Как правильно подключить диодный мост к трансформатору: Как подключить автомобильный диодный мост к трансформатору

Содержание

Как подключить автомобильный диодный мост к трансформатору

Главная > Дороги > Как подключить автомобильный диодный мост к трансформатору

можно ли сделать простое зарядное устройство из трансформатора 12v и автомобильного Кириллдиодного моста? | Автор топика: Валентин

аккумолятор авто

Ярослав Собрать можно.

Выход от транса подключаешь к мосту Василий .А с алюминиевых «подков»выход постоянного тока. Но 12 в явно мало-он должен давать порядка 18 в. Часть напряжения будет сажаться на диодах, а часть на внутреннем сопротивлении транса.

Илья Смотря что надо заряжать.
——-
Тогда можно.

Вячеслав Нужно выше 12в и регулировка зарядного тока.

Николай Транс должен быть соотв. мощности, ведь зарядный ток должен быть 1/10 часть ёмкости акк

Михаил Напряжение надо 16вольт мощность транса не менее 80вт. диоды жел на 10ампер. самое простое паставить реостат послед аккумурят .Если сам не сталкивался попроси знакомых помогут

Геннадий  12 вольт мало.

Сопротивление R1 зависит от напряжения на выходе моста.

в этом видео описано как можно применить диоды от моста автомобильного генератора.

хочу подключить диодный мост Владимир от генератора москвича к трансформатору ну незнаю как подскажите. | Автор топика: Петр

Диодный мост Андрей может у кого есть схемы зарание спасибо!

Валерий  Там трехфазный мост. Подключить можно, но часть диодов не будут работать. Вот штатная схема:

Петр а нахрена?? ? есть же нормальные диодные мосты Иван в радиомагазине

Дмитрий выбей 2 и спаяй зачем тебе всю сборку ляпать

Советы начинающим: способы не спать за рулем от …

… это смертельноопасное и часто подводит водителей в дальней дороге. … Он выспится и поможет не уснуть тебе, отвлекая разговорами. … Кола тоже чуть помогает, кофеин все таки :)) Лично я кофе не пью, энергетики не признаю.

….. Иногда матаюсь из дома в Москву в основном ночью(порядка 750 км).

Как повысить напряжение после диодного моста?

Рассмотрим простой блок питания.

Здесь мы видим три элемента, трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает сетевое напряжение, диодный мост его выпрямляет, а конденсатор сглаживает пульсации.

В простых блоках питания, только трансформатор ответственен за напряжение. Остальные компоненты имеют к напряжению лишь косвенное отношение.

Для несведущих в электронике, самый простой способ повысить напряжение после диодного моста, это повышающий преобразователь. Например, такой:

Данная модель маломощная, она способна преобразовывать ток в напряжение, с эффективностью примерно 80% и в сравнительно небольших пределах, но существуют и мощные преобразователи.

Если вы не боитесь паяльника, то самый простой способ немного повысить напряжение после трансформатора, это замена диодов.

Если заменить диоды моста с кремневых, на подходящие диоды Шотки, то можно повысить напряжение примерно на 1 вольт. Дело в том, что на стандартных кремневых диодах, теряется около 0,65 вольт напряжения. — Эта энергия уходит на нагрев диода. На диодах Шотки, теряется примерно 0,2 вольта. Так как в диодном мосте ток протекает через два диода, то на нем теряется 1,3 вольта, в случае кремневых диодов, или 0,4 вольта, в случае диодов Шотки.

Увеличение номинала конденсатора, может лишь уменьшить пульсации, при условии, что трансформатор способен выдавать достаточный ток, но не увеличить напряжение. Хотя, конечно, в некоторых случаях, этого бывает достаточно, чтобы прибор заработал.

Если вы немного разбираетесь в электронике

, то можно применить следующую схему, умножителя напряжения.

Здесь напряжение повышается в два раза, естественно за счет уменьшения максимального тока, тоже в два раза.

Если вам необходимо увеличить напряжение во много раз, то можете применить следующую схему:

Чем больше в диодов и конденсаторов будет в цепочке, тем выше напряжение, тем ниже ток.

Во многих случаях, самый рациональный способ повышения напряжения, это увеличение количества витков вторичной обмотки трансформатора.

Какой бы метод вы не избрали, стоит помнить о габаритной мощности трансформатора. Мощность это ток, умноженный на напряжение P=U*I. Если в результате повышения напряжения с трансформатора будет отбираться завышенный ток, то габаритная мощность может быть превышена и трансформатор сгорит.

Что будет если подключить диодный мост к трансформатору!?-Пояснение опыта.

Как-то давно попалось видео с заголовком: «Что будет если подключить диодный мост к трансформатору!? — Опыт». Посмотреть можно здесь. Для меня ответ на вопрос был очевиден сразу, я думаю, для многих тоже, наверное потому и комментарии к видео отключены, видимо в основном были нецензурные.

Прошло время, я уже и забыл. Но в интернете еще несколько раз попадались схемы, затрагивающие подобную тематику. Например, такие:

Однако я не встретил ни одного внятного пояснения затронутых в этой теме процессов.

Или потому, что всем все очевидно и ясно, или по другим причинам. Но просмотры на видео, с которого я начал, давно превысили миллион.

Почему я считаю эту тему интересной? Потому, что после двухполупериодного выпрямления напряжение становится пульсирующим и его частота, по сравнению с частотой сети, повышается в два раза и становится равной 100 Гц.

Как известно, при расчете габаритной мощности трансформаторов частота входит в числитель. Вот пример формулы:

Габаритная мощность трансформатора, в ваттах, на конкретно выбранном сердечнике определяется по формуле:

Это говорит о том, что, повысив частоту в 2 раза мы можем на том же сердечнике что для 50 Гц изготовить трансформатор в два раза большей мощности. Представляете, сварочный трансформатор на частоте 50 Гц весит, например, 20 кг,  а на частоте 100 Гц будет в 2 раза меньше, всего 10 кг. Выгодно, не правда ли?

Так почему же это не делают?

Ниже на рисунке показаны напряжения на входе и выходе двухполупериодного выпрямителя:

Рассмотрим эти графики подробнее:

Верхний график, это напряжение в сети. Его частота 50 Гц, период (Т) 20 мс. Есть положительная “+” и отрицательная “–“ полуволна. Они компенсируют друг друга и постоянная составляющая равна 0 (зеленая линия).

Нижний график, после двухполупериодного выпрямителя отрицательная полуволна перевернута вверх, она стала такая же, как и положительная из-за чего период (Т) уменьшился в 2 раза стал равен 10мс. Соответственно частота 100 Гц. Поскольку теперь положительная и отрицательная полуволна не компенсируют друг друга, постоянная составляющая (зеленая линия) на уровне около 0,707 от амплитудного значения, т.е. равна действующему значению напряжения.

Что же будет с сердечником трансформатора при подаче на него напряжения как на верхнем графике и на нижнем?

Ток через обмотку трансформатора в первом случае (верхний график) в течение периода меняет свое направление и сердечник перемагничивается. Индуктивное сопротивление обмотки равно:

ХL = R + 2πfL

Где: Rактивное, омическое сопротивление провода обмотки

      2πfL  реактивное (индуктивное) сопротивление обмотки.

