Выпрямитель тока — это… Что такое Выпрямитель тока?

        преобразователь электрического тока переменного направления в ток постоянного направления. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают ток переменного направления (см. Переменный ток). Однако многие электрические устройства на городском и железнодорожном транспорте, в химической и радиотехнической промышленности, в цветной металлургии и др. работают на токе постоянного направления (см. Постоянный ток) различного напряжения. В простейшем случае переменный ток выпрямляется вентилем электрическим (См. Вентиль электрический), пропускающим ток (например, синусоидальный) только или преимущественно в одном направлении. По видам применяемых вентилей В. т. подразделяют на электроконтактные, кенотронные, газотронные, тиратронные, ртутные, полупроводниковые и тиристорные.

         Различают схемы В. т. однополупериодные, двухполупериодные с нулевым выводом и мостовые. На рис. 1, а приведена однополупериодная схема выпрямителя однофазного тока.

Основные элементы В. т.: трансформатор Тр, вентиль В и сглаживающий фильтр С. Напряжение U₁, обычно синусоидальное, от источника переменного тока через трансформатор Тр подаётся на вентиль В. Ток J в нагрузке R_н течёт только при положительной полярности подводимого напряжения, т. е. при открытом состоянии В. Конденсатор С заряжается положительными полуволнами пульсирующего тока, а в паузах, соответствующих по времени отрицательным полуволнам, разряжается на нагрузку. Таким образом, пульсирующий ток сглаживается, усредняется.

         Однополупериодные однофазные схемы В. т. применяют главным образом в маломощных устройствах с ёмкостным или индуктивным сглаживающим фильтром. Основное преимущество — простота и малое число вентилей; недостатки — большие пульсации выпрямленного напряжения и высокое обратное напряжение на вентилях (при ёмкостном фильтре).

         В двухполупериодной схеме В. т. (рис. 1, б) применяют трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке. Благодаря такому соединению обмотки с вентилями выпрямленный ток формируется из обеих полуволн тока. Частота пульсаций выпрямленного тока при этом возрастает в два раза по сравнению с однополупериодным В. т. (так, если U₁ — напряжение промышленной частоты 50 гц, то частота пульсации тока на нагрузке будет 100 гц), что облегчает сглаживание. Мостовая схема В. т. (рис. 1, в) также двухполупериодная, но вторичная обмотка трансформатора выполнена без средней точки и имеет в два раза меньшее количество витков по сравнению со вторичной обмоткой трансформатора на рис. 1, б. Дополнительное сглаживание выпрямленного тока в этих схемах обеспечивается индуктивно-ёмкостными либо резистивно-ёмкостными фильтрами (см. Электрический фильтр). Указанные схемы В. т. применяют обычно в системах питания устройств, у которых потребляемая мощность не превышает нескольких квт (радиоприёмники, телевизоры, некоторые устройства автоматики и телемеханики и др. ), и лишь в отдельных случаях для питания мощных (до тысячи квт) устройств (например, двигателей электровозов). Существуют В. т., в которых наряду с выпрямлением тока осуществляется умножение выпрямленного напряжения. Схемы с умножением обычно применяют в высоковольтных установках, предназначенных для испытания электрической изоляции, а также в рентгеновских установках, электронных осциллографах и т.п.          В трёхфазных цепях (См. Трёхфазная цепь) для питания мощных промышленных установок, во избежание несимметричности нагрузки на сеть электроснабжения, применяют схемы трёхфазных В. т. Первичная обмотка трансформатора в таких В. т. соединяется в звезду или треугольник. В зависимости от числа вторичных обмоток трансформатора различают 3-, 6-, 12-, 18-фазные и т.д. однополупериодные и мостовые выпрямители трёхфазного тока. На рис. 2, а приведена трёхфазная однополупериодная схема. Первичная обмотка трансформатора соединена треугольником, а вторичная — звездой. Фазные токи i ₁, i₂, i₃ выпрямляются и суммируются, образуя выпрямленный выходной ток J. В мостовой трёхфазной схеме (рис. 2, б) обе обмотки трансформатора соединены звездой. Основные преимущества её такие же, как и у однофазных схем В. т.

         Лит.: Каганов И. Л., Электронные и ионные преобразователи, ч. 1—3, М. — Л., 1950—56.

         М. М. Гельман.

        

        Рис. 1. Схемы выпрямителей однофазного тока: а — однополупериодная; б — двухполупернодная; в — мостовая.

        

        Рис. 2. Схемы выпрямителей трёхфазного тока: а — однополупериодная; б — двухполупериодная мостовая.

Выпрямители тока

Существует два типа выпрямителей:

1. Однополупериодный выпрямитель, показан на рис. 29.1. Диод D₁ в схеме на рис. 29.1 (а) проводит ток только в течение положительных полупериодов входного напряжения, обеспечивая формирование на выходе выпрямителя напряжение только положительной полярности. Если изменить полярность включения диода (рис. 29.1(б)), то на выхо­де выпрямителя будут воспроизводиться только отрицательные полу­периоды входного напряжения. Выходное напряжение содержит по­стоянную составляющую (рис. 29.2), уровень которой приблизительно втрое ниже максимального (пикового) уровня напряжения (0,318

V_p, где V_p – максимальное напряжение).

2. Двухполупериодный выпрямитель, показан на рис. 29.3. В этом слу­чае используется трансформатор с отводом от средней точки вторич­ной обмотки. ЭДС, индуцируемые в каждой из половин вторичной обмотки, в любой момент времени равны по величине и противоположны по знаку.

Рис. 29.1. Однополупериодный выпрямитель с положительной (а)

и отрицательной (б) полярностью выходного напряжения.

 

Рис. 29.2
	Рис. 29.3. Двухполупериодный выпрямитель с использованием трансформатора с отводом от средней точки вторичной обмотки.

 

 

 

 

Рис. 29.4. Уровень постоянной составляющей при двухполупериодном выпря­млении синусоидального тока вдвое выше (0,636

V_р), чем при однополупериодном выпрямлении.

Для одного полупериода входного напряжения потенциал точки А положителен, а потенциал точки В отрицателен по отноше­нию к среднему выводу вторичной обмотки, для другого полупериода ситуация изменяется на обратную. В первом случае открыт диод diи через этот диод и нагрузку R_L протекает ток I₁. Во втором случае открыт диод D₁ и ток I₂ протекает через нагрузку R_L в том же на­правлении, что и ток I₁.

Форма выходного напряжения показана на рис. 29.4. В данном случае уровень постоянной составляющей на выходе выпрямителя вдвое выше, чем при однополупериодном выпрямле­нии тока (0,636V_p, или приблизительно две трети от максимального напряжения).

Мостовой выпрямитель                     

Еще одна схема, обеспечивающая двухполупериодное выпрямление тока, показана на рис. 29.5. Это так называемый мостовой выпрямитель. В те­чение положительного полупериода входного напряжения (рис. 29.6(а)) потенциал точки А положителен, а потенциал точки В отрицателен. Дио­ды D₁и D₃ открыты, и ток

I₁ протекает через нагрузку R_Lв направлений, указанном стрелкой (сверху вниз на рисунке). В течение отрицательного полупериода (рис. 29.6(б)), напротив, потенциал точки А отрицателен, а потенциал точки В положителен.

 

Рис. 29.5. Мостовой выпрямитель.

Рис. 29.6.

Теперь открыты диоды D₂ и D₄, и ток протекает через нагрузку R_Lв том же самом направлении.

