektroničkim uređajima. Uglavnom se koristi za pretvaranje mrežnog napona u istosmjerni napon u napajanje odjeljak. Korištenjem istosmjernog napona rade elektronički uređaji. Prema razdoblju provođenja ispravljači su razvrstani u dvije kategorije: poluvalni ispravljač i Ispravljač s punim valom

Izgradnja

U usporedbi s punovalnim ispravljačem, HWR je najjednostavniji ispravljač za izgradnju. Samo s jednom diodom može se napraviti konstrukcija uređaja.

Izgradnja HWR-a

Poluvalni ispravljač sastoji se od sljedećih komponenata:

Izvor izmjenične struje
Otpor na dijelu opterećenja
Dioda
Stepen-transformator

Izvor izmjenične struje

Ovaj izvor struje opskrbljuje izmjeničnom strujom cijeli krug. Ova izmjenična struja općenito je predstavljena kao sinusni signal.

Step-Down transformator

Da bi se povećao ili smanjio izmjenični napon, obično se koristi transformator. Kako se ovdje koristi silazni transformator, on smanjuje izmjenični napon, dok kada se koristi pojačavajući transformator, on povećava izmjenični napon s minimalne na visoku razinu. U HWR-u se koristi uglavnom silazni transformator, jer je potreban napon za diodu vrlo minimalan. Kada se transformator ne koristi, velika količina izmjeničnog napona prouzročit će oštećenje diode. Dok se u nekoliko situacija može koristiti i pojačavajući transformator.

U silaznom uređaju sekundarni namot ima minimalne zavoje od onog na primarnom namotu. Zbog toga, silazni transformator smanjuje razinu napona od primarnog do sekundarnog namota.

Dioda

Korištenje diode u poluvalnom ispravljaču omogućuje protok struje samo u jednom smjeru, dok zaustavlja strujanje u drugom putu.

Otpornik

Ovo je uređaj koji blokira protok električne struje samo do određene razine.

Ovo je konstrukcija poluvalnog ispravljača .

Rad poluvalnog ispravljača

Tijekom pozitivnog poluciklusa dioda je u stanju prednapona i vodi struju do RL (otpor opterećenja). Na opterećenju se razvija napon, koji je jednak ulaznom izmjeničnom signalu pozitivnog polucikla.

Alternativno, tijekom negativnog poluciklusa, dioda je u stanju obrnutog prednapona i ne prolazi protok struje kroz diodu. Preko opterećenja pojavljuje se samo ulazni napon izmjenične struje i to je neto rezultat koji je moguć tijekom pozitivnog polucikla. Izlazni napon pulsira istosmjerni napon.

Ispravljački krugovi

Jednofazni krugovi ili višefazni krugovi spadaju pod ispravljački krugovi . Za domaće primjene koriste se jednofazni ispravljački krugovi male snage, a industrijske HVDC primjene zahtijevaju trofazno ispravljanje. Najvažnija primjena a PN spojna dioda je ispravljanje i to je postupak pretvaranja izmjeničnog u istosmjerni.

Ispravljanje u pola vala

U jednofaznom poluvalnom ispravljaču teče negativna ili pozitivna polovica izmjeničnog napona, dok je druga polovica izmjeničnog napona blokirana. Stoga izlaz prima samo polovicu izmjeničnog vala. Za jednofazno poluvalno ispravljanje potrebna je jedna dioda i tri diode za trofaznu opskrbu. Poluvalni ispravljač stvara veću količinu mreškanja nego punovalni ispravljači, a za uklanjanje harmonika potrebno je puno više filtriranja.

Jednofazni poluvalni ispravljač

Za sinusni ulazni napon, izlazni istosmjerni napon praznog hoda za idealan poluvalni ispravljač je

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

Gdje

Vdc, Vav - istosmjerni izlazni napon ili prosječni izlazni napon
Vpeak - vršna vrijednost ulaznog faznog napona
Vrms - izlazni napon srednje kvadratne vrijednosti

Rad poluvalnog ispravljača

PN spoj dioda provodi samo tijekom stanja prednjeg prednapona. Poluvalni ispravljač koristi isti princip kao i PN spojna dioda i tako pretvara AC u DC. U poluvalnom ispravljačkom krugu otpor opterećenja povezan je u seriju s PN spojnom diodom. Izmjenična struja je ulaz poluvalnog ispravljača. Spuštajući transformator uzima ulazni napon i rezultirajući izlazni napon transformator daje se otporniku opterećenja i diodi.