При ненамагниченном сердечнике основное сопротивление носит индуктивный характер, именно оно определяет величину тока через обмотку. Активное сопротивление, это сопротивление провода, оно вносит потери и снижает КПД.

Во втором случае (нижний график), когда есть постоянная составляющая тока, она намагничивает сердечник. Диполи один раз развернулись вдоль магнитных линий и застыли. Они не поворачиваются туда-сюда, как в первом случае. По этой причине индуктивное сопротивление обмотки становится малым, практически нулевым, как вроде обмотка без сердечника. Величину тока в основном определяет омическое сопротивление обмотки R, которое в разы меньше индуктивного. Из-за чего ток растет до недопустимых значений и провод обмотки перегорит. Естественно трансформатор не может выполнять свои функции.

Но тема актуальна и народ не теряет к ней интерес.

Самое простое, что можно сделать, отсечь постоянную составляющую при помощи конденсатора, как показано на этой схеме:

Недостаток в том, что для перезаряда конденсатора нужен резистор R. Его мощность соизмерима с мощностью нагрузки, это понижает КПД схемы настолько, что смысл теряется.

Есть патенты на данную тему. Например, такой:

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой на двух диодах 5 и 6. С целью компенсации постоянной составляющей на сердечнике размещена дополнительная обмотка 3 с формирователем на элементах 8,9,10,11. Но это эффективно на более высоких частотах и небольших мощностях.

Есть еще такие удвоители частоты, где используется сдвиг фаз на 90 град.

Но опять же, это для небольших мощностей и более высоких частот.

Так что на сегодня самым реальным методом уменьшения габаритов источников питания является выпрямление напряжения сети, а затем питание от этого постоянного напряжения генераторов и мощных оконечных усилителей. Эти устройства работают на частотах десятков килогерц и трансформаторы выполняют на ферритах или сердечниках из распыленного железа с распределенным магнитным зазором. Именно так делают импульсные блоки питания и сварочные инверторы.

Материал статьи продублирован ан видео:

 

 

Ректификация

Исследование необходимых компонентов для такой лифтовой техники, как частотно-регулируемые приводы

Первыми системами распределения электроэнергии Томаса Эдисона, начавшимися в нижнем Манхэттене, штат Нью-Йорк, были системы постоянного тока, но переменный ток быстро завоевал долю рынка и вскоре стал преобладать. Формат переменного тока, разработанный Николой Тесла и Джорджем Вестингаузом, имел несколько ключевых преимуществ, поэтому он стал универсальным стандартом. Во-первых, переменный ток можно легко повысить для эффективного распределения или понизить для удобного для пользователя питания на нисходящем конце.Единственное необходимое устройство — это относительно недорогой трансформатор с простыми входными и выходными соединениями. Отношение входного напряжения к выходному такое же, как отношение количества витков на входной и выходной обмотках. Повышающий трансформатор не обеспечивает свободной энергии, потому что обмотка с более низким напряжением несет больший ток в амперах.

Цели обучения

Прочитав эту статью, вы должны были узнать о:
♦ Сравнение переменного и постоянного тока для различных приложений
♦ Основные области применения постоянного тока для лифтов
♦ Схема и выходы для различных типов выпрямителей
♦ Типы фильтрации
♦ Анатомия VFD

Еще одно важное преимущество переменного тока состоит в том, что по сравнению с постоянным током меньше проблем с коррозией.Всякий раз, когда электроны пересекают границу, где соединяются два разных металлических проводника, и, в меньшей степени, когда они представляют собой один и тот же металл, происходит окисление и растет менее проводящий барьер. Это связано с неизбежной электрохимической реакцией. Любой, кто имел дело с корродированными клеммами автомобильных аккумуляторов, имел опыт с этим. Когда электрическая энергия является переменным током, из-за изменения полярности химическая реакция постоянно меняет направление, стремясь отменить накопление коррозии, что является еще одним преимуществом переменного тока.

Переменный ток, поставляемый в дом, офис или на завод, подходит для освещения, нагрева и других резистивных нагрузок, и он работает с электродвигателями переменного тока, включая широко распространенные асинхронные электродвигатели, а также менее распространенные синхронные электродвигатели переменного тока. Но есть много приложений, где требуется постоянный ток. Электронное оборудование есть повсюду, от аудио, видео и всевозможных гаджетов в доме, до сетей передачи данных и телефонных систем в офисе, до программируемых логических контроллеров и систем управления на заводе, чтобы упомянуть несколько примеров.Их всех объединяет абсолютная зависимость от полупроводниковых устройств. Если вы посчитаете каждый дискретный полупроводник, а также такие устройства в интегральных схемах, их, несомненно, исчисляются огромными триллионами. Общим для большинства из них является то, что для работы им требуется питание постоянного тока. Он может питаться от батареи, но очень часто используется источник постоянного тока.

Источник питания постоянного тока может быть внутри корпуса оборудования или встроен в шнур питания, который подключается к розетке переменного тока.В любом случае, эти блоки питания имеют определенные общие элементы. Сначала питание в помещении обычно подается на входные клеммы понижающего трансформатора. Если на входе 120 В переменного тока, и если первичная обмотка имеет 500 витков, а вторичная обмотка — 50 витков, на выходе будет 12 В, напряжение, очень подходящее для многих электронных схем. (Выходное напряжение будет немного меньше из-за магнитных и электрических потерь в трансформаторе, что измеряется процентом его КПД.) Вторичная обмотка может иметь один или несколько центральных отводов, обеспечивающих различные более низкие напряжения по мере необходимости во всем оборудовании.Кроме того, можно включить делитель напряжения, состоящий из цепи резисторов, для обеспечения вспомогательных напряжений.

Следующим элементом источника питания является выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный. В приложениях с низким энергопотреблением это довольно недорогое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов. Начнем с самого простого, хотя и не самого эффективного: однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода, включенного последовательно с нагрузкой, или, в случае трехфазного питания, трех диодов, по одному на каждой ножке.

Суть диода в том, что когда он смещен в прямом направлении, он проводит, а когда он смещен в обратном направлении, он не проводит. По определению прямое смещение существует, когда на анод подается положительное напряжение, а на катод — отрицательное. Обратное смещение существует, когда на анод подается отрицательное напряжение, а на катод — положительное напряжение.

Когда один диод (три диода для трехфазной цепи) включен последовательно с источником питания и нагрузкой, он быстро переключается с прямого смещения на обратное и обратно. Это ясно, если вы посмотрите на форму входного напряжения. Выходной сигнал равен нулю в половине случаев, а в другой половине времени он находится в диапазоне от нуля до пикового напряжения и обратно до нуля. Это называется пульсирующим постоянным током. Это устройство является самым простым выпрямителем, но у него есть серьезные недостатки:

  • Среднее выходное напряжение низкое, потому что половину времени оно находится между пиковым напряжением и нулем, а в другой половине времени оно равно нулю, что приводит к низкой полезной выходной мощности и увеличению потерь в выпрямителе в виде теплоотвода.
  • Имеется ярко выраженная пульсация, поэтому требуется большая фильтрация, если требуется ровный выход постоянного тока.
  • Вся нагрузка приходится на один диод, для которого требуется более высокая номинальная мощность или сокращенный срок службы.
  • Таким образом, однополупериодный выпрямитель не подходит для большинства приложений, за исключением элементарного зарядного устройства или аппарата дуговой сварки постоянным током, где допустимы пульсации постоянного тока.

