Ha tudod mi az egyenirányító , akkor ismerheti a közvetlen egyenfeszültség hullámzásának vagy feszültségváltozásának csökkentési módjait a kondenzátorok terhelési ellenálláson keresztül történő összekapcsolásával. Ez a módszer alkalmas lehet alacsony fogyasztású alkalmazások , de nem olyan alkalmazásokhoz, amelyek állandó és egyenletes egyenáramot igényelnek. Ennek javítására az egyik módszer az, ha a bemeneti feszültség minden félciklusát használjuk minden más félciklusos hullámforma helyett. Ezt az áramkört teljes hullámú egyenirányítónak (FWR) nevezzük. Lássuk részletesen a teljes hullámú egyenirányító elméletet. A félhullámú áramkörhöz hasonlóan ennek az áramkörnek a működése is kimeneti feszültség vagy áram, amely tisztán egyenáramú vagy rendelkezik valamilyen meghatározott DC feszültséggel.
Mi az a teljes hullámú egyenirányító?
Az a félvezető eszköz, amelyet a teljes váltakozó áramú ciklus pulzáló DC-vé változtatására használnak, teljes hullámú egyenirányítónak nevezik. Ez az áramkör az i / p AC jel teljes hullámát használja, míg a félhullámú egyenirányító a félhullámot. Ezt az áramkört elsősorban a félhullámú egyenirányítók hátrányainak leküzdésére használják, mint például az alacsony hatásfokú hátrányok.
Teljes hullámú egyenirányító áramkör
Ezeknek az egyenirányítóknak van néhány alapvető előnyük azokkal szemben félhullámú egyenirányító társaik. Az átlagos (egyenáramú) kimeneti feszültség magasabb, mint a félhullámú egyenirányító esetében, ennek az egyenirányítónak a kimenete sokkal kisebb hullámossággal rendelkezik, mint a simább kimeneti hullámformát eredményező félhullámú egyenirányító kimenete.
Teljes hullámú egyenirányító diagram
Teljes hullámú egyenirányító elmélet
Ebben az áramkörben két diódát használunk, a hullám mindkét feléhez egyet. Többszörös tekercselő transzformátor olyan másodlagos tekercset használunk, amelynek közös, középre csapolt csatlakozással két részre van felosztva. A konfigurálás azt eredményezi, hogy az egyes diódák egymás után vezetnek, amikor anódtermináljuk pozitív a transzformátor C középpontjához képest, mindkét félciklus alatt kimenetet produkál. Ennek az egyenirányítónak az előnyei rugalmasak a félhullámú egyenirányítóhoz képest.
Teljes hullámú egyenirányító elmélet
Ez az áramkör két teljesítménydiódából áll, amelyek egyetlen terhelési ellenálláshoz (RL) vannak csatlakoztatva, és mindegyik dióda felveszi az áramot a terhelési ellenállásba. Ha a transzformátor A pontja pozitív az A ponthoz képest, a D1 dióda a nyilak által jelzett irányban halad előre. Amikor a B pont pozitív a ciklus negatív felében a C ponthoz képest, a D2 dióda halad előre és az R ellenálláson átáramló áram a hullám mindkét félciklusa esetében azonos irányú.
Az R ellenállás kimeneti feszültsége a két hullámforma fázisösszege, kétfázisú áramkörként is ismert. Az egyes diódák által kifejlesztett félhullámok közötti helyeket most a másik tölti ki. Az átlagos egyenáramú kimeneti feszültség a terhelési ellenálláson most megduplázódik az egyetlen félhullámú egyenirányító áramkörénél, és veszteségek feltételezése nélkül körülbelül 0,637 Vmax a csúcsfeszültségtől. A VMAX a maximális csúcsérték a másodlagos tekercs egyik felében, a VRMS pedig az RMS értéke.
Teljes hullámú egyenirányító működése
A kimeneti hullámforma csúcsfeszültsége megegyezik az előző félhullámú egyenirányítóval, mint korábban transzformátor tekercsek RMS feszültségük azonos. Különböző egyenfeszültség-kimenet megszerzéséhez különböző transzformátor-arányok használhatók. Az ilyen típusú egyenirányító áramkör hátránya, hogy nagyobb transzformátor szükséges az adott teljesítményhez, két különálló, de azonos szekunder tekerccsel, ez a teljes hullámú egyenirányító áramkör költséges az FW Bridge Rectifier áramkörhöz képest.