Rad HWR-a objašnjen je u dvije faze koje su

Pozitivan poluvalni proces
Negativni poluvalni proces

Pozitivan poluval

Kada je frekvencija 60 Hz kao ulazni naizmjenični napon, silazni transformator to smanjuje na minimalni napon. Dakle, na sekundarnom namotu transformatora stvara se minimalni napon. Ovaj napon na sekundarnom namotu naziva se sekundarnim naponom (Vs). Minimalni napon napaja se kao ulazni napon diode.

Kada ulazni napon dosegne diodu, u vrijeme pozitivnog poluciklusa, dioda prelazi u stanje prednapona i dopušta protok električne struje, dok u vrijeme negativnog poluciklusa dioda prelazi u negativno stanje prednapona i ometa protok električne struje. Pozitivna strana ulaznog signala koji se primjenjuje na diodu jednaka je istosmjernom naponu koji se primjenjuje na P-N diodu. Na isti način, negativna strana ulaznog signala koji se primjenjuje na diodu jednaka je obrnutom istosmjernom naponu koji se primjenjuje na P-N diodu

Dakle, bilo je poznato da dioda provodi struju u unaprijed pristranom stanju i ometa protok struje u obrnuto pristranom stanju. Na isti način, u izmjeničnom krugu, dioda omogućuje protok struje za vrijeme trajanja ciklusa + ve i blokira protok struje u vrijeme ciklusa -ve. Došavši do + ve HWR, neće u potpunosti ometati -ve polucikluse, dopušta nekoliko segmenata -ve poluciklusa ili dopušta minimalnu negativnu struju. Ovo je trenutna generacija zbog manjinskih nosača naboja koji su u diodi.

Stvaranje struje kroz ove manjinske nosače naboja vrlo je malo i stoga se može zanemariti. Ovaj minimalni dio -ve poluciklusa nije u stanju primijetiti na dijelu opterećenja. U praktičnoj diodi se smatra da je negativna struja '0'.

Otpor na dijelu opterećenja koristi istosmjernu struju koju proizvodi dioda. Dakle, otpor se naziva otporom električnog opterećenja gdje se istosmjerni napon / struja izračunava na ovom otporu (R_L). Izlaz električne energije smatra se električnim faktorom kruga koji koristi električnu struju. U HWR-u otpor koristi struju proizvedenu diodom. Zbog toga se otpornik naziva otpornik opterećenja. R_Lu HWR-u koristi se za ograničenje ili ograničenje dodatne istosmjerne struje koju generira dioda.

Dakle, zaključeno je da je izlazni signal u poluvalnom ispravljaču kontinuirani + više poluciklusa koji su sinusnog oblika.

Negativni poluval

Rad i konstrukcija poluvalnog ispravljača na negativan način gotovo je identičan pozitivnom poluvalnom ispravljaču. Jedini scenarij koji će se ovdje promijeniti je smjer diode.

Kada ulazni napon dosegne diodu, u vrijeme negativnog poluciklusa, dioda prelazi u stanje prednapona i dopušta protok električne struje, dok u vrijeme pozitivnog poluciklusa dioda prelazi u negativno stanje pristranosti i ometa protok električne struje. Negativna strana ulaznog signala koji se primjenjuje na diodu jednaka je prednjem istosmjernom naponu koji se primjenjuje na P-N diodu. Na isti način, pozitivna strana ulaznog signala koji se primjenjuje na diodu jednaka je obrnutom istosmjernom naponu koji se primjenjuje na P-N diodu

Dakle, bilo je poznato da dioda provodi struju u obrnuto pristranom stanju i ometa tok struje u unaprijed pristranom stanju. Na isti način, u izmjeničnom krugu, dioda omogućuje protok struje tijekom trajanja -ve ciklusa i blokira protok struje u vrijeme + ve ciklusa. Došavši do -ve HWR, neće u potpunosti ometati + ve poluciklusa, dopušta nekoliko segmenata od + ve poluciklusa ili dopušta minimalnu pozitivnu struju. Ovo je trenutna generacija zbog manjinskih nosača naboja koji su u diodi.