В однополупериодном выпрямителе, без учета КПД менее 100%, выход постоянного тока без нагрузки определяется двумя формулами:

В СКЗ = В пик /2 (Уравнение 1)

В постоянного тока = В пик / π (Уравнение 2)

Среднеквадратичное значение (RMS) — это метод расчета эффективного переменного напряжения, которое меньше пикового напряжения и больше нуля, но не точно посередине между ними.Вы можете задаться вопросом, какое отношение к этому имеет π, отношение диаметра окружности к длине окружности. Это связано с вращательной природой генератора, который выдает синусоидальную волну, и с полным охватом круга вектором, амплитуда которого равна его радиусу.

Двухполупериодные выпрямители сложнее, чем однополупериодные. Существует несколько разновидностей, каждая из которых отличается тем, что требуется более одного диода, даже для однофазного питания.

Одно из преимуществ двухполупериодного выпрямителя и основная причина того, что он более распространен, чем полуволновый выпрямитель, заключается в том, что используется вся входная форма волны. Дополнительные диоды, помимо одного диода для полуволнового выпрямления, необходимы для обработки как отрицательной, так и положительной части входа. Поскольку весь ввод проходит через устройство, выходное напряжение выше.

Есть варианты, но в основном есть два типа двухполупериодных выпрямителей. Требуется трансформатор, имеющий вторичную обмотку с центральным отводом и двумя диодами. Другой тип двухполупериодного устройства, известный как мостовой выпрямитель, требует четырех диодов, но он работает с любым источником переменного тока.Трансформатор с обмоткой с центральным отводом не нужен. В качестве компромисса используется четыре диода (а не два или один, как в однополупериодном выпрямителе).

Для получения того же выходного напряжения, что и у мостового выпрямителя, двухдиодный двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением должен иметь в два раза больше витков во вторичной обмотке. Номинальная мощность не изменилась. Следующее уравнение используется для определения выходного напряжения холостого хода однофазного двухполупериодного выпрямителя:

В постоянного тока = 2 В ПИК / π (Уравнение 3)

Следующее уравнение используется для определения среднеквадратичного выходного значения холостого хода однофазного двухполупериодного выпрямителя:

В СКЗ = В ПИК / √2 (Уравнение 4)

Трехфазные выпрямители необходимы в приложениях с более высокой мощностью, где конструкция требует разделения трехфазного источника переменного тока на три отдельные двухпроводные цепи постоянного тока для балансировки нагрузки. Подобно однофазному выпрямлению, трехфазное выпрямление может быть выполнено с помощью нескольких конфигураций.

Для трехфазного выпрямления часто используются тиристоры, а не диоды, так как выходное напряжение регулируется. Многие генераторы, которые обеспечивают выход постоянного тока, на самом деле являются устройствами трехфазного переменного тока. Это потому, что генерация трехфазного переменного тока проста и эффективна. Знакомый автомобильный генератор на 12 В на самом деле представляет собой трехфазный генератор переменного тока с внутренними диодами, которые выпрямляют выходной сигнал.

Трехфазный однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода, установленного в линию для каждой фазы. Обратной стороной этой конкретной схемы является то, что на выходе постоянного тока присутствует сильная гармоническая составляющая. Он также присутствует на входных клеммах переменного тока, вызывая проблемы в другом локальном оборудовании и даже на внешних объектах и, в конечном итоге, в коммунальном хозяйстве. Однако, поскольку выход состоит из трех объединенных полуволн, проблема фильтрации не столь остра, как в однофазном полуволновом выпрямителе.На цикл переменного тока приходится три импульса.

Гармоническая составляющая на выходе снижается в трехфазном двухполупериодном выпрямителе с трансформатором с центральным отводом. Этот тип выпрямителя имеет шесть диодов, по одному на каждом конце каждой вторичной обмотки. На каждый цикл переменного тока приходится шесть импульсов.

Вход трехфазного мостового выпрямителя представляет собой трехфазный источник питания без центрального отвода. Выходное напряжение постоянного тока без нагрузки для трехфазного двухполупериодного диодного выпрямителя определяется по следующей формуле:

В постоянного тока = 3√3 В ПИК / π (Уравнение 5)

В ПИК относится к пиковому значению входных напряжений между фазой и нейтралью.

Этот шестипульсный выпрямитель является усовершенствованием по сравнению с однофазными выпрямителями и трехфазными полуволновыми выпрямителями в отношении величины гармонических искажений, присутствующих как на входных, так и на выходных клеммах, но эти гармоники по-прежнему представляют значительную мощность.

Когда требуется выходная мощность большой мощности, обычно используется 12-пульсный мостовой выпрямитель, чтобы поддерживать гармоники на низком уровне. Он состоит из двух последовательно включенных шестипульсных выпрямителей. Преимущество состоит в том, что при подключении переменного тока на выходе трансформатора, где два моста разнесены на 30 °, шестиимпульсные гармоники подавляются.

Для лифтов, за исключением механизма открывания дверей и вентилятора автомобиля, обычно используются трехфазные двигатели. Практически все они используют частотно-регулируемые приводы (ЧРП). Эти устройства имеют внешнее выпрямление, поскольку для питания секции инвертора требуется постоянный ток. ЧРП широко используются на промышленных объектах, водонасосных станциях и везде, где трехфазные асинхронные двигатели переменного тока должны иметь регулировку скорости и крутящего момента.

Секция выпрямителя необходима и должна быть в хорошем состоянии для оптимальной работы частотно-регулируемого привода. ЧРП работает путем преобразования переменного тока, подаваемого на вход, в постоянный. Этот ток передается по шине постоянного тока в последнюю секцию частотно-регулируемого привода, где он снова переключается на переменный ток для питания двигателя. Этот переменный ток не является обычным синусоидальным сигналом (в том виде, в каком он подается в помещение от электросети). Вместо этого это форма электроэнергии с широтно-импульсной модуляцией, которая содержит информацию, необходимую для управления скоростью, направлением и крутящим моментом двигателя в ответ на автоматические или ручные команды.

Выход VFD создается либо кремниевыми выпрямителями, либо биполярными транзисторами с изолированным затвором (IGBT).Переключение с широтно-импульсной модуляцией, выполняемое IGBT, передается по несущей, частота которой является частным значением, определяемым производителем частотно-регулируемого привода.

Возвращаясь к секции выпрямителя, трехфазный двухполупериодный диодный мостовой выпрямитель преобразует трехфазную мощность переменного тока в мощность постоянного тока, хранящуюся в электролитических конденсаторах большой емкости. Мощность постоянного тока передается в секцию инвертора по шине постоянного тока.