Для мостового выпрямителя не нужен трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки. Однако трансформатор может быть использован для изменения уровня переменного напряжения на входе этого выпрямителя.

 

Накопительный конденсатор

Для снижения уровня переменных составляющих выпрямленного тока используется накопительный конденсатор С₁, включаемый параллельно нагрузке (рис. 29.7). Этот конденсатор заряжается до максимального входного напряжения и затем разряжается через нагрузку R_L, предот­вращая быстрый спад напряжения. На рис. 29.8 иллюстрируется влияние накопительного конденсатора на форму выходного напряжения однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей. В обоих случаях выходное напряжение содержит значительную по величине постояннуюсоставляющую, на которую наложены малые пульсации напряжения. Амплитуда этих пульсаций определяется постоянной времени       (RC-постоянной) для используемого накопительного конденсатора и нагрузочного резистора.

 

Рис. 29.7. Источник питания постоянного тока с накопительным конденсато­ром.

 

Рис. 29.8. Влияние накопительного конденсатора на форму выпрямленного

 синусоидального напряжения.

Поэтому накопительный конденсатор должен иметь значительную емкость – от 100             до 5000 мкФ (и даже больше).

Сравнение двух временных диаграмм, представленных на рис. 29.8, показывает, что двухполупериодное выпрямление тока имеет следующие преимущества:          

                                   

1. Время разряда накопительного конденсатора меньше, поэтому амплитуда пульсаций выходного напряжения тоже меньше.            

2. Частота пульсаций вдвое превышает частоту входного питающего напряжения переменного тока, тогда как при однополупериодном выпрямлении частота пульсаций совпадает с частотой питающего напряжения. Например, если выпрямитель питается от бытовой электросети, то для двухполупериодного выпрямителя частота пульсаций будет равна 2 · 50 = 100 Гц, а для однополупериодного — только 50 Гц. Как будет показано далее, более высокочастотные пульсации отфильтро­вываются легче.

 

Напряжение холостого хода

Напряжением холостого хода называют величину выходного напряжений источника питания при нулевом токе нагрузки, т. е. при отключенной нагрузке.

Рис. 29.9. Напряжение холостого хода равно максимальному входному напря­жению.

На рис 29.9 показан простой источник питания без нагрузочного резистора. Накопительный конденсатор заряжается, как обычно, до максимального значения входного напряжения. Однако, если нагрузка подключена (noload), этот конденсатор сохраняет свой заряд и обеспечивает тем самым постоянное значение выходного напряжения (равное максимальному входному напряжению) без каких-либо пульсаций. Та­ким образом, напряжение холостого хода V_nl – это максимально воз­можное выходное напряжение источника питания. При питании от бы­товой электросети с напряжением V_ср.кв. = 240 В (среднеквадратическое значение) напряжение холостого хода

Максимальное обратное напряжение

Важный фактор, который необходимо принимать во внимание при выборе диодов для источников питания постоянного тока, — максимальное на­пряжение, приложенное к диоду в «непроводящем» полупериоде. Эта ве­личина называется максимальным обратным напряжением. Рассмотрим схему на рис. 29.9. Максимальное значение потенциала катода диода Dравно напряжению холостого хода 336 В. Потенциал катода изменяет­ся от положительного максимума +336 В до отрицательного минимума -336 В. Максимальное обратное напряжение, которое должен выдержи­вать диод, достигается, когда потенциал анода отрицателен и максима­лен по абсолютной величине, то есть, равен -336 В. В этом случае на диоде падает напряжение 336 + 336 = 672 В. Таким образом, максималь­ное обратное напряжение вдвое больше напряжения холостого хода, т. е. вдвое больше максимального входного напряжения.

RC-сглаживание

Пульсации напряжения в выходном сигнале выпрямителя могут быть Уменьшены с помощью фильтра нижних частот (сглаживающего филь­ма). Резистор R₁ и конденсатор С₂ в схеме на рис. 29.10 образуют про­стейший RC-фильтр. Для эффективного ослабления пульсаций постоянная времени R₁C₂ должна быть очень велика по сравнению с пери­одом пульсаций.

Рис. 29.10. Источник питания с RC-фильтром.

При заданной постоянной времени, чем короче период пульсаций (т. е. чем выше их частота), тем эффективнее осуществляется сглаживание. Именно поэтому пульсации на выходе двухполупериодного выпрямителя сглаживаются лучше, чем пульсации на выходе однополупериодного выпрямителя.

Емкость конденсатора C₂ сглаживающего фильтра должна быть боль­шой — от 100 до 5000 мкФ, т. е. сравнима с емкостью накопительного кон­денсатора C₁. Сопротивление резистора R₁, наоборот, должно быть мало, в противном случае ток нагрузки будет создавать на нем большое паде­ние напряжения и выходное напряжение источника питания уменьшится. Номинал этого резистора выбирается в диапазоне 1 – 100 Ом в зависимости от величины тока нагрузки.

 LC-сглаживание

Более эффективная схема сглаживания пульсаций показана на рис. 29.11. Катушка индуктивности L₁ и конденсатор C₂ образуют фильтр нижних частот. Дроссель L₁ сглаживающего фильтра имеет большую индуктив­ность (100 мГн — 10 Гн), благодаря чему сглаживаются изменения тока, протекающего через дроссель, и, как следствие, пульсации выходного на­пряжения. Низкое активное сопротивление дросселя — одно из его пре­имуществ, большие габариты — недостаток. Заметим, что в отличие от накопительного конденсатора, который повышает уровень постоянной со­ставляющей выходного напряжения источника питания, сглаживающая цепь оставляет этот уровень практически неизменным. Она только осла­бляет переменную составляющую на выходе источника питания.

Стабилизация

Увеличение тока, потребляемого от источника питания, приводит к уменьшению его выходного напряжения.

Рис. 29.11. Источник питания постоянного тока с LC-фильтром.

 

Рис. 29.12. Нагрузочная характеристика нестабилизированного источника пи­тания.

Это связано с тем, что источник питания имеет свое внутреннее сопротивление, представляющее собой сумму сопротивлений обмотки трансформатора, выпрямительных диодов и резистора или дросселя сглаживающего фильтра. Рисунок 29.12 иллю­стрирует изменение напряжения на выходе источника питания при из­менении тока нагрузки. Представленная кривая называется нагрузочной характеристикой (кривой). Выходное напряжение максимально, когда ток нагрузки равен нулю, т. е. при холостом ходе. Напряжение на выходе источника питания, которое он обеспечивает при установленной полной нагрузке или номинальном (полном) токе нагрузки (fullload), называется номинальным выходным напряжением источника питания V_fl.

Изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки от нуля до номинального значения задается в процентах и определяется как

Напряжение холостого хода — Номинальное напряжение                        V_nl – V_fl  

———————————————————————————  · 100% = ———— · 100%

Номинальное напряжение                                                        V_fl

 

В этом видео рассказывается о выпрямительных схемах:

Добавить комментарий

1.

Электронные выпрямители — СтудИзба

1.Электронные выпрямители их виды и характеристика.

 

Одним из основных источников  энергии в быту и в промышленноти является электрический ток. Электрический ток бывает двух видов: постоянный и переменный. Переменный ток имеет следующие преимущества перед  постоянным:

1.Переменный ток  в промышленном масштабе легче получить, так как генераторы переменного тока имеют более простое техничекое устройство, чем генераторы  постоянного тока ( динамомашины ).