Stvaranje struje kroz ove manjinske nosače naboja vrlo je malo i stoga se može zanemariti. Ovaj minimalni dio + ve poluciklusa nije u stanju primijetiti na dijelu opterećenja. U praktičnoj diodi se smatra da je pozitivna struja '0'.

Otpor na dijelu opterećenja koristi istosmjernu struju koju proizvodi dioda. Dakle, otpor se naziva otporom električnog opterećenja gdje se istosmjerni napon / struja izračunava na ovom otporu (R_L). Izlaz električne energije smatra se električnim faktorom kruga koji koristi električnu struju. U HWR-u, otpor koristi struju proizvedenu diodom. Zbog toga se otpornik naziva otpornik opterećenja. R_Lu HWR-u koristi se za ograničenje ili ograničenje dodatne istosmjerne struje koju generira dioda.

U idealnoj diodi čini se da su + ve i -ve polucikli na izlaznom dijelu slični + ve i -ve pola ciklusa, ali u praktičnim scenarijima + ve i -ve polucikli se ponešto razlikuju od ulaznih ciklusa a ovo je zanemarivo.

Dakle, zaključeno je da je izlazni signal u poluvalnom ispravljaču kontinuirani -ve poluciklusi sinusnog oblika. Dakle, izlaz poluvalnog ispravljača je kontinuirani + ve i -ve sinusni signali, ali ne čisti DC signal i u pulsirajućem obliku.

Rad poluvalnog ispravljača

Ova pulsirajuća DC vrijednost mijenja se kroz kratko vremensko razdoblje.

Rad poluvalnog ispravljača

Tijekom pozitivnog poluciklusa, kada je sekundarni namot gornjeg kraja pozitivan u odnosu na donji kraj, dioda je u stanju prednapona i ona provodi struju. Tijekom pozitivnih poluciklusa ulazni napon primjenjuje se izravno na otpor opterećenja kada se pretpostavlja da je otpor diode naprijed nula. Valni oblici izlaznog napona i izlazne struje jednaki su valnim oblicima izmjeničnog ulaznog napona.

Tijekom negativnog poluciklusa, kada je sekundarni namot donjeg kraja pozitivan u odnosu na gornji kraj, dioda je u obrnutom položaju i ne provodi struju. Tijekom negativnog poluciklusa napon i struja na opterećenju ostaju nula. Veličina reverzne struje je vrlo mala i ona se zanemaruje. Dakle, tijekom negativnog polucikla ne dolazi do napajanja.

Niz pozitivnih poluciklusa je izlazni napon koji se razvija preko otpora opterećenja. Izlaz je pulsirajući istosmjerni val i za izradu glatkih izlaznih valova koriste se filtri koji bi trebali biti preko opterećenja. Ako je ulazni val u poluciklu, tada je poznat kao poluvalni ispravljač.

Trofazni poluvalni ispravljački krugovi

Trofazni poluvalni nekontrolirani ispravljač zahtijeva tri diode, svaka spojena na fazu. Trofazni ispravljački krug pati od velike količine harmonskih izobličenja na istosmjernim i izmjeničnim vezama. Na izlaznom naponu istosmjerne strane postoje tri različita impulsa po ciklusu.

Trofazni HWR uglavnom se koristi za pretvaranje trofazne izmjenične struje u trofaznu istosmjernu snagu. U tome se umjesto dioda koriste preklopnici koji se nazivaju nekontroliranim prekidačima. Ovdje nekontrolirane sklopke odgovaraju da ne postoji pristup reguliranju vremena uključivanja i isključivanja sklopki. Ovaj je uređaj izrađen pomoću trofaznog napajanja koje je povezano s 3-faznim transformatorom gdje sekundarni namot transformatora uvijek ima zvjezdasti spoj.

Ovdje se slijedi samo zvjezdani spoj iz razloga što je nužna neutralna točka da bi se ponovno priključio teret na sekundarni namot transformatora, nudeći tako smjer povratka za protok snage.

Općenita konstrukcija trofaznog HWR-a koja pruža isključivo otporno opterećenje prikazana je na donjoj slici. U izvedbenom projektu, svaka faza transformatora naziva se pojedinačnim izvorom izmjenične struje.

Učinkovitost postignuta trofaznim transformatorom iznosi gotovo 96,8%. Iako je učinkovitost trofaznog HWR više od jednofaznog HWR, manja je od izvedbe trofaznog punovalnog ispravljača.