Обычно напряжение на шине постоянного тока в 1,414 раза превышает среднеквадратичное линейное напряжение переменного тока.Итак, для устройства на 480 В ожидайте увидеть 678 В на шине постоянного тока. Измеренный с помощью портативного осциллографа с батарейным питанием и изолированными от земли и друг от друга входами, постоянный ток должен быть на полном значении независимо от нагрузки и практически без пульсаций. Чтобы почувствовать это, нужно осмотреть хорошо работающий агрегат. Если эти параметры не соответствуют требованиям, следующим шагом будет выключение устройства и тестирование устройств. Перед продолжением отключите и заблокируйте питание.

Следует подчеркнуть, что конденсаторы являются устройствами накопления энергии, и они могут вызвать смертельный удар через долгое время после отключения питания частотно-регулируемого привода.Конденсаторы не должны закорачиваться путем наложения отвертки на клеммы или аналогичных способов. Вместо этого подключите силовой резистор и сбросьте напряжение. Затем проверьте напряжение, используя процедуры отказоустойчивого резервирования. Даже в этом случае нет необходимости прикасаться к открытым клеммам. Диоды и конденсаторы можно проверить с помощью специализированных приборов или хорошего надежного мультиметра, желательно с функциями проверки диодов и конденсаторов.

Тщательно очистите и переделайте все заделки.Иногда соединение будет выглядеть хорошо для омметра, но в случае высокого напряжения / сильного тока оно не сработает. Используя обычные методы, секцию выпрямителя следует тщательно протестировать и проверить, прежде чем продолжить.

Выходной сигнал выпрямителя, если смотреть на экране осциллографа, обычно находится выше или ниже оси X, но амплитуда колеблется по графику, определяемому входом переменного тока выпрямителя. Это колебание, известное как пульсация, можно измерить с помощью осциллографа или мультиметра, установленного на функцию усилителя.

Пульсация допустима в некоторых приложениях, таких как зарядка аккумулятора, где это может быть полезно, поскольку это связано с рабочим циклом. Но в большинстве случаев этого следует избегать. Ripple может вызвать гудение переменного тока в звуковом оборудовании или, в другом месте, искажение видео или повреждение данных. К счастью, пульсации можно устранить, включив тщательно подобранные устройства в электронную схему после самого выпрямителя. Наиболее очевидный способ сделать это — разместить конденсаторы поперек нагрузки. В частотно-регулируемом приводе с трехфазным выпрямителем два конденсатора с анодами задними сторонами шунтируются через шину постоянного тока.Между двумя конденсаторами имеется заземление. Конденсаторы накапливают электрическую энергию в высоких точках и высвобождают ее в низких точках, выполняя функцию сглаживания мощности постоянного тока. Другой способ взглянуть на это состоит в том, что конденсаторы имеют меньшее сопротивление для флуктуирующей пульсации, чем для постоянного тока, который, следовательно, шунтируется на землю.

Из-за заземления обе линии шины постоянного тока привязаны к потенциалу земли и плавают над ним. По этой причине заземленный настольный осциллограф нельзя подключить к шине постоянного тока (если не используется дифференциальный пробник).Портативный осциллограф с батарейным питанием здесь хорошо работает.

Дополнительная фильтрация достигается за счет включения катушек индуктивности, известных как «дроссели», в последовательной конфигурации в каждую из двух линий шины постоянного тока. Это катушки с проволочной обмоткой с железными сердечниками, необходимые при относительно низкой частоте, и они обеспечивают более низкий импеданс для желаемого постоянного тока, блокируя при этом пульсации переменного тока.

Секция инвертора VFD, не говоря уже о двигателе, лучше работает с питанием постоянного тока без пульсаций.Поскольку катушки индуктивности могут периодически или постоянно открываться или иметь короткое замыкание обмоток, эти устройства следует проверять при обнаружении пульсаций.

Также используются другие средства уменьшения пульсации. Если нагрузка постоянного тока особенно чувствительна к пульсации (и, особенно, если она потребляет очень большой ток), разработчики размещают устройство регулятора напряжения на выходе фильтрующего конденсатора (конденсаторов). Для работы регулятора обычно требуется минимальное напряжение, поэтому конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы предотвратить чрезмерные провалы.Еще одним преимуществом регулятора напряжения в этой конфигурации является то, что он компенсирует изменения входного переменного тока выпрямителя, а также изменения подключенной нагрузки.

Электродвигатели лифтов постоянного тока

до сих пор используются во многих устаревших установках. Когда заказывается ремонт лифта, есть выбор между установкой нового асинхронного двигателя переменного тока с частотно-регулируемым приводом или восстановлением существующего двигателя постоянного тока. Во многих случаях принято решение остановиться на двигателе постоянного тока.

В свое время коммунальные предприятия обеспечивали параллельную систему распределения постоянного тока, чтобы владельцы зданий могли приводить в действие свои лифты.Некоторые из этих систем остаются, но они все чаще выводятся из употребления. Таким образом, мощность постоянного тока должна быть получена из переменного тока с помощью местного выпрямителя. Такие блоки легко доступны как автономное оборудование в специальном корпусе. У старого выпрямителя, скорее всего, будут предохранители, а в случае выхода из строя замена может оказаться недоступной, поэтому предпочтительнее использовать новый выпрямитель с автоматическими выключателями.

Помимо подачи постоянного тока смещения для полупроводников, выпрямители еще одним применением являются их роль в преобразовании постоянного тока.Поскольку трансформаторы эффективны для изменения только переменного напряжения, для преобразования постоянного напряжения требуются более сложные средства. Для уменьшения постоянного напряжения можно использовать резистор, создающий делитель напряжения. Эта схема связана с потерей энергии, рассеиваемой в виде тепла на поверхности резистора. Более того, это не единичное стабильное напряжение, а зависит от нагрузки и может меняться. Истинное преобразование напряжения требует более сложной схемы. Один из способов — использовать инвертор для изменения подачи постоянного тока на переменный.Затем оно изменяется до желаемого напряжения с помощью трансформатора, а затем выпрямляется обратно на постоянный ток. Инвертор часто выдает частоту выше, чем обычная электросеть, 50 или 60 Гц, поэтому трансформатор может быть меньше и работать более эффективно. Часто используется частота более 10 кГц.

Другое применение выпрямителей — обнаружение амплитудно-модулированных радиосигналов после радиочастотного (РЧ) усиления. Первоначально это было сделано с помощью «кошачьего уса».Изобретенный примерно в 1904 году, он состоял из тонкой проволоки, заостренный конец которой опирался на кристалл галенита, образуя полупроводниковый переход. Это была настоящая форма выпрямления и извлечения аудиоинформации из несущей РЧ волны. Улучшенные характеристики пришли с ламповым диодом, у которого были анод и катод, нагреваемые светящейся нитью накала. В настоящее время обнаружение выполняет твердотельный диод.

Выпрямитель — это определяющий элемент в аппарате для дуговой сварки постоянным током, который обеспечивает исключительно высококачественную сварку.Вместо диодов используются тиристоры, обеспечивающие управляемый выход.

Диодное выпрямление просто и эффективно. Он заменил электромеханические выпрямители, которые были дорогостоящими и потребляли энергию во вращательных и вибрационных устройствах. Точно так же электролитический выпрямитель использовался 100 лет назад, но сейчас он устарел. Были также ртутно-дуговые клапаны, электронные лампы на газе аргоне, выпрямители на основе селена и оксида меди и другие устройства, но с приходом твердотельной эпохи то, что мы наблюдаем, в основном основано на кремнии.