2. Переменный ток легко транспортировать на любые расстояния без  значительных потерь энергии.

При необходимости переменный ток может быть преобразован в постоянный ток с помощью электронного устройства, который называется выпрямителем.

         Электронный выпрямитель — это электротехническое устройство для преобразования переменного тока в постоянный.         

Структурная схема выпрямителя:

 

Рекомендуемые файлы

 

 

 

 

                  1                         2                          4                          5

 

 

1. Трансформатор — необходим для повышения или понижения входного перенменного напряжения до необходимого уровня и изоляции аппарата от входной электрической сети.

2.Выпрямляющие элементы ( вентили )- это ламповые или полупроводниковые диоды, которые подключаются ко вторичной обмотке трансформатора и служат для преобразования переменного тока в пульсирующий.. Все выпрямляющие элементы обладают односторонней проводимостью.

3.Сглаживающий фильтр — применяется для понижения пульсации выпрямленного напряжения и тока. Это совокупность резисторов ,катушек индуктивности и конденсаторов. 

4.Стабилизатор — поддерживает постоянным амплитуду выпрямленного напряжения и тока на выходе выпрямителя. Стабилизатор делает эти характеристики независимыми от колебания напряжения в электрической сети на входе выпрямителя. Иногда стабилизатор ставят сразу перед трансформатором — стабилизатор входного напряжения.

                       

                          Технические характеристики выпрямителей.

         Если в качестве выпрямляющего элемента используется двухэлектродная лампа (кенотрон),  выпрямитель называется ламповым. Если  полупроводниковый диод – полупроводниковым.

         Если выпрямляется  один полупериод входного напряжения, выпрямитель называется однополупериодным.  Если оба полупериода – двухполупериодным.

        При выпрямленном напряжении  на выходе меньше  500 вольт выпрямитель называется низковольтным. Если напряжение на выходе больше 500 вольт, выпрямитель  высоковольтный.

                  Электрические характеристики выпрямителей.

1. Входное переменное напряжение и ток.

1. Выходное  напряжение и ток.

2. Коэффициент пульсации   Kp = Uп / Ucp.

Uп – амплитуда переменной составляющей выпрямленного напряжения.

Uср – среднее значение выпрямленного напряжения.

Кр – коэффициент пульсации выпрямленного напряжения.

          Пусть  график выходного напряжения на выходе выпрямителя имеет следующий вид. Рассчитаем коэффициент пульсации  для данного случая.

 

                  U

 

 

         Umax

 

          Uср

         Umin

 

 

 

 

                                                                                                                                                        

 

                   0                                                                                                      t

 

        По определению:

 

                                       Uп    =   (  Umax – Umin ) / 2

                                       Uср  =   (  Umax + Umin ) / 2

                                      

                   Kp = Uп / Ucp  = (  Umax – Umin ) / (  Umax + Umin )

 

 

 

4. Нагрузочная характеристика выпрямителя – график зависимости напряжения на выходе от силы тока нагрузки. Имеет падающий характер.

                               

U                                   

Люди также интересуются этой лекцией: Тема 7. Конечный мозг (часть 1).

 

 

 

   0                                                                   J   

 

 

Выпрямители

 

4.3. Выпрямители

 

Из курса физики Вам известно, что выпрямитель представляет собой прибор, преобразующий переменный по величине и направлению ток в ток одного направления. Выпрямители относятся к вторичным источникам электропитания.

Простейший выпрямитель переменного тока состоит из трансформатора и полупроводникового диода (рис. 4.11 а). Для простоты будем считать трансформатор и диод идеальными, то есть у трансформатора активное сопротивление обмоток равно нулю, прямое сопротивление диода также равно нулю, а обратное сопротивление диода равно бесконечности (обратным током можно пренебречь).

На вход выпрямителя со вторичной обмотки трансформатора подается синусоидальное напряжение (рис. 4.11 б). В первый полупериод, когда на верхней (по схеме) точке обмотки положительный потенциал относительно нижней точки, диод открыт и через нагрузочный резистор протекает ток. Во второй полупериод (полярность напряжения указана в скобках) диод закрыт и ток в резисторе отсутствует. Таким образом, выходное напряжение (оно снимается с нагрузочного резистора) имеет форму половинок синусоиды (рис. 4.11в). Оно называется пульсирующим.

Рассмотренный выпрямитель называется однополупериодным, поскольку в нем используются только половины каждого из периодов сетевого напряжения. Схема однополупериодного выпрямителя в практике применяется очень редко, поскольку получается большой коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения (по сравнению с двухполупериодным выпрямителем при одинаковых сопротивлениях нагрузки).

В практике применяются двухполупериодные выпрямители. Они бывают мостовыми и с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора. В двухполупериодных выпрямителях используются оба полупериода напряжения сети, поэтому они являются более эффективными, чем однополупериодные.

Рассмотрим работу двухполупериодного выпрямителя с двумя диодами и выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора (рис. 4.12а). Его можно рассматривать как совокупность двух однополупериодных выпрямителей, к которым подсоединен один и тот же резистор нагрузки.

Пусть в первый полупериод на верхней (по схеме) точке обмотки трансформатора оказался положительный потенциал относительно нижней точки и, соответственно, относительно средней точки. Тогда ток будет протекать от верхней точки обмотки через диод VD1 к выводу “+”, через резистор нагрузки к выводу “-” и средней точке обмотки. Во второй полупериод на нижней (по схеме) точке обмотки окажется положительный потенциал относительно средней и верхней точки. Ток в этом случае будет протекать от нижней точки обмотки через диод VD2 к выводу “+”, через резистор нагрузки к выводу “-” и средней точке вторичной обмотки трансформатора. Таким образом, ток через резистор все время протекает в одном направлении и на выходе получается форма напряжения, изображенная на рисунке 4.12 в.

Недостатком рассмотренного выпрямителя является то, что в каждый из полупериодов напряжение снимается только с половины вторичной обмотки трансформатора. Более экономичным является двухполупериодный выпрямитель, собранный на четырех диодах (рис. 4.13 а). Эта схема называется мостовой, поскольку в ней применен диодный мост. К одной из диагоналей моста присоединяют вторичную обмотку трансформатора, а к другой — нагрузочный резистор. Иногда на схемах диодный мост изображают с помощью одного диода (рис. 4.13 б).

В положительный полупериод сетевого напряжения (сверху по схеме на обмотке “+”, снизу “-”) ток протекает от верхней точки обмотки через диод VD2 к клемме “+”, через резистор нагрузки к клемме “-”, через  диод VD4  к

нижней точке обмотки. В отрицательный полупериод сетевого напряжения (полярность показана в скобках) ток протекает от нижней точки обмотки через диод VD3 к клемме “+”, через резистор нагрузки к клемме “-”, через диод VD1 к верхней точке обмотки. Таким образом, каждая пара диодов работает поочередно и оба полупериода ток через резистор нагрузки имеет одно и то же направление.

Для питания операционных усилителей необходимо иметь два источника питания разной полярности, имеющих общую точку. На рисунке 4.13в показана схема выпрямителя, обеспечивающего двухполупериодное выпрямление каждого из напряжений на резисторах R_Н1, R_Н2

 Выпрямленное напряжение, получаемое на выходе всех рассмотренных типов выпрямителей, является пульсирующим; в нем можно выделить постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая выпрямленного напряжения — это среднее значение напряжения за период. Коэффициент пульсаций — это отношение амплитуды первой гармоники выпрямленного напряжения к постоянной составляющей выпрямленного напряжения. Для нормальной работы большинства электронных устройств необходимо, чтобы пульсации напряжения были как можно меньше. Поэтому на выходе выпрямителей достаточно часто устанавливают сглаживающие фильтры, уменьшающие пульсации выпрямленного напряжения.