Trofazni HWR

Karakteristike poluvalnog ispravljača

Karakteristike poluvalnog ispravljača za sljedeće parametre

PIV (vršni inverzni napon)

Tijekom obrnutog pristranog stanja, dioda mora izdržati zbog svog maksimalnog napona. Tijekom negativnog poluciklusa kroz teret ne struji struja. Dakle, na diodi se pojavljuje čitav napon jer dolazi do pada napona kroz otpor opterećenja.

PIV poluvalnog ispravljača = V_SMAX

Ovo je PIV poluvalnog ispravljača .

Prosječne i vršne struje u diodi

Pod pretpostavkom, napon na sekundaru transformatora mora biti sinusni i njegova vršna vrijednost je V_SMAX. Trenutni napon koji se daje poluvalnom ispravljaču je

Vs = V_SMAXBez tež

“opišite katodnu cijev i njezin rad ”

Struja koja teče kroz otpor opterećenja je

Ja_MAKS= V_SMAX/ (R_F+ R_L)

Uredba

Regulacija je razlika između napona praznog hoda do napona punog opterećenja s obzirom na napon punog opterećenja, a postotna regulacija napona daje se kao

% Regulacije = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Učinkovitost

Odnos ulazne izmjenične i izlazne istosmjerne struje poznat je kao učinkovitost (?).

? = Pdc / Pac

Istosmjerna snaga koja se isporučuje na teret je

Pdc = I^dva_dcR_L= (I_MAKS/ ᴨ)^dvaR_L

Ulazna izmjenična snaga u transformator,

Pac = rasipanje snage u otporu opterećenja + rasipanje snage u spojnoj diodi

= Ja^dva_efektivnoR_F+ Ja^dva_efektivnoR_L= {I^dva_MAKS/ 4} [R_F+ R_L]

? = Pdc / Pac = 0,406 / {1 + R_F/ R_L}

Učinkovitost poluvalnog ispravljača je 40,6% kada je R_Fje zanemaren.

Faktor talasa (γ)

Talasni sadržaj definiran je kao količina AC sadržaja prisutnog u izlaznom DC. Ako je faktor valovitosti manji, performanse ispravljača bit će veće. Vrijednost faktora talasa je 1,21 za poluvalni ispravljač.

Istosmjerna snaga koju generira HWR nije točan istosmjerni signal, već pulsirajući istosmjerni signal, a u pulsirajućem istosmjernom obliku postoje valovi. Ove valove možete smanjiti upotrebom filtarskih uređaja poput prigušnica i kondenzatora.

Za izračunavanje broja mreškanja u istosmjernom signalu koristi se faktor koji se naziva faktor talasa koji je predstavljen kao γ . Kada je faktor talasa visok, on pokazuje produženi pulsirajući istosmjerni val, dok minimalni faktor talasa pokazuje minimalni pulsirajući istosmjerni val,

Kada je vrijednost γ vrlo minimalna, to znači da je izlazna istosmjerna struja gotovo ista kao čisti istosmjerni signal. Dakle, može se reći da što je faktor valovitosti niži, jednosmjerni signal je glatkiji.

U matematičkom se obliku ovaj faktor mreškanja označava kao udio RMS vrijednosti izmjeničnog dijela u istosmjernom dijelu izlaznog napona.

Faktor talasa = RMS vrijednost AC dijela / RMS vrijednost DC dijela

Ja^dva= Ja^dva_dc+ Ja^dva₁+ Ja^dva_dva+ Ja^dva₄= Ja^dva_dc+ Ja^dva_i

γ = Ja_i/ I_dc= (I^dva- Ja^dva_dc) / I_dc= {(I_efektivno/ I^dva_dc) / Idc = {(I_efektivno/ I^dva_dc) -1} = k_f^dva-1)

Gdje je kf - faktor oblika

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1,57

Tako, c = (1,572 - 1) = 1,21

Faktor iskorištavanja transformatora (TUF)

Definiran je kao omjer isporučene izmjenične snage prema opterećenju i nazivnoj vrijednosti izmjeničnog napona transformatora. TUF poluvalnog ispravljača je oko 0,287.