Вопросы для обучения и подкрепления

Используйте приведенные ниже вопросы для подкрепления обучения, чтобы подготовиться к экзамену по непрерывному образованию, доступному на сайте www.elevatorbooks.com или на стр. 137 этого выпуска.
♦ Почему переменный ток предпочтительнее в системах распределения электроэнергии?
♦ Зачем нужен постоянный ток в электронном оборудовании?
♦ Каковы основные схемы выпрямителя?
♦ Как рассчитывается напряжение в шине постоянного тока частотно-регулируемого привода?
♦ Когда тиристоры используются в выпрямителях?

Полупериодный выпрямитель — Полупериодный выпрямитель положительной и отрицательной полярности

А выпрямитель не что иное, как простой диод или группа диодов, которая преобразует переменный Ток (переменный ток) в постоянный Ток (постоянный ток).

ср знайте, что диод пропускает электрический ток в одном направлении и блокирует электрический ток в другом направлении. Мы используя этот принцип для построения различных типов выпрямители.

Выпрямители находятся классифицируются на разные типы в зависимости от количества диоды, используемые в цепи или расположение диодов в схема.Основные типы выпрямителей: полуволновые выпрямитель и полный волновой выпрямитель.

Давай взгляните на однополупериодный выпрямитель ….

Полуволна выпрямитель определение

Полуволна выпрямитель — это тип выпрямителя, который преобразует положительный полупериод (положительный ток) входного сигнала в пульсирующий выходной сигнал постоянного тока.

или

Полуволна выпрямитель — это тип выпрямителя, который позволяет только половину цикл (либо положительный полупериод, либо отрицательный полупериод) входного сигнала переменного тока, в то время как другой полупериод заблокирован.

Для Например, если положительный полупериод разрешен, то отрицательный полупериод заблокирован.Аналогично, если отрицательный допускается полупериод, тогда положительный полупериод равен заблокирован. Однако однополупериодный выпрямитель не позволит положительные и отрицательные полупериоды одновременно.

Следовательно, полупериод (положительный или отрицательный) входа сигнал теряется.

Что такое однополупериодный выпрямитель?

однополупериодный выпрямитель — это простейшая форма выпрямителя.Мы используем только один диод для построения полуволны выпрямитель.

однополупериодный выпрямитель состоит из источника переменного тока, трансформатора (понижающий), диод и резистор (нагрузка). В диод ставится между трансформатором и резистором (нагрузкой).

переменного тока источник

Источник переменного тока подает в цепь переменный ток.В переменный ток часто представлен синусоидальным форма волны.

Трансформатор

Трансформатор это устройство, которое снижает или увеличивает напряжение переменного тока. В понижающий трансформатор снижает напряжение переменного тока с высокого до низкий, тогда как повышающий трансформатор увеличивает напряжение переменного тока от низкого до высокого. В однополупериодных выпрямителях обычно используется понижающий трансформатор, потому что напряжение для диода нужно очень мало.Применяя большой Напряжение переменного тока без использования трансформатора будет постоянно разрушить диод. Так что используем понижающий трансформатор пополам волновой выпрямитель. Однако в некоторых случаях мы используем повышающий трансформатор.

В понижающий трансформатор, первичная обмотка имеет больше витков, чем вторичная обмотка. Так что ступенька трансформатор снижает напряжение от первичной обмотки до вторичная обмотка.

Диод

А диод — двухполюсное устройство, пропускающее электрический ток. в одном направлении и блокирует электрический ток в другом направление.

Резистор

А резистор — это электронный компонент, ограничивающий текущий поток до определенного уровня.

Полуволна выпрямительный режим

Положительная половина волновой выпрямитель

Когда высокий Подается переменное напряжение (60 Гц), понижающий трансформатор снижает это высокое напряжение до низкого напряжения.Таким образом, низкий напряжение создается на вторичной обмотке трансформатор. Низкое напряжение на вторичной обмотке. обмотка трансформатора называется вторичным напряжением ( V S ). Напряжение переменного тока или сигнал переменного тока, подаваемые на трансформатор, равны ничего, кроме входного сигнала переменного тока или входного переменного напряжения.

низкое переменное напряжение, создаваемое понижающим трансформатором, составляет применяется непосредственно к диоду.

Когда на диод (D) подается низкое переменное напряжение, во время положительный полупериод сигнала, диод вперед смещен и пропускает электрический ток, тогда как во время отрицательный полупериод, диод обратный смещен и блокирует электрический ток. Простыми словами, диод допускает положительный полупериод входного переменного тока сигнал и блокирует отрицательный полупериод входного переменного тока сигнал.

положительный полупериод входного сигнала переменного тока или напряжения переменного тока приложенное к диоду аналогично прямому напряжению постоянного тока применительно к диоду с p-n переходом аналогично отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока, подаваемого на диод, составляет аналогично обратному постоянному напряжению, приложенному к p-n переходной диод.

ср знайте, что диод пропускает электрический ток, когда он направлен вперед смещен и блокирует электрический ток, когда он обратный пристрастный.Точно так же в цепи переменного тока диод позволяет электрический ток в течение положительного полупериода (вперед смещен) и блокирует электрический ток во время отрицательной половины цикл (обратное смещение).

выпрямитель положительной полуволны не полностью блокирует отрицательные полупериоды. Допускает небольшую порцию негатива. полупериоды или небольшой отрицательный ток.Этот ток производятся неосновными носителями в диоде.

ток, производимый неосновными носителями, очень мал. Так им пренебрегают. Мы не видим визуально небольшую часть отрицательные полупериоды на выходе.

В идеальный диод, отрицательные полупериоды или отрицательный ток равно нулю.

резистор, установленный на выходе, потребляет постоянный ток генерируется диодом. Следовательно, резистор также известен как электрическая нагрузка. Выходное постоянное напряжение или постоянный ток измеряется на нагрузочном резисторе R L .

электрическая нагрузка — это не что иное, как электрический компонент цепь, потребляющая электрический ток.В полуволне выпрямитель, резистор потребляет постоянный ток, генерируемый диод. Значит резистор в полуволновом выпрямителе известен как груз.

Иногда, нагрузка также относится к мощности, потребляемой схема.

нагрузочные резисторы используются в однополупериодных выпрямителях для ограничения или заблокировать необычный избыточный постоянный ток, производимый диод.

Таким образом, однополупериодный выпрямитель допускает положительные полупериоды и блокирует отрицательные полупериоды. Полуволновой выпрямитель, который разрешает положительные полупериоды и блокирует отрицательные полупериоды называется положительным полуволновым выпрямителем. Выход DC сигнал тока или постоянного тока, создаваемый положительной полуволной выпрямитель — это серия положительных полупериодов или положительных синусоидальные импульсы.

Сейчас давайте посмотрим на отрицательную полуволну выпрямитель ……..

отрицательный однополупериодный выпрямитель

строительство и работа выпрямителя отрицательной полуволны почти аналогичен выпрямителю с положительной полуволной. Единственное мы меняем вот направление диода.