Основными элементами фильтров служат конденсаторы, катушки индуктивности и транзисторы, сопротивления которых различны для постоянного и переменного токов. В зависимости от используемых элементов различают емкостные, индуктивные и электронные фильтры.

Простейшим емкостным фильтром служит конденсатор, включаемый параллельно резистору нагрузки. Рассмотрим, как изменится выходное напряжение при использовании такого фильтра в однополупериодном выпрямителе (рис. 4.14а). В интервал времени Dt положительного полупериода сетевого напряжения конденсатор через открытый диод заряжается в полярности, указанной на схеме. Когда напряжение на вторичной обмотке трансформатора становится меньше напряжения, до которого зарядился конденсатор, он начинает разряжаться через нагрузочный резистор. Причем направление разрядного тока совпадает с направлением тока, протекающего в резисторе через открытый диод. В следующий положительный полупериод конденсатор через открытый диод снова заряжается и процессы разрядки повторяются. Тем самым заполняются паузы в токе, протекающем через резистор, и пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются (рис. 4.14 в).

В выпрямителях применяются емкостно — индуктивные, емкостно — резистивные и электронные фильтры. Простейшие варианты схем таких фильтров приведены на рисунках 4.15 а, б, в соответственно. Емкостно-резистивные фильтры в настоящее время применяются очень редко и при очень небольших токах нагрузки. Для фильтрации выпрямленного напряжения достаточно часто используются электронные фильтры. В качестве примера на рисунке 4.16 приведена схема электронного фильтра, примененного в экономичном импульсном стабилизаторе напряжения [42]. Ток базы транзистора VT2 протекает по цепи: плюс источника, резистор R2, переход баз-эмиттер транзистора, резистор нагрузки, минус источника. Ток базы транзистора VT1 протекает по цепи: плюс источника питания, переход эмиттер-база  транзистора VT1, выводы коллектор-эмиттер транзистора VT2, резистор нагрузки, минус источника питания. Напряжение на конденсаторе С₂ изменяется в основном за счет изменения силы тока базы транзистора VT2, а ток базы этого транзистора существенно меньше тока нагрузки (транзисторы должны иметь большой коэффициент усиления по  току).

Для получения высоких напряжений обычно используют схемы умножения напряжения. На рисунке 4.17а приведена схема умножителя напряжения. Умножители напряжения позволяют получить большое значение выпрямленного напряжения при не очень больших обратных напряжениях, приложенных к диодам. Выпрямители по схеме умножения напряжения используют для питания электронно-лучевых трубок осциллографов и телевизоров.

Если в распоряжении пользователя нет полупроводниковых диодов с необходимым обратным напряжением, то диоды можно включать последовательно для повышения допустимого обратного напряжения. Чтобы диоды не вышли из строя из-за разброса их обратных сопротивлений параллельно каждому диоду подключают резисторы сопротивлением 30-100 кОм (рис. 4.17 б). Сопротивление резисторов должно быть одинаковым и меньше наименьшего из обратных сопротивлений диодов. Тогда к каждому из диодов будут приложены примерно одинаковые обратные напряжения.

Если нужно получить прямой ток, больший предельного тока одного диода, используют параллельное соединение диодов (рис. 4.17в). Чтобы диоды не вышли из строя из-за разброса прямых токов (даже у однотипных диодов разброс может составлять десятки процентов) последовательно с диодами включают уравнительные резисторы сопротивлением десятые доли ома или единицы ом. Сопротивления резисторов подбирают экспериментально, чтобы токи через диоды были одинаковыми.

 

 

Однополупериодный выпрямитель тока. Схема и принцип работы.

Выпрямитель тока – это устройство, позволяющее выполнить преобразование тока переменного направления в ток постоянного направления. И сегодня мы рассмотрим базовую схему выпрямителя — однополупериодный выпрямитель. Разберем схему, принцип работы, а также достоинства и недостатки.

Однополупериодный выпрямитель.

Схема однополупериодного выпрямителя выглядит следующим образом:

Пусть на входе у нас переменное напряжение, меняющееся по синусоидальному закону:

Резистор же R_н играет роль нагрузки. То есть мы должны обеспечить протекание через него постоянного тока. Давайте разберемся как эта простейшая схема сможет решить нашу задачу!

Итак, диод D_1 пропускает ток только в одном направлении, в те моменты, когда к нему приложено прямое смещение, что соответствует положительным полупериодам (U_{вх}\gt0) входного сигнала. Когда к диоду будет приложено обратное смещение (отрицательные полупериоды), он будет закрыт и по цепи будет протекать только незначительный обратный ток. И в результате сигнал на нагрузке будет выглядеть так:

Обратным током обычно можно пренебречь, поэтому в итоге мы получаем, что ток через нагрузку протекает только в одном направлении. Но назвать его постоянным не представляется возможным 🙂 Ток через нагрузку хоть и является выпрямленным (протекает только в одном направлении), но носит пульсирующий характер.

Для сглаживания этих пульсаций в схему выпрямителя тока обычно добавляется конденсатор:

Идея заключается в том, что во время положительного полупериода, конденсатор заряжается (запасает энергию). А во время отрицательного полупериода конденсатор, напротив, разряжается (отдает энергию в нагрузку).

Таким образом, за счет накопленной энергии конденсатор обеспечивает протекание тока через нагрузку и в отрицательные полупериоды входного сигнала. При этом емкость конденсатора должна быть достаточной для того, чтобы он не успевал разряжаться за время, равное половине периода.

Проверяем напряжение на нагрузке для этой схемы:

В точке 1 конденсатор заряжен до напряжения U_1. Далее входное напряжение понижается, а конденсатор, в свою очередь, начинает разряжаться на нагрузку. Поэтому выходное напряжение не падает до нуля вслед за входным.

В точке 2 конденсатор успел разрядиться до напряжения U_2. В то же время значение входного сигнала также становится равным этой же величине, поэтому конденсатор снова начинает заряжаться. И эти процессы в дальнейшем циклически повторяются.

А теперь поэкспериментируем и используем в схеме однополупериодного выпрямителя конденсатор меньшей емкости:

И здесь мы видим, что конденсатор из-за меньшей емкости успевает разрядиться гораздо сильнее, и это приводит к увеличению пульсаций, а следовательно к ухудшению работы всей схемы.

На промышленных частотах 50 — 60 Гц однополупериодный выпрямитель практически не применяется из-за того, что для таких частот потребуются конденсаторы с очень большой емкостью (а значит и внушительными габаритами).

Смотрите сами, чем ниже частота, тем больше период сигнала (а вместе с тем, и длительности положительного и отрицательного полупериодов). А чем больше длительность отрицательного полупериода, тем дольше конденсатор должен быть способен разряжаться на нагрузку. А это уже требует большей емкости.

Таким образом, на более низких частотах в силу своих ограничений эта схема не нашла широкого применения. Однако, на частотах в несколько десятков КГц однополупериодный выпрямитель используется вполне успешно.