Teljes hullámú egyenirányító kimeneti hullámformái
Ez az áramkör áttekintést nyújt a teljes hullámú egyenirányító működéséről. Az áramkör, amely ugyanazt a kimeneti hullámformát produkálja, mint a teljes hullámú egyenirányító áramkör, a teljes hullámé Híd egyenirányító . Az egyfázisú egyenirányító négy különálló egyenirányító diódát használ a zártláncú hídkonfiguráció a kívánt kimeneti hullám előállításához. Ennek a hídkörnek az az előnye, hogy nem igényel speciális, középre csapolt transzformátort, ezért csökkenti annak méretét és költségeit. Az egyetlen szekunder tekercs a diódahíd-hálózat egyik oldalához, a terhelés pedig a másik oldalához van kötve.
A négy D1 – D4 jelzésű dióda soros párokban van elrendezve, és csak két dióda vezet áramot minden félciklus időtartama alatt. Amikor a tápellátás pozitív félciklusa elmúlik, a D1, D2 diódák sorban vezetnek, míg a D3 és D4 diódák fordított torzításúak, és az áram átfolyik a terhelésen. A negatív félciklus alatt a D3 és D4 diódák sorban vezetnek, és a D1 és D2 diódák kikapcsolnak, mivel most fordított előfeszítéssel rendelkeznek.
A terhelésen átáramló áram egyirányú mód, és a terhelésen kialakult feszültség szintén egyirányú feszültség, ugyanaz, mint az előző két dióda teljes hullámú egyenirányító modelljénél. Ezért az átlagos egyenfeszültség a terhelésen 0,637V. Minden félciklus alatt az áram két diódán áramlik, csak egy dióda helyett, így a kimeneti feszültség amplitúdója két feszültségeséssel 1,4 V-kal kisebb, mint a bemenő VMAX amplitúdója, a hullámosság frekvenciája most kétszerese a 100 Hz-es tápfrekvenciának 50 Hz-en vagy 120Hz 60Hz-es tápellátáshoz.
A teljes hullámú egyenirányító típusai
Ezek kétféle formában állnak rendelkezésre, nevezetesen a középső csapolt teljes hullámú egyenirányító és a híd egyenirányító áramkör. A teljes hullámú egyenirányító minden típusának megvan a maga sajátossága, így ezeket különböző alkalmazásokban használják.
- Középpontban érintse meg a Teljes hullám egyenirányító elemet
- Teljes hullámú hídirányító
Középpontban érintse meg a Teljes hullám egyenirányító elemet
Ez a fajta egyenirányító egy megcsapolt transzformátorral építhető fel másodlagos tekercselésen keresztül, ahol az AB a „C” középpontban csapolt és két dióda, például D1, D2 van az áramkör felső és alsó részében. A jeljavításhoz a D1 dióda az AC feszültséget használja, amely a szekunder tekercs felső oldalán jelenik meg, míg a D2 dióda a tekercs alsó részét. Ezt a fajta egyenirányítót széles körben használják termionos szelepekben és vákuumcsövekben.
Középre koppintva FWR
Az alábbiakban a középső csap teljes hullámú egyenirányító áramköre látható. Az áramkörben az AC feszültség áramlik a két terminálon, mint a transzformátor szekunder tekercsének AB-ján, miután az AC tápellátás engedélyezve van.
Teljes hullámú híd egyenirányító áramkör
A Bridge Rectifier teljes hullámú egyenirányító négy egyenirányító diódával tervezhető. Nem használ középső koppintást. Ahogy a neve is mutatja, az áramkör tartalmaz egy híd áramkört. Négy dióda összekapcsolása az áramkörben zárt hurkú hídként történhet. Ez az egyenirányító olcsóbb és kisebb méretű, mivel nincs középre csapolt transzformátor.
FW Bridge egyenirányító áramkör
Az ebben az áramkörben használt diódák neve D1, D2, D3 és D4, ahol egyszerre két dióda fog vezetni négy helyett, például D1 & D3 vagy D2 & D4 az áramkörbe táplált felső félciklus vagy alsó félciklus alapján.
Különbség a teljes hullámú egyenirányító és a félhullámú egyenirányító között
Különböző paraméterek alapján a teljes hullám és a félhullámú egyenirányító közötti különbséget az alábbiakban tárgyaljuk. A két egyenirányító közötti különbség a következőket tartalmazza.