Когда Подается переменное напряжение, понижающий трансформатор снижает высокое напряжение к низкому напряжению. Это низкое напряжение подается на диод.

В отличие от выпрямитель положительной полуволны, отрицательная полуволна выпрямитель пропускает электрический ток во время отрицательного полупериод входного сигнала переменного тока и блокирует электрический ток в течение положительного полупериода входного сигнала переменного тока.

Во время отрицательный полупериод, диод смещен в прямом направлении и в течение положительного полупериода диод имеет обратное смещение, поэтому выпрямитель отрицательной полуволны пропускает электрический ток только в течение отрицательного полупериода.

Таким образом, выпрямитель с отрицательной полуволной допускает отрицательные полупериоды и блокирует положительные полупериоды.

выпрямитель отрицательной полуволны не полностью блокирует положительные полупериоды. Это позволяет получить небольшую долю положительного полупериоды или небольшой положительный ток. Этот ток производятся неосновными носителями в диоде.

ток, производимый неосновными носителями, очень мал. Так им пренебрегают.Мы не можем визуально увидеть этот маленький положительный полупериоды на выходе.

В идеальный диод, положительный полупериод или положительный ток равно нулю.

Постоянный ток или постоянное напряжение, создаваемое отрицательной полуволной Выпрямитель измеряется на нагрузочном резисторе R L . Выходной постоянный ток или сигнал постоянного тока, создаваемый отрицательным полуволновой выпрямитель — это серия отрицательных полупериодов или отрицательные синусоидальные импульсы.

Таким образом, a выпрямитель отрицательной полуволны производит серию отрицательных синусоидальные импульсы.

В идеале или идеальный диод, положительный полупериод или отрицательный полупериод цикл на выходе точно такой же, как на входе положительный полупериод или отрицательный полупериод. Однако в практика, положительный полупериод или отрицательный полупериод при вывод немного отличается от ввода положительный полупериод или отрицательный полупериод.Но эта разница незначительна. Итак, мы не видим разница с нашими глазами.

Таким образом, однополупериодный выпрямитель производит серию положительных синусоидальные импульсы или отрицательные синусоидальные импульсы. Эта серия положительных или отрицательных импульсов не является прямым Текущий. Это пульсирующий постоянный ток.

пульсирующий постоянный ток меняет свое значение за короткий период время. Но наша цель — произвести постоянный ток, который не менять свое значение за короткий промежуток времени. Следовательно, пульсирующий постоянный ток не особо полезен.

Полуволна выпрямитель с конденсаторным фильтром

А фильтр преобразует пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток.В однополупериодных выпрямителях конденсатор или индуктор используется в качестве фильтра для преобразования пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток.

выходное напряжение, создаваемое полуволновым выпрямителем, не постоянный; он меняется со временем. В практике В приложениях требуется постоянное напряжение питания постоянного тока.

В чтобы обеспечить постоянное напряжение постоянного тока, нам необходимо подавить рябь постоянного напряжения.Этого можно добиться, используя либо конденсаторный фильтр, либо катушечный фильтр на выходе боковая сторона. В схеме ниже мы используем конденсатор фильтр. Конденсатор, установленный на выходной стороне, сглаживает пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный ток.

Характеристики из однополупериодный выпрямитель

Коэффициент пульсации

постоянный ток (DC), создаваемый однополупериодным выпрямителем, не чистый постоянный ток, но пульсирующий постоянный ток.На выходе пульсирующий постоянный ток сигнал, находим рябь. Эти колебания на выходе DC сигнал может быть уменьшен с помощью фильтров, таких как конденсаторы и индукторы.

В чтобы измерить количество пульсаций на выходе постоянного тока сигнал, мы используем фактор, известный как коэффициент пульсации. Рябь Фактор обозначается γ .

фактор пульсации говорит нам о количестве ряби, присутствующей в выходной сигнал постоянного тока.

А большой коэффициент пульсации указывает на сильный пульсирующий сигнал постоянного тока в то время как низкий коэффициент пульсации указывает на низкий пульсирующий постоянный ток сигнал.

Если коэффициент пульсации очень низкий, это означает, что выходной постоянный ток ближе к чистому постоянному току. В простыми словами, чем ниже коэффициент пульсации, тем плавнее выходной сигнал постоянного тока.

Пульсация фактор математически можно определить как отношение среднеквадратичного значения Переменная составляющая выходного напряжения на постоянную составляющую выходное напряжение.

Рябь фактор = действующее значение переменной составляющей выходного напряжения / постоянного тока составляющая выходного напряжения

Где, среднеквадратичное значение = среднеквадратичное значение

или

Рябь коэффициент также просто определяется как отношение пульсаций напряжения к напряжению постоянного тока

Пульсация фактор = Отношение пульсаций напряжения к постоянному напряжению

коэффициент пульсации должен быть минимальным, чтобы построить хороший выпрямитель.

коэффициент пульсации равен

.


Наконец, получаем

γ = 1,21

нежелательная пульсация присутствует на выходе вместе с постоянным током напряжение составляет 121% от величины постоянного тока.Это указывает на то, что однополупериодный выпрямитель не является эффективным преобразователем переменного тока в постоянный. Сильную пульсацию в полуволновом выпрямителе можно уменьшить. с помощью фильтров.

Постоянный ток

Постоянный ток равен,

Где,
I max = максимальный постоянный ток нагрузки

Выход Напряжение постоянного тока (В

В постоянного тока )

выходное напряжение постоянного тока (V DC ) — напряжение появилось на нагрузочном резисторе (R L ).Это напряжение полученный умножением выходного постоянного тока на нагрузку сопротивление R L .

Это математически можно записать как,

В постоянного тока = I постоянного тока R L

выходное постоянное напряжение равно,

Где, В Smax = Максимальное вторичное напряжение

Пик обратный напряжение (PIV)

пик обратное напряжение — максимальное обратное напряжение смещения до который выдерживает диод.Если приложенное напряжение больше, чем пиковое обратное напряжение, диод будет уничтожен.

Во время положительный полупериод, диод смещен в прямом направлении и пропустить электрический ток. Этот ток сбрасывается на резисторная нагрузка (RL). Однако во время отрицательного полупериода диод имеет обратное смещение и не допускает электрического ток, поэтому входной переменный ток или переменное напряжение падает на диод.

максимальное падение напряжения на диоде — это не что иное, как вход Напряжение.

Следовательно, пиковое обратное напряжение (PIV) диода = В Smax

Выпрямитель КПД

КПД выпрямителя определяется как отношение выходного постоянного тока мощность на входе переменного тока.