Рассмотрим преимущества и недостатки однополупериодного выпрямителя:

• К основным достоинствам схемы, в первую очередь, конечно же, можно отнести простоту и, соответственно, небольшую себестоимость – используется всего один диод.
• Кроме того, снижено падение напряжения. Как вы помните, при протекании тока через диод на нем самом падает определенное напряжение. По сравнению с мостовой схемой (которую мы разберем в следующей статье), ток протекает только через один диод (а не через два), а значит и падение напряжения меньше.

Основных недостатков также можно выделить несколько:

• Схема использует энергию только положительного полупериода входного сигнала. То есть половина полезной энергии, которую также можно было бы использовать, уходит просто в никуда. В связи с этим КПД выпрямителя крайне низок.
• И даже с использованием сглаживающих конденсаторов величина пульсаций довольно-таки значительна, что также является очень серьезным недостатком.

Итак, давайте резюмируем! Мы разобрали схему и принцип работы однофазного однополупериодного выпрямителя тока, а в следующей статье перейдем к более сложным схемам выпрямителей, не пропустите!

Выпрямитель для гальваники с реверсом и выбором режима стабилизации

Выпрямитель для гальваники СТРАТ с реверсом и возможностью выбора режима стабилизации:

Реверс полярности выпрямителя для гальваники СТРАТ (реверс тока)

На выпрямителях СТРАТ серии ВГР присутствует переключатель полярности выходов на задней панели источника. При переключении выключателя полярность меняется, о чем свидетельствует индикация светодиодом на передней панели. При движении тока в одну сторону светодиод горит, при движении в другую — гаснет.

Выбор режима стабилизации: стабилизация тока или стабилизация напряжения

На передней панели выпрямителя присутствует  кнопка переключения режимов работы. Источник для гальваники может стабилизировать выставленный ток или стабилизировать выставленное значение напряжения. На цифровом дисплее отображается ток или напряжение стабилизации в соответствии с выбранным режимом. 

Здесь нужно понимать, что стабилизация одновременно и напряжения и тока невозможна, т.к. это взаимозависимые через коэффициент сопротивления величины. Иными словами в режиме стабилизации тока напряжение будет выбрано автоматически для обеспечения стабилизации выставленного тока. Таким образом, если сопротивление нагрузки во время работы выпрямителя будет меняться, то ток будет постоянным, а напряжение подстроится под новые условия. В режиме стабилизации напряжения — с точностью наоборот: напряжение постоянное, ток подстраивается под сопротивление.

Для наглядности работы режимов — есть видео обзор работы выпрямителя для гальваники с реверсом:

Автоматический реверс (блок реверса):

Выпрямители тока: принцип действия, схема

Выпрямитель — это устройство, которое создано для преобразования тока. Многие модели устанавливаются с фильтрами. Сфера применения выпрямителей очень широкая. Они активно используются в блоках питания, подстанциях, а также сварочных аппаратах.

В первую очередь модели делятся по фазам. Существуют двухфазные, а также трехфазные модификации. Мостовые устройства изготавливаются исключительно для преобразователей. По мощности выделяют силовые элементы, а также модели сигналов. По наличию устройств стабилизации они делятся на полноволновые, неполноволновые, двухпериодные и трансформаторные модификации. Для того чтобы разобраться в выпрямителях, необходимо рассмотреть схему обычной модели.

Схема выпрямителя

Схема выпрямителя тока включает в себя проводники с различной проводимостью тока. Также в устройствах используются каналы. Электронные вентили устанавливаются различной чувствительности. Если рассматривать мостовые модификации, то у них применяются стабилитроны. Также на рынке представлены диодные устройства.

Принцип действия

Принцип работы выпрямителя основывается на преобразовании тока. Осуществляется данный процесс за счет изменения частоты. Для этого в устройстве имеется электронный вентиль. Для стабилизации процесса преобразования используются каналы. Чтобы избежать проблем с отрицательной полярностью, устанавливаются стабилитроны. Непосредственно подключение устройства осуществляется через проводники.

Силовые устройства

Выпрямители тока данного типа используются в различных блоках питания. Наиболее часто их можно встретить в персональных компьютерах. Схема устройства предполагает использование векторного транзистора. Если рассматривать двухканальную модификацию, то подключение осуществляется через расширитель.

В некоторых устройствах используются тетроды. Если рассматривать трехканальные элементы, то они рассчитаны для блоков питания на 20 В. В данном случае тетроды никогда не применяются. Принцип работы выпрямителей построен на изменении частоты. Многие модификации продаются с электронными вентилями. Если говорить про параметры, то чувствительность устройства колеблется в районе 23 мВ. Непосредственно проводимость тока у моделей не превышает 2 мк.

Принцип работы выпрямителей сигналов

Выпрямители сигналов работают от обратной связи. Использоваться модели могут только в сети с переменным током. Если рассматривать устройства на 12 Вт, то следует отметить, что фильтры применяются только полудуплексного типа. Также стандартная схема выпрямителя подразумевает использование транзистора с ресивером.

У моделей на три канала обязательно используются триггеры. Данные устройства устанавливаются через изоляторы. Выходное напряжение у моделей, как правило, не превышает 20 В. Силовая электроника у выпрямителей позволила решить проблему с перепадами напряжения за счет установки диодных мостов.

Мостовые устройства

Мостовые выпрямители продаются для блоков питания и преобразователей. Действуют устройства в сети с переменным током. Непосредственно изменение частоты осуществляется за счет работы расширителя. Указанный элемент в выпрямителе играет роль проводника. В некоторых случаях он устанавливается с изоляторами. По системе защиты мостовые выпрямители довольно сильно отличаются.

Если рассматривать модификации на три канала, то у них используются триггеры. Данные элементы могут устанавливаться с обкладкой и без нее. Модификации на четыре канала встречаются очень редко. Показатель проводимости тока у выпрямителей не превышает 40 мк. В данном случае чувствительность устройства равняется 2,5 мк.

Двухфазные модификации

Двухфазные выпрямители тока производятся для транспортных средств. Работают модели по принципу изменения частоты. Осуществляться этот процесс может за счет расширителя либо триггера. Наиболее часто модели встречаются без тетродов. Параметр предельной перегрузки у модификаций не превышает 6 А. Фильтры используются, как правило, проводного типа.

Если рассматривать модификации на три канала, то у них есть двухразрядный триггер. Показатель его чувствительности составляет не более 3 мк. В свою очередь, выходное напряжение максимум равняется 35 В. Силовая электроника у двухфазных устройств дала возможность решить проблему с перегрузками напряжения благодаря использованию диодных мотов.

Трехфазные модели

Трехфазный выпрямитель встретить можно только в трансформаторных подстанциях. Работают устройства от высоковольтной чети. В данном случае принцип работы модели построен то резком увеличении частоты. Параметр выходного напряжения при этом остается неизменными. Выпускаются модели на три и четыре канала. Подсоединение у них происходит через проводники.

Трехфазный выпрямитель на три канала выпускается с тетродами. В некоторых случаях для стабилизации процесса преобразования применяются расширители. Если говорить про выпрямители на четыре канала, то важно отметить, что они производятся всегда с усилителями. В данном случае показатель проводимости тока лежит в пределах 70 мк. Чувствительность выпрямителя равняется не более 4,2 мВ.

Полноволновые устройства

Полноволновый выпрямитель напряжения тока работает за счет смены полярности на расширителях. Транзисторы, как правило, используются открытого типа. Подходят данные устройства для преобразователей на 20 и 30 В. Непосредственно параметр чувствительности у них равняется 3 мВ. В свою очередь, проводимость тока находится в районе 4,5 мк.

