Punovalni val ispravljačkog kruga sa i bez filtra

Proces pretvorbe izmjenične struje u istosmjernu je ispravljanje. Bilo koja izvanmrežna jedinica za napajanje ima blok ispravljača koji pretvara ili izvor zidne utičnice izmjeničnog napona u visokonaponski istosmjerni strujni krug ili odstupljeni izvor zidne utičnice izmjeničnog napona u niskonaponski istosmjerni strujni krug. Daljnji postupak bit će filtriranje, pretvorba u istosmjernu i istosmjernu struju itd. Dakle, u ovom ćemo članku raspravljati o radu punovalnog ispravljača. Punovalni ispravljač ima veću učinkovitost u usporedbi s poluvalnim ispravljačem.

Potpuno ispravljanje valova može se izvršiti sljedećim metodama.

1. Punovalni ispravljač sa središnjim lupom
2. Mostni ispravljač (pomoću četiri diode)

Ako su dvije grane kruga povezane trećom granom kako bi tvorile petlju, tada se mreža naziva mostni krug. Od ove dvije poželjniji je tip ispravljačkog kruga mosta koji koristi četiri diode jer za dvije diode potreban je transformator s središnjim navojem i nije pouzdan u usporedbi s tipom mosta. Diodni most je također dostupan u jednom paketu. Neki od primjera su DB102, GBJ1504, KBU1001 i itd.

Mostovni ispravljač nadmašuje pouzdanost polumostovnog ispravljača u smislu smanjenja faktora talasa za isti krug filtra na izlazu. Priroda izmjeničnog napona je sinusoidna na frekvenciji 50 / 60Hz. Valni oblik bit će kao u nastavku.

Rad punog valovitog ispravljača:

Razmotrimo sada izmjenični napon niže amplitude od 15Vrms (21Vpk-pk) i ispravimo ga u jednosmjerni napon pomoću diodnog mosta. Valni oblik napajanja izmjeničnom strujom može se podijeliti na pozitivni i negativni poluciklus. Sav napon, struja koji mjerimo putem DMM-a (digitalni multimetar), efektivne je vrijednosti. Stoga se isto razmatra u donjoj Greenpoint simulaciji.

Tijekom pozitivnog poluciklusa diode D2 i D3 provodit će, a tijekom negativnog poluciklusa diode D4 i D1 provoditi. Stoga će tijekom oba poluciklusa dioda voditi. Izlazni valni oblik nakon ispravljanja bit će kao u nastavku.

Da bismo smanjili mreškanje valnog oblika ili učinili valni oblik kontinuiranim, u izlaz moramo dodati kondenzatorski filter. Radni kondenzatora paralelno uz opterećenje je za održavanje konstantnog napona na izlazu. Tako se valovitost na izlazu može smanjiti.

S kondenzatorom od 1 uF kao filtrom:

Izlaz s filtrom od 1uF prigušuje val samo do određene mjere jer je kapacitet skladištenja energije od 1uF manji. Donji valni oblik prikazuje rezultat filtra.

Budući da je mreškanje i dalje prisutno u izlazu, provjerit ćemo izlaz različitim vrijednostima kapacitivnosti. Ispod valnog oblika prikazano je smanjenje mreškanja na temelju vrijednosti kapaciteta, tj. Kapaciteta za pohranu naboja.

Izlazni valni oblici: zeleni - 1uF; plavi - 4.7uF; Senf zelena - 10uF; Tamnozelena - 47uF

Operacije s kondenzatorom:

Tijekom pozitivnog i negativnog poluciklusa, diodni će par biti u unaprijed pristranom stanju i kondenzator se puni kao i opterećenje. Interval trenutnog napona pri kojem je pohranjena energija u kondenzatoru veća od trenutnog napona koji kondenzator opskrbljuje pohranjenom energijom u njemu. Što je veći kapacitet skladištenja energije to je manje valovitost u izlaznom valnom obliku.

Faktor talasa može se teoretski izračunati pomoću,

Izračunajmo ga za bilo koju vrijednost kondenzatora i usporedimo s gore dobivenim valnim oblicima.

R _opterećenje = 1kOhm; f = 100Hz; C _van = 1uF; I _dc = 15mA

Dakle, Ripple faktor = 5 volti

Razlika čimbenika talasa kompenzirat će se pri višim vrijednostima kondenzatora. Učinkovitost punog vala ispravljača je iznad 80%, što je dvostruko više od pola valne ispravljača.

Praktični ispravljač s punim valom:

Komponente koje se koriste u ispravljaču mosta su,

1. Silazni transformator 220V / 15V AC.
2. 1N4007 - Diode
3. Otpornici
4. Kondenzatori
5. MIC RB156

Ovdje će za efektivni napon od 15V vršni napon biti do 21V. Stoga komponente koje će se koristiti trebaju imati nazivnu vrijednost od 25 V i više.

Rad kruga:

Stezni transformator:

Silazni transformator sastoji se od primarnog namota i sekundarnog namota namotanog preko laminirane željezne jezgre. Broj okretaja primarnog bit će veći od sekundarnog. Svaki namot djeluje kao odvojene prigušnice. Kad se primarni namot napaja preko izmjeničnog izvora, namot se uzbuđuje i stvorit će se tok. Sekundarni namot doživljava izmjenični tok koji stvara primarni namot koji inducira emf u sekundarni namot. Ova inducirana emf zatim teče kroz spojeni vanjski krug. Omjer zavoja i induktivitet namota odlučuju o količini protoka generiranog od primarnog i EMF induciranog u sekundarnom. U donjem transformatoru

Napajanje 230V izmjeničnom strujom iz zidne utičnice spušta se na 15V ACrms pomoću silaznog transformatora. Zatim se napajanje primjenjuje preko ispravljačkog kruga kako je dolje.

Punovodni ispravljački krug bez filtra:

Odgovarajući napon na opterećenju je 12,43 V, jer se prosječni izlazni napon diskontinuiranog valnog oblika može vidjeti u digitalnom multimetru.

Krug ispravljača s punim valom s filtrom:

Kada se doda kondenzatorski filter kao što je prikazano u nastavku,

1. Za C _out = 4,7uF, valovitost se smanjuje i time se prosječni napon povećao na 15,78V

2. Za C _out = 10uF, mreškanje se smanjuje i time se prosječni napon povećao na 17,5V

3. Za C _out = 47uF, mreškanje se dodatno smanjuje i time se prosječni napon povećao na 18,92V

4. Za C _out = 100uF, bilo koja vrijednost kapacitivnosti veća od ove neće imati velikog učinka, pa se nakon toga valni oblik fino zaglađuje i stoga je talasanje malo. Prosječni napon se povećao na 19,01V