Эффективность выпрямителя однополупериодного выпрямителя составляет 40.6%

Корень среднеквадратичное значение тока нагрузки I

RMS

среднеквадратичное значение тока нагрузки в полуволне выпрямитель


Корень среднеквадратичное значение выходного напряжения нагрузки В

СКЗ
Корень среднеквадратичное значение выходного напряжения нагрузки пополам волновой выпрямитель

Форма фактор

Форма коэффициент определяется как отношение среднеквадратичного значения к Значение постоянного тока

Это математически можно записать как

Ф.F = Действующее значение / значение постоянного тока

форм-фактор полуволнового выпрямителя

F.F = 1,57

Преимущества однополупериодного выпрямителя

  • Мы используем очень мало компонентов для построения полуволнового выпрямителя.Так что стоимость очень низкая.
  • Легко построить

Недостатки из однополупериодный выпрямитель

однополупериодный выпрямитель допускает либо положительный полупериод, либо отрицательный полупериод. Таким образом, оставшаяся половина цикла потрачена впустую. Примерно половина подаваемого напряжения расходуется наполовину. волновой выпрямитель.

постоянный ток, создаваемый однополупериодным выпрямителем, не является чистый постоянный ток; это пульсирующий постоянный ток, который не очень полезен.

  • Производит низкое выходное напряжение.

«Эта статья только около полуволнового выпрямителя. Если вы хотите прочитать о однополупериодный выпрямитель с посещением фильтра: Half волновой выпрямитель с фильтром «

»

Лабораторные эксперименты с электронными устройствами — схемы диодного выпрямителя



НАЗНАЧЕНИЕ И ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Цель этого эксперимента — продемонстрировать характеристики три разные схемы диодного выпрямителя: однополупериодный выпрямитель, с центральным отводом двухполупериодный выпрямитель и двухполупериодный мостовой выпрямитель.Каждый тип вызывает входное напряжение переменного тока, которое должно быть преобразовано в импульсную форму волны, имеющую среднее значение, или постоянный ток, выходное напряжение.

==

НЕОБХОДИМЫЕ ЧАСТИ И ОБОРУДОВАНИЕ

  • Резистор 1 кОм, 1/2 Вт
  • Четыре кремниевых выпрямительных диода 1N4001
  • Трансформатор с центральным отводом, среднеквадратичное значение 12,6 В
  • Осциллограф с двумя трассами
  • ВОМ или цифровой мультиметр
  • Макетная розетка

==

ПОЛЕЗНЫЕ ФОРМУЛЫ

Однополупериодный выпрямитель

(1) Выходное напряжение постоянного тока = V — VB (вход синусоидальной волны)

(2) Диод PIV =

(3) Выходная частота = входная частота

Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом

(4).Выходное напряжение постоянного тока =. (вход синусоидальной волны)

(5). Диод PIV —2В

(6) Выходная частота = 2 x входная частота

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

(7). Выходное напряжение постоянного тока =. (вход синусоидальной волны)

(8) Диод PIV = Vp

(9) Выходная частота = 2 x входная частота

ПРОЦЕДУРА

1. Подключите схему однополупериодного выпрямителя, показанную на рис. 2-1A, осторожно Обратите внимание на полярность диода 1N4001.Ты должен быть очень осторожен убедитесь, что ваши подключения к 117-В первичной обмотке трансформатора должным образом защищены, чтобы вы не получили электрошок, случайно прикоснувшись их. Кроме того, у вас должен быть предохранитель 1/2 A на первичной стороне трансформер. Обратите внимание, что ни один из выводов первичной обмотки трансформатора не заземлен, в то время как вторичный вывод с центральным отводом в этом разделе не используется!

2. Установите на осциллографе следующие приблизительные настройки:

Каналы 1 и 2: 10 В / деление, связь по постоянному току

Развертка времени: 5 мс / деление

Подайте 117 В переменного тока (среднеквадратичное значение) на выводы первичной обмотки трансформатора.Подключите один прицел щуп к анодному выводу диода 1N4001 (точка A), а другой щуп к катодному выводу диода (точка B). Если все работает правильно, вы должны получить формы сигналов, показанные на Рисунке 2-2.

3. Измерьте пиковое вторичное напряжение трансформатора (Vs), а также пиковое напряжение (VP) на резисторе 1 кОм, запись результатов. Находятся два показания одинаковы?


РИСУНОК 2-1 Принципиальная электрическая схема.

Вы должны обнаружить, что эти два показания немного отличаются. Разница напряжений — барьерный потенциал диода (VB), который составляет примерно 0,7 В для кремниевых диодов. Когда пиковое напряжение как минимум в десять раз больше, чем это падение напряжения на диоде, барьерным потенциалом обычно можно пренебречь, так что эти два показания можно считать практически одинаковыми.

4. С помощью VOM или цифрового мультиметра измерьте напряжение постоянного тока (В постоянного тока) на 1 кОм. резистор и запишите результат.Сравните этот результат с полученным из уравнения для среднего или постоянного напряжения полуволнового выпрямителя (Уравнение 1).

Наблюдайте за обеими формами сигнала. Обратите внимание, что частота выпрямленного выхода синусоидальная волна такая же, как и входная синусоида, даже если половина каждый цикл вывода равен нулю. Почему?

5. Отключите питание трансформатора и подключите двухполупериодный центральный ответвитель. схема выпрямителя, показанная на Рисунке 2-1В. Опять же, обратите особое внимание на полярность обоих диодов и подключения к 117-В первичной обмотке трансформатора.Провод с центральным отводом заземлен для этой секции.


РИСУНОК 2–2 Развертка времени: 5 мс / деление.

6. Теперь установите для вашего осциллографа следующие приблизительные настройки:

Каналы 1 и 2: 5 В / деление, связь по постоянному току

Развертка времени: 5 мс / деление

Подайте 117 В переменного тока (среднеквадратичное значение) на выводы первичной обмотки трансформатора. Подключите один зонд к анодному выводу диода 1N4001 (точка A), а другой датчик к одному из катодных выводов диода (точка B).Если все работает правильно, вы должны получить формы сигналов, показанные на Рисунке 2–3.

7. Измерьте пиковое вторичное напряжение трансформатора (Vs) относительно заземленный центральный отвод, а также пиковое напряжение (Vp) на 1 кОм. резистор, записывая ваши результаты. Как эти показания сравнивать с шагами 3? Пиковое вторичное напряжение должно быть вдвое меньше, чем у ступенчатого. 3.

8. С помощью VOM или цифрового мультиметра измерьте напряжение постоянного тока (В постоянного тока) на 1 кОм. резистор и запишите результат.Сравните этот результат с полученным из уравнения для среднего или постоянного напряжения двухполупериодной выпрямитель (уравнение 4).

Наблюдайте за обеими формами сигнала. Обратите внимание, что частота выпрямленного выхода синусоида теперь вдвое больше, чем входная синусоида. Почему?

9. Отключите питание трансформатора и подключите двухполупериодный мост. схема выпрямителя показана на Рисунке 2-1С. Обратите особое внимание на полярность всех четырех диодов и подключений к 117-вольтовой первичной обмотке трансформатора.В этом разделе не используется вывод с центральным отводом. Снимите осциллограф щуп от анода диода.


РИСУНОК 2–3: Развертка времени: 5 мс / деление

10. Подайте 117 В переменного тока (среднеквадратичное значение) на первичные выводы трансформатора. С каналом установлен на связь по постоянному току, подключите только зонд к незаземленному проводу Резистор 1 кОм (точка А). Если все работает правильно, вам следует получить ту же форму двухполупериодного выпрямленного сигнала, полученную на шаге 6.