Если говорить про модификации на три канала, то они устанавливаются только в блоки питания с усилителями. Фильтры для выпрямителей подходят в основном расширительного типа. Если говорить про устройства на четыре канала, то у них показатель проводимости тока лежит в районе 3 мк. Для трансформаторных подстанций модели не подходят.

Неполноволновые модификации

Неполноволновые выпрямители тока отличаются отсутствием электронного вентиля. Выпускаются элементы только с двумя каналами. Непосредственно подсоединение модификации осуществляется через контакты. Изоляторы используются как с обкладкой, так и без нее. В некоторых случаях применяются усилители.

Также важно отметить, что устанавливаются выпрямители данного типа в контроллерах. Параметр выходного напряжения у них, как правило, не превышает 30 В. В среднем чувствительность устройств составляет 75 мВ. В данном случае проводимость тока зависит от типа используемых фильтров.

Однопериодные модификации

Однопериодные выпрямители тока производятся для различных ресиверов. Отличительной чертой элементов принято считать высокий параметр проводимости тока. Работают устройства от обратной полярности. Выпускаются модели на два и три канала. Если рассматривать первый вариант, то важно отметить, что проводники используются с обкладкой. В данном случае расширители устанавливаются редко. Параметр проводимости тока у выпрямителей колеблется в районе 3 мк.

Если говорить про устройства на три канала, то они всегда выпускаются с тетродами. Также схема модификации подразумевает использование модуляторов. Для низкочастотных ресиверов указанные выпрямители подходят идеально. В данном случае чувствительность составляет не более 60 мВ.

Схема двухпериодных устройств

Двухпериодный выпрямитель тока 220 В производится для преобразования тока от приводных устройств. В данном случае процесс происходит за счет изменения частоты напряжения. Расширители у моделей используются, как правило, отрытого типа. Если говорить про модификации на два канала, то у них применяются распределительные фильтры. В некоторых случаях устанавливаются триггеры. Для подключения устройств к приводным установкам необходимы транзисторы полевого типа. Выпускаются они с различной емкостью. Как правило, на рынке представлены модификации на 20 пФ.

Особенности трансформаторных устройств

Трансформаторный выпрямитель (преобразователь электрической энергии) способен работать в сети с постоянным и переменным током. В данном случае триггеры используются трехразрядного типа. Для подключения устройств применяются проводники. Встретить трансформаторные выпрямители можно на подстанциях. Данные устройства рассчитаны на высокое выходное напряжение.

Система защиты у них устанавливается с хроматическими фильтрами. В данном случае параметр чувствительности лежит в пределах 80 мВ. Для приводных механизмов указанные устройства не подходят однозначно. Показатель приводимости тока у них равняется 20 мк. Триггеры для цепей подбираются как открытого, так и закрытого типа. В среднем параметр пороговой перегрузки находится на уровне 5 А.

Модели с умножением напряжения

Выпрямители данного типа на сегодняшний день активно используются в преобразователях. Стандартная схема модификации включает в себя вентиль, а также транзисторы. В среднем показатель их емкости равняется 2 пФ. Непосредственно проводимость тока составляет не более 3 мк.

Если говорить про модификации на два канала, то у них используются расширители. Устанавливаются они как открытого, так и закрытого типа. Во многих моделях есть регуляторы. Если говорить про выпрямители на четыре канала, то они производятся с модуляторами. Для их работы используются различные триггеры. Чаще всего они встречаются трехразрядного типа.

Модификации с гальванической развязкой

Устройства с гальванической развязкой работают по принципу понижения частоты. Подключаются они только от сети с переменным током. В данном случае транзисторы устанавливаются на 20 пФ. Непосредственно показатель чувствительности равняется 88 мВ. Если говорить про модификации на три канала, то у них применяются импульсные модуляторы. Во многих моделях есть защитные системы, которые помогают справляться с перегрузами. Фильтры используются с лучевыми тетродами.

Основы эксплуатации, мониторинга и обслуживания выпрямителя

Устойчивость, кажется, является последней модной фразой, а катодная защита (CP) является важным компонентом устойчивости многих металлических конструкций. Что может быть лучше для сохранения и обслуживания инфраструктуры, чем уменьшение коррозии? Некоторые системы CP состоят из расходуемых анодов, которые подвержены естественной коррозии для защиты менее активных металлов, таких как сталь. Другим нужны источники питания, чтобы направлять защитный ток в нужном направлении.Наиболее распространенными источниками напряжения подаваемого тока являются выпрямители, которые могут выйти из строя. Выпрямители в хорошем состоянии могут обеспечить бесперебойную работу системы CP, что снижает затраты на ремонт и сокращает время труда / времени технического специалиста. В этой статье обсуждаются основы эксплуатации и обслуживания выпрямителя вместе с основными рекомендациями.

Устойчивость — это способность терпеть. Основная цель любой системы катодной защиты (CP) — уменьшить коррозию. Сохранение трубы или другой металлической конструкции за счет предотвращения коррозионного повреждения позволяет ей выдержать нагрузку.Следовательно, уменьшение коррозии ведет к устойчивости.

CP чаще всего достигается с помощью гальванической (протекторной) системы или системы подаваемого тока. Гальваническая система CP состоит из расходуемых анодов, обычно сделанных из активных металлов (алюминия, магния или цинка), которые подвержены коррозии, чтобы обеспечить защитные токи для менее активного металла, такого как трубопроводная сталь. Система CP с приложенным током (ICCP) использует внешнее питание в виде выпрямителя или другого источника напряжения, который управляет анодами с подаваемым током (например,(например, чугун, графит и смешанный оксид металлов) для коррозии с целью распределения защитного тока по структуре (катоду).

Выпрямитель — это электрическое устройство, преобразующее переменный ток (AC), который периодически меняет направление, в постоянный ток (DC), который течет только в одном направлении. Обязательно, чтобы выпрямитель оставался в состоянии постоянной работы. Поскольку выпрямитель — это электрическое устройство, он уязвим для скачков напряжения. Удар молнии поблизости может вызвать срабатывание автоматического выключателя или короткое замыкание диода.Поэтому регулярные осмотры и мониторинг необходимы для поддержания исправного функционирования выпрямителя с длительным сроком службы.

Безопасность — самый важный аспект всех проверок. Целью любой задачи, связанной с работой выпрямителя, является безопасное выполнение работы, в том числе использование надлежащих средств защиты.

Эксплуатация

Выпрямитель состоит из трех основных компонентов: трансформатора, блока и шкафа. Назначение трансформатора — безопасно отделить входящее переменное напряжение (первичная сторона) от вторичной стороны, которое регулируется для управления выходным напряжением выпрямителя. Обычно эти регулировки выполняются с ответвителями, подключенными к вторичной обмотке с интервалами, которые предлагают несколько вариантов настройки. Пакет является фактическим выпрямителем и состоит из набора кремниевых диодов или селеновых пластин, которые функционируют как однонаправленные токовые клапаны. Диоды или пластины сконфигурированы так, что переменный ток периодически течет в одном направлении и блокируется в другом, в результате чего оба направления волны переменного тока текут в одном и том же направлении. В шкафу с испытательной панелью надежно размещены эти компоненты, что позволяет осуществлять мониторинг и другие расширенные операции.