| Félhullámú egyenirányító | Teljes hullámú egyenirányító |
| A félhullámú egyenirányító áram csak az alkalmazott bemenet pozitív félciklusában van, ezért egyirányú jellemzőket mutat. | Teljes hullámú egyenirányító, a bemeneti jel mindkét fele egyidejűleg működik, ezért kétirányú jellemzőket mutat. |
| Ez a félhullámú egyenirányító áramkör egy dióda segítségével építhető fel | Ez a teljes hullámú egyenirányító áramkör két vagy négy diódával építhető fel |
| A transzformátor hasznosítási tényezője HWR esetén 0,287 | A transzformátor kihasználtsági tényezője az FWR esetében 0,693 |
| A HWR alapvető hullámzási gyakorisága „f” | Az FWE alapvető hullámfrekvenciája „2f” |
| A félhullámú egyenirányító csúcs inverz feszültsége magas a megadott bemeneti érték mellett. | A teljes hullámú egyenirányító csúcs inverz feszültsége kétszerese a megadott bemeneti értéknek. |
| A félhullámú egyenirányító feszültségszabályozása jó | A félhullámú egyenirányító feszültségszabályozása jobb |
| A félhullámú egyenirányító csúcstényezője 2 | Ennek az egyenirányítónak a csúcstényezője 1,414 |
| Ebben az egyenirányítóban lehetséges a transzformátor magának telítettsége | Ebben az egyenirányítóban a transzformátor magtelítettsége nem lehetséges |
| A HWR költsége kisebb | Az FWR költsége magas |
| HWR-ben a középső csapolás nem szükséges | Az FWR-ben a középső csapolás szükséges |
| Ennek az egyenirányítónak a hullámtényezője több | Ennek az egyenirányítónak a hullámtényezője kisebb |
| A HWR alaki tényezője 1,57 | Az FWR alaki tényezője 1,11 |
| A rektifikáláshoz használt legnagyobb hatékonyság 40,6% | A helyesbítéshez használt legnagyobb hatékonyság 81,2% |
| A HWR átlagos aktuális értéke Imav / π | Az FWR átlagos aktuális értéke 2Imav / π |
A teljes hullámú egyenirányító jellemzői
A teljes hullámú egyenirányító jellemzőit az alábbiakban tárgyaljuk.
- Ripple Factor
- Form Factor
- DC kimeneti áram
- Csúcs inverz feszültség
- A terhelési áram IRMS középértékének négyzetértéke
- Egyenirányító hatékonysága
Ripple Factor
A hullámtényező meghatározható a hullámfeszültség és a tiszta egyenfeszültség arányaként. Ennek fő funkciója az o / p DC jelen belüli meglévő hullámzások mérése, így a hullámtényező alapján az egyenáramú jelet lehet jelezni. Ha a hullámtényező magas, akkor az magasan pulzáló DC jelet jelez. Hasonlóképpen, ha a hullámtényező alacsony, akkor alacsony pulzáló DC jelet jelez.
Γ = √ (VrmsVDC)két−1
Ahol γ = 0,48.
Form Factor
A teljes hullámú egyenirányító alaki tényezője meghatározható az áram és az egyenáramú kimeneti áram RMS-értékének arányaként.
Form Factor = Az áram / DC kimeneti áram RMS értéke.
Teljes hullámú egyenirányító esetén az alak tényezője 1,11
DC kimeneti áram
Az áramlás mindkét diódában, például D1 és D2 az o / p terhelési ellenállásnál, mint az RL, azonos irányú. Tehát, az o / p áram az áram mennyisége mindkét diódában
A D1 diódán keresztül generált áram Imax / π.
A D2 diódán keresztül generált áram Imax / π.
Tehát, az o / p áram (ÉNDC) = 2Imax / π .
Hol,
Az „Imax” a maximális egyenáramú terhelési áram
Csúcs inverz feszültség (PIV)
A csúcs inverz feszültség vagy PIV más néven csúcs fordított feszültség. Meghatározható úgy, hogy amikor a dióda ellenáll a maximális feszültségnek a fordított előfeszítési állapotban. Ha az alkalmazott feszültség magasabb, mint a PIV, akkor a dióda végleg elpusztul.
PIV = 2Vs max
DC kimeneti feszültség
Az egyenáramú o / p feszültség megjelenhet a terhelési ellenálláson (RL), és ez hasonlóan megadható VDC = 2Vmax / π .
Hol,
A „Vmax” a maximális másodlagos feszültség.
énRMS
A teljes hullámú egyenirányító terhelési áramának négyzetmértékének középértéke:
énRMS= Im√2
VRMS
A teljes hullámú egyenirányító o / p terhelési feszültségének négyzetértékének középértéke:
VRMS= IRMS× RL= Im / √2 × RL
Egyenirányító hatékonysága
Az egyenirányító hatékonysága a DC o / p teljesítmény és az AC i / p teljesítmény hányadaként határozható meg. Az egyenirányító hatékonysága azt jelzi, hogy mennyire hatékonyan alakítja az AC-t DC-vé. Ha az egyenirányító hatékonysága magas, akkor jó egyenirányítónak, míg a hatásfok alacsony, akkor nem hatékony egyenirányítónak nevezzük.