HWR s filtrom kondenzatora

Prema općoj teoriji o kojoj je gore raspravljano za izlaz poluvalnog ispravljača pulsirajući je istosmjerni signal. Ovo se dobiva kada se radi s HWR-om bez primjene filtra. Filteri su uređaj koji se koristi za pretvaranje pulsirajućeg istosmjernog signala u stalni istosmjerni signal, što znači (pretvaranje pulsirajućeg signala u glatki signal). To se može postići suzbijanjem valova istosmjerne struje koji se događaju u signalu.

“kako izmjeriti kondenzator multimetrom ”

Iako se ovi uređaji mogu teoretski koristiti bez filtara, ali trebali bi biti implementirani za bilo koju praktičnu primjenu. Kako će istosmjernom uređaju trebati stalan signal, pulsirajući signal mora se pretvoriti u glatki da bi se mogao koristiti za stvarne primjene. To je razlog zašto se HWR koristi s filtrom u praktičnim scenarijima. Umjesto filtra može se upotrijebiti prigušnica ili kondenzator, ali HWR s kondenzatorom je najčešće korišten uređaj.

Slika dolje objašnjava shemu sklopa konstrukcije poluvalni ispravljač s kondenzatorskim filtrom i kako izravnava pulsirajući istosmjerni signal.

Prednosti i nedostatci

U usporedbi s punovalnim ispravljačem, poluvalni ispravljač nije toliko zaposlen u aplikacijama. Iako ovaj uređaj ima malo prednosti. The prednosti poluvalnog ispravljača su :

Jeftino - jer se koristi minimalni broj komponenata
Jednostavno - iz razloga što je dizajn sklopa potpuno jednostavan
Jednostavna za upotrebu - Kako je konstrukcija laka, tako će i upotreba uređaja biti tako pojednostavljena
Mali broj komponenata

The nedostaci poluvalnog ispravljača su:

Na dijelu opterećenja, izlazna snaga uključena je u istosmjernu i izmjeničnu komponentu, gdje je osnovna razina frekvencije slična razini frekvencije ulaznog napona. Također, povećat će se faktor valovanja, što znači da će buka biti velika, a potrebno je produženo filtriranje kako bi se osigurao konstantan istosmjerni izlaz.
Kako će se napajanje isporučivati samo u vrijeme jednog poluciklusa ulaznog izmjeničnog napona, njihove izvedbe ispravljanja su minimalne, a također će i izlazna snaga biti manja.
Poluvalni ispravljač ima minimalni faktor iskorištenja transformatora
Na jezgri transformatora događa se zasićenje istosmjernom strujom gdje to rezultira strujom magnetiziranja, gubicima u histerezi, a također i razvojem harmonika.
Količina istosmjerne energije koja se isporučuje iz poluvalnog ispravljača nije dovoljna za generiranje čak i općenite količine napajanja. Iako se to može koristiti za nekoliko aplikacija, poput punjenja baterija.

Prijave

Glavni primjena poluvalnog ispravljača je dobivanje izmjenične struje iz istosmjerne energije. Ispravljači su uglavnom korišteni unutarnji krugovi napajanja u gotovo svakom elektroničkom uređaju. U izvorima napajanja ispravljač je općenito smješten na serijski način, tako da se sastoji od transformatora, filtra za zaglađivanje i regulatora napona. Nekoliko drugih primjena HWR-a su:

Implementacija ispravljača u napajanje omogućuje pretvorbu izmjeničnog u istosmjerni. Mostni ispravljači intenzivno se koriste za velike primjene, gdje imaju sposobnost pretvaranja izmjeničnog napona na visoki nivo u minimalni istosmjerni napon.
Implementacija HWR-a pomaže u postizanju potrebne razine istosmjernog napona pomoću silaznih ili pojačavajućih transformatora.
Ovaj se uređaj također koristi u zavarivanju željeza vrste sklopova a koristi se i u sredstvu protiv komaraca tako da potiskuje olovo za pare.
Koristi se na AM radio uređaju u svrhu otkrivanja
Koristi se kao krugovi za pucanje i stvaranje impulsa
Primijenjeno u pojačivačima napona i modulacijskim uređajima.

Ovo je sve o Poluvalni ispravljački krug i rad s njegovim karakteristikama. Vjerujemo da su vam podaci dati u ovom članku korisni za bolje razumijevanje ovog projekta. Nadalje, za bilo kakva pitanja u vezi s ovim člankom ili bilo kakvu pomoć u provedbi električni i elektronički projekti , možete nam se slobodno obratiti komentirajući u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, koja je glavna funkcija poluvalnog ispravljača?