Дополнительные элементы, которые можно найти в типичном выпрямителе, включают автоматический выключатель, измерители выходного напряжения и тока, грозовые разрядники, ограничители перенапряжения, ответвительные шины трансформатора и предохранители.

В таблице 1 перечислены общие правила, которые можно и нельзя делать с выпрямителями. ¹ Эта информация помогает обеспечить безопасность персонала и надежную, длительную работу выпрямителя.

Мониторинг

Регулярный контроль рекомендуется для всех выпрямительных установок.Основная цель контроля — убедиться, что выпрямитель все еще работает, и что скачок напряжения не сработал в выключателе. Некоторые объекты требуют определенных проверок через определенные промежутки времени. Например, операторы трубопроводов природного газа и нефтепродуктов должны проверять свои выпрямители шесть раз в год с интервалами, не превышающими 21 месяц. Кроме того, политика компании может предписывать еще более строгие интервалы проверки.

Мониторинг обычно включает визуальный осмотр и электрические испытания.Визуальный осмотр может включать поиск физических повреждений установки / шкафа / компонентов, признаков перегрева и признаков гнезд насекомых / грызунов, наряду с записью особенностей выпрямительного блока и показаний счетчика / настроек крана. Тестирование часто включает ручные измерения выходного напряжения и тока выпрямителя для проверки точности счетчика и потенциалов структуры к электролиту. Также доступно оборудование для удаленного контроля выпрямителей, к которым трудно получить доступ; однако эти устройства лучше всего использовать в качестве дополнения к мониторингу на месте, а не вместо него.

Перед проведением визуального осмотра и тестирования важно надеть соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ). Следует использовать как минимум защитные очки, кожаную рабочую обувь (при необходимости с водонепроницаемым покрытием) и кожаные или резиновые перчатки. В политике компании могут быть указаны дополнительные требования к СИЗ.

При первом приближении к выпрямителю помните о его окружении, например о неровностях почвы, ядовитых растениях или стоячей воде. Используйте все органы чувств для обнаружения признаков неисправности, в том числе визуальные (например,g., жжение) и слышимое (например, треск). Проверьте шкаф на наличие переменного тока с помощью одобренного детектора переменного тока. Старомодный способ определить, наэлектризован ли шкаф (или горячий), заключался в том, чтобы почистить его тыльной стороной руки. С появлением детектора переменного тока в этом больше нет необходимости и необходимости. Постучите по шкафу, чтобы уведомить всех жителей (ос, мышей, пауков и даже змей) о том, что вы входите. Обязательно имейте под рукой спрей от насекомых.

Техническое обслуживание

Основными причинами выхода из строя выпрямителя являются небрежное обращение, возраст и молнии.Перед выполнением любых действий по устранению неисправностей неработающего выпрямителя обязательно выключите его как автоматическим выключателем, так и отключением панели. Наиболее частые проблемы выпрямителя включают неисправные счетчики, ослабленные клеммы, перегоревшие предохранители, открытую конструкцию / заземляющие провода и повреждение молнии (даже при наличии молниеотводов). Целью поиска и устранения неисправностей является систематическая изоляция компонентов выпрямителя до тех пор, пока не будет обнаружена неисправная деталь, и рекомендуется следовать рекомендациям производителя выпрямителя по обслуживанию и устранению неисправностей.

Протестируйте выключатель, трансформатор, блок выпрямителя, счетчики, предохранители, дроссель, конденсаторы и грозозащитные разрядники по отдельности. Следите за ненадежными соединениями, признаками искрения и странным запахом. Для проверки целостности конструкции и выводных проводов заземления могут потребоваться дополнительные испытания.

Таблица 2 содержит таблицу поиска и устранения неисправностей ² , предназначенную для быстрой диагностики проблем выпрямителя.

Общие сценарии и уловки торговли

Часто встречается выпрямитель с выходом по напряжению и без токового выхода.Поскольку выходное напряжение говорит о том, что цепи выпрямления не повреждены, один или оба выходных кабеля могут быть повреждены или заземление анода может быть полностью истощено. Чтобы начать поиск и устранение неисправностей, определите подходящее временное электрически изолированное заземление, такое как водопропускная труба, забор, анкер с растяжкой опоры или дорожный знак. Выключите выпрямитель, затем отсоедините подводящий провод конструкции и подключите временное заземление к отрицательному выводу. Установите ответвительные планки на одно из самых низких значений и включите выпрямитель.Если выпрямитель теперь выдает и вольт, и ампер, значит, проволочный вывод структуры поврежден. Если по-прежнему нет усилителей, выключите выпрямитель, верните провод структурного вывода к отрицательному выводу, отсоедините провод анодного вывода и подключите временное заземление к положительному выводу. Включите выпрямитель. Если выпрямитель теперь выдает и вольт, и ампер, значит, провод анода оборван или существующее заземление истощено. Если по-прежнему нет усилителей, то требуется дополнительное тестирование для оценки эффективности конструкции и анодных выводных проводов, чтобы определить, связана ли проблема с обоими проводами.

Другой распространенный случай — найти выпрямитель с перегоревшим предохранителем. Это может быть результатом скачка напряжения и просто требует установки нового предохранителя. Однако предохранители выпрямителя могут быть довольно дорогими. Временная установка автоматического выключателя на зажимы предохранителей позволяет проверить работу выпрямителя без использования нескольких предохранителей. Для этого испытания можно использовать типичный домашний автоматический выключатель подходящего размера для данной области применения. Просто прикрепите провода измерительных выводов к каждому концу автоматического выключателя и прикрепите провода к каждому из имеющихся монтажных зажимов предохранителя.Убедитесь, что автоматический выключатель и подводящие провода не соприкасаются с шкафом выпрямителя или любым другим металлическим предметом. Включите выпрямитель. Если прерыватель не срабатывает, просто замените предохранитель. Если автоматический выключатель срабатывает, значит, существуют другие проблемы, и необходимо выполнить дополнительное устранение неисправностей.

Иногда выпрямитель можно встретить с сработавшим автоматическим выключателем. Это может быть результатом скачка напряжения и просто требует сброса автоматического выключателя. Однако скачки напряжения нежелательны, поскольку выпрямитель может оставаться выключенным в течение длительного времени.Обязательно проверьте эффективность электрического заземления выпрямителя и следуйте рекомендациям Национального электротехнического кодекса (NEC). При необходимости установите дополнительное заземление. Кроме того, существуют ограничители перенапряжения, которые могут быть установлены для уменьшения скачков напряжения. Обязательно следуйте рекомендациям производителя по размеру.

Уход за выпрямителем также очень важен для предотвращения постройки гнезд насекомыми, грызунами и другими животными. Гнезда насекомых и грызунов могут быть опасны внутри шкафа выпрямителя.Укусы насекомых или даже змеи определенно нежелательны. Однако сами гнезда тоже могут вызвать проблемы. Помимо возможной опасности возгорания, гнездо может препятствовать прохождению воздушного потока через шкаф выпрямителя и приводить к перегреву (и, в конечном итоге, выходу из строя) компонентов. Следите за тем, чтобы насекомые и грызуны не попадали в выпрямитель. Некоторые из способов удержать вредителей — закрыть все проникновения в шкаф, кроме тех, которые предназначены для вентиляции, или использовать химические пестициды, чтобы уменьшить их интерес к въезду.Для герметизации проходов и каналов можно использовать уплотнение канала или вязко-эластичный аморфный неполярный полиолефин (например, VISCOTAQ ^† ), чтобы закрыть любое из отверстий шкафа. Простой и эффективный химический пестицид, который идеально подходит для использования в выпрямителе, представляет собой небольшую открытую чашку с нафталиновыми шариками. Их легко приобрести, и они очень хорошо работают.