Η = Kimenet (PDC) / Bemenet (PAC)
Ennek az egyenirányítónak a hatásfoka 81,2%, és duplája a félhullámú egyenirányítóhoz képest.
Előnyök
A a teljes hullámú egyenirányító előnyei a következőket tartalmazzák.
- A félhullámhoz képest ennek az áramkörnek nagyobb a hatékonysága
- Ez az áramkör mindkét ciklust használja, így nincs veszteség az o / p teljesítményen belül.
- Félhullámú egyenirányítóval összehasonlítva ennek az egyenirányítónak a hullámtényezője kisebb
- Miután a két egyenirányítás során alkalmazott ciklus nem veszett el az i / p feszültségjelen belül
- Négy különálló diódával készíthet teljes hullámú hidat, az elkészített híd-egyenirányító alkatrészek különféle feszültség- és áramméretek tartományában kaphatók a polcon, és közvetlenül forraszthatók egy NYÁK áramköri lap vagy ásó csatlakozókkal kell összekötni.
- A teljes hullámú híd nagyobb átlagos DC-értéket ad nekünk, kevesebb egymásra helyezett hullámzással, míg a kimeneti hullámforma kétszerese a bemeneti táplálás frekvenciájának. Ezért növelje átlagos DC kimeneti szintjét még magasabbra, ha megfelelő simító kondenzátort csatlakoztat a híd áramkör kimenetéhez.
- A teljes hullámú hídirányító előnyei, hogy kisebb az AC hullámossága egy adott terhelésnél, és kisebb a tartálya vagy simító kondenzátora, mint egy ekvivalens félhullámú áramkör. A hullámfeszültség alapfrekvenciája kétszerese a váltakozó áramú 100 Hz frekvenciának, ahol a félhullám esetében pontosan megegyezik az 50 Hz tápfeszültséggel.
- A diódák által az egyenáramú tápfeszültség tetejére helyezett hullámfeszültség mennyisége gyakorlatilag kiküszöbölhető, ha egy sokkal továbbfejlesztett π-szűrőt adunk a híd kimeneti termináljaihoz. Az aluláteresztő szűrő két azonos értékű simító kondenzátorból és egy fojtóból vagy induktivitásból áll, amelyek nagy impedanciájú utat vezetnek be a váltakozó hullámzó komponenshez.
- Az alternatíva egy polc nélküli 3 terminális feszültségszabályozó IC használata, például egy LM78xx, ahol az „xx” a pozitív kimeneti feszültség kimeneti feszültségének névleges értékét jelenti, vagy fordított egyenértéke az LM79xx negatív kimeneti feszültségét, amely csökkentheti a hullámzást több mint 70dB adatlap, miközben állandó kimeneti áramot szolgáltat, több mint 1 amp.
- Alapvető komponens a DC feszültség megszerzése a DC feszültséggel működő alkatrészek számára. Leírhatjuk működését teljes hullámú egyenirányító projektként.
- Ez az áramkör szíve, és a diódahidat használja. A kondenzátorokat használják a hullámok megszabadulására. A DC feszültség követelménye alapján.
Hátrányok
A a teljes hullámú egyenirányító hátrányai a következőket tartalmazzák.
- Négy diódát használ az áramkör megtervezéséhez
- Ezt az áramkört nem alkalmazzák, amikor kis feszültség korrigálására van szükség, mivel két dióda csatlakoztatása sorozatosan történhet, és belső ellenállásuk miatt kettős feszültségesést biztosít.
- A félhullámhoz képest bonyolult.
- A dióda inverz csúcsfeszültsége magas, ezért ezek nagyobbak és költségesebbek.
- Ez az egyenirányító összetetten helyezi el a középső csapot a kisebb tekercs felett.
- A DC o / p kevés, mert minden dióda a transzformátor szekunder feszültségének csak a felét használja.
Alkalmazások
A teljes hullámú egyenirányító alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- Ezt a fajta egyenirányítót elsősorban a moduláló rádiójel amplitúdójának azonosítására használják.
- Az elektromos hegesztés során a polarizált egyenfeszültséget híd egyenirányítón keresztül lehet táplálni
- A híd egyenirányító áramkört a tápegység áramkörében használják különféle alkalmazásokhoz, mert képes átalakítani a feszültséget a nagy AC-ról alacsony DC-re.
- Ezeket az egyenirányítókat használják azoknak az eszközöknek a táplálásához, amelyek egyenáramú feszültséggel működnek, hasonlóan a LED-hez és a motorhoz.
Ez tehát egy teljes hullámú egyenirányító, áramkör, működés, jellemzők, előnyök, hátrányok és alkalmazásainak áttekintéséről szól. Itt van egy kérdés az Ön számára, mik a különböző típusú egyenirányítók?