11.Измерьте пиковое напряжение (Vp) на резисторе 1 кОм, записав ваш результат. Как это значение для V соотносится с шагов 3 и 7?

Пиковое вторичное напряжение должно быть таким же, как на шаге 3, и вдвое больше. шага 7. Кроме того, вы должны обнаружить, что пиковое напряжение на Резистор 1 кОм меньше вторичного напряжения в два раза больше барьера потенциал. Почему?

12. С помощью VOM или цифрового мультиметра измерьте постоянное напряжение (В) на резисторе 1 кОм. и запишите свой результат.Сравните этот результат с полученным из уравнения для среднего или постоянного напряжения двухполупериодного мостового выпрямителя (Уравнение 7).

Наблюдайте за обеими формами сигнала. Обратите внимание, что частота выпрямленного выхода синусоида вдвое больше, чем входная синусоида. Почему?

ЧТО ВЫ СДЕЛАЛИ

В этом эксперименте сравнивались выходные характеристики трех типов выпрямителей. схемы: однополупериодный выпрямитель, двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом вторичная обмотка трансформатора и двухполупериодный мостовой выпрямитель.Каждый преобразует переменное напряжение в импульсный сигнал со средним выходным напряжением или постоянным напряжением.

Работа полнополупериодного выпрямителя с центральным отводом — Учебные пособия

В нашем предыдущем обсуждении выпрямителей мы обсуждали двухполупериодные выпрямители и их отличия от однополупериодных выпрямителей. Мы также обсудили один тип двухполупериодного выпрямителя, мостовой двухполупериодный выпрямитель, и узнали, как он работает для выпрямления как положительных, так и отрицательных полупериодов входного переменного тока. В этом руководстве мы перейдем ко второму типу двухполупериодного выпрямителя, двухполупериодному выпрямителю с центральным отводом, и обсудим, как он работает.

Рис. 1. Типовая схема применения двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом.

Причина, по которой двухполупериодный выпрямитель этого типа называется выпрямителем с центральным отводом, заключается в том, что он использует трансформатор с центральным отводом. Если вы заметили на схематических диаграммах, которые мы показали в учебных пособиях по полуволновому и мостовому двухполупериодному выпрямителям, вы можете видеть, что трансформатор имеет только одну обмотку на вторичной стороне. Поэтому, если мы хотим создать источник питания, который использует полуволновой или мостовой двухполупериодный выпрямитель, мы просто используем трансформаторы, которые имеют только одну обмотку на вторичной стороне.

Рисунок 2а. Типовая схема применения однополупериодного выпрямителя. Рисунок 2б. Типовая схема применения мостового двухполупериодного выпрямителя.

Трансформаторы могут иметь разное количество обмоток на первичной и вторичной сторонах. Некоторые трансформаторы имеют только одну обмотку на первичной и вторичной сторонах, но большинство трансформаторов, с которыми я встречался, имеют несколько обмоток с обеих сторон. Например, Triad Magnetics VPS24-5400, который мы использовали в других руководствах, использует двойную обмотку с обеих сторон и может быть настроен на последовательную или параллельную конфигурацию.Если вам интересно узнать, как подключать трансформаторы, вы можете ознакомиться с нашим руководством здесь.

Рис. 3. Принципиальная схема трансформатора с одним, несколькими и центральными ответвлениями.

Для трансформатора с центральным отводом этот тип трансформатора предназначен для создания двух вторичных напряжений с общим соединением в центре вторичной обмотки. Таким образом, два напряжения одинаковы, и они также могут обеспечивать одинаковую мощность. Напряжение от одного конца до центрального ответвителя, очевидно, составляет половину от общего вторичного напряжения.

Рисунок 4а. Типовая схема применения выпрямителя с центральным отводом Рисунок 4b. Типовая схема применения мостового выпрямителя.

На рисунке 4 вы можете увидеть, как трансформатор с центральным отводом подключается к двухполупериодному выпрямителю с центральным отводом. Одно из различий между выпрямителем с центральным отводом и мостовым выпрямителем заключается в количестве диодов, используемых для выпрямления как положительных, так и отрицательных полупериодов входного переменного тока. Мостовой выпрямитель использует 4 диода, в то время как выпрямитель с центральным отводом использует только 2 диода.

Работа двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом

Теперь давайте обсудим, как работает двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом.На рисунке 5 вы можете видеть полярность вторичной обмотки трансформатора с центральным отводом во время положительного полупериода входного переменного тока. В этом случае D1 смещен в прямом направлении, а D2 — в обратном. Таким образом, ток проходит через D1 и входит в нагрузку, а затем возвращается к трансформатору через соединение с центральным ответвлением, как вы можете видеть на рисунке 5.

Рисунок 5. Работа выпрямителя с центральным отводом в течение положительного полупериода входа переменного тока.

Когда вход переменного тока переключается на отрицательный полупериод, полярность вторичной обмотки трансформатора с центральным отводом меняется на обратную, как вы можете видеть на рисунке 6.Итак, на этот раз D1 смещен в обратном направлении, а D2 — в прямом. Ток протекает через D2 и входит в нагрузку в том же направлении, в каком он входил в течение положительного полупериода входа переменного тока, а затем возвращается в трансформатор через соединение с центральным ответвлением. Поскольку ток поступает в нагрузку в одном направлении как в положительном, так и в отрицательном полупериоде, напряжение на нагрузке представляет собой двухполупериодное выпрямленное напряжение постоянного тока. Но это все еще пульсирующий постоянный ток, который необходимо отфильтровать перед использованием в качестве источника постоянного тока.

Рис. 6. Работа выпрямителя с центральным отводом во время отрицательного полупериода переменного тока на входе.

Среднее значение

Аналогично мостовому двухполупериодному выпрямителю, среднее значение двухполупериодного выпрямленного напряжения можно определить по следующей формуле:

Пиковое выходное напряжение

Рис. пиковое выходное напряжение волнового выпрямителя.

Пиковое выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением равно только половине вторичного напряжения трансформатора за вычетом прямого напряжения диода.Если вы собираетесь проверить ток, протекающий в течение положительного и отрицательного полупериода входа переменного тока, вы заметите, что нагрузка воспринимает только половину вторичного напряжения трансформатора, а не полное вторичное напряжение. Итак, чтобы определить пиковое выходное напряжение на нагрузке, проверьте, что составляет половину вторичного напряжения трансформатора, и используйте это уравнение:

Пиковое обратное напряжение

Рисунок 8. Пиковое обратное напряжение двухполупериодных выпрямительных диодов с центральным отводом.

Теперь что касается пикового обратного напряжения (PIV) диодов двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом, предположим, что вход переменного тока находится в положительном полупериоде (см. Рисунок 8).Таким образом, D1 проводит с падением на диоде 0,7 В, в то время как D2 имеет обратное смещение. Используя закон напряжения Кирхгофа, мы получаем это уравнение:

Переставив уравнение, мы получаем уравнение PIV:

PIV, который D2 (или D1 во время отрицательного полупериода) должен выдержать, пока находится в состоянии обратного смещения, равно вторичному. напряжение трансформатора с центральным отводом минус одно падение на диоде, которое мы считаем равным 0,7 В.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.