Сводка

Ключом к устойчивости конструкций является эффективное CP как средство контроля / смягчения коррозии. Выпрямители — отличные инструменты, которые помогают обеспечить эффективный ICCP.Они требуют планового контроля и порой мелкого ремонта. Мониторинг и обслуживание выпрямителя необходимы, но их можно выполнять безопасно, что помогает обеспечить надежную и долгосрочную работу выпрямителя.

Благодарности

Автор благодарит за поддержку Integrated Rectifier Technologies, Inc., 15360–116 Ave., Эдмонтон, AB, Канада, T5M 3Z6; Universal Rectifiers, Inc., 1631 Cottonwood School Rd., Rosenberg, TX 77471; ERICO International, 34600 Solon Rd., Solon, OH 44139; Amcorr Products & Services, 8000 IH 10 W.# 600, Сан-Антонио, Техас 78230; Тим Дженкинс; и Дон Олсон.

Ссылки

1 «Общие правила обращения с выпрямителями», Integrated Rectifier Technologies, Inc., http://irtrectifier.com/technical-info/rectifier-safety/ (15 июля 2013 г.).

2 «Устранение неисправностей выпрямителя», Universal Rectifiers, Inc., http://www.universalrectifiers.com/PDF%20Files/Troubleshooting.pdf (15 июля 2013 г.).

Эта статья основана на документе CORROSION 2015 No. 5667, представленный в Далласе, штат Техас.

^† Торговое наименование.

Выпрямитель

— Что такое выпрямитель

В а большое количество электронных схем, нам требуется постоянное напряжение для операция. Мы можем легко преобразовать переменное напряжение или переменный ток в постоянное напряжение или постоянный ток с помощью устройства под названием P-N переходной диод.

Один из наиболее важных применений диода с P-N переходом является исправление переменного Ток (переменный ток) в постоянный Ток (постоянный ток).P-N-переходный диод позволяет электрическому ток только в прямом смещении и блокирует электрические ток в условиях обратного смещения. Проще говоря, диод пропускает электрический ток в одном направлении. Это уникальное свойство диода позволяет ему действовать как выпрямитель.

Выпрямитель определение

А выпрямитель — это электрическое устройство, которое преобразует переменный Ток (AC) в постоянный ток (DC) с помощью одного или нескольких P-N переходные диоды.

Что такое выпрямитель?

Когда напряжение подается на диод P-N перехода таким образом что положительный полюс батареи подключен к Полупроводник p-типа и отрицательная клемма аккумулятора подключен к полупроводнику n-типа, диод называется быть вперед пристрастный.

Когда это прямое напряжение смещения прикладывается к переходу P-N диод, большое количество свободных электроны (основные носители) в n-типе полупроводник испытывает силу отталкивания от отрицательная клемма АКБ аналогично большое количество отверстий (большинство носители) в р-типе полупроводник испытывает силу отталкивания от положительный полюс аккумуляторной батареи.

Как в результате свободные электроны в полупроводнике n-типа начинают переходя от n-стороны к p-стороне аналогично отверстия в p-образной полупроводник начинает двигаться от стороны p к стороне n.

ср знать, что электрический ток означает поток носителей заряда (свободные электроны и дырки). Следовательно, поток электронов с n-стороны на p-сторону и поток отверстий со стороны p на n-сторона проводит электрический ток.Большинство перевозчиков производят электрический ток в состоянии прямого смещения. Так что электрический ток, производимый в состоянии прямого смещения, также известный как большинство текущих.

Когда напряжение подается на диод P-N перехода таким образом что положительный полюс батареи подключен к полупроводник n-типа и отрицательная клемма аккумулятора подключен к полупроводнику p-типа, диод называется быть обратным пристрастный.

Когда это обратное напряжение смещения прикладывается к переходу P-N диод, большое количество свободных электронов (основных носителей заряда) в опыт работы с полупроводниками n-типа сила притяжения от положительной клеммы аккумулятора аналогично большое количество дырок (основных носителей) в Полупроводник p-типа испытывает силу притяжения со стороны отрицательная клемма аккумуляторной батареи.

Как в результате свободные электроны (основные носители) в n-типе полупроводник удаляется от P-N перехода и притягивается к плюсовой клемме АКБ аналогично отверстиям (основные носители) в полупроводнике p-типа удаляется от соединения P-N и притягивается к отрицательной клемме батареи.

Следовательно, электрический ток не проходит через P-N соединение. Однако миноритарные перевозчики (бесплатно электронов) в полупроводнике p-типа испытывают отталкивающее усилие с отрицательной клеммы аккумулятора аналогично неосновные носители (дырки) в полупроводнике n-типа испытать отталкивающую силу от положительного вывода аккумулятор.

Как в результате неосновные носители свободных электронов в p-типе полупроводник и дырки неосновных носителей в n-типе полупроводник начинает течь через переход.Таким образом, электрический ток производится в диоде обратного смещения из-за миноритарные перевозчики. Однако электрический ток производил по неосновным перевозчикам очень мало. Так что меньшинство ток несущей в состоянии обратного смещения не учитывается.

Таким образом, диод P-N перехода пропускает электрический ток в прямом смещении состояние и блокирует электрический ток в обратном смещении состояние. Проще говоря, диод с P-N переходом позволяет электрический ток только в одном направлении. Это уникальное свойство диода позволяет ему действовать как выпрямитель.

Напряжение прямого смещения и обратного смещения, приложенное к диоду, составляет ничего, кроме постоянного напряжения. Напряжение постоянного тока производит ток который всегда течет в одном направлении (либо в прямом направлении или в обратном направлении).

Но напряжение переменного тока производит ток, который всегда меняет свое направление много раз в секунду (вперед-назад и назад вперед).

ср наблюдали, как диод ведет себя при постоянном напряжении (вперед напряжение смещения и обратное напряжение смещения). Теперь давайте посмотрим на диод P-N перехода, когда напряжение переменного тока применяется к нему.

Переменное напряжение или переменный ток часто представляется синусоидальным форма волны, тогда как постоянный ток представлен прямой горизонтальная линия.

В синусоидальной формы волны, верхний полупериод представляет положительный полупериод, а нижний полупериод представляет собой отрицательный полупериод.

положительный полупериод переменного напряжения аналогичен прямое смещение постоянного напряжения и отрицательный полупериод переменного тока Напряжение аналогично обратному напряжению смещения постоянного тока.

чередование ток начинается с нуля и увеличивается до пикового прямого тока или пиковый положительный ток. Положительный пик синусоидальной Форма волны представляет собой максимальный или пиковый прямой ток. После достигнув пикового прямого тока, он начинает уменьшаться и достигает нуля.

После короткий период, переменный ток начинает увеличиваться в в обратном или отрицательном направлении и нарастает до пика в обратном направлении ток или пиковый отрицательный ток.Отрицательный пик синусоидальная форма волны представляет собой максимальное или пиковое обратное Текущий. После достижения пикового обратного тока запускается уменьшается и достигает нуля. Точно так же чередующиеся ток непрерывно меняет свое направление за короткий промежуток времени.

Когда Переменное напряжение или переменный ток подается на переход P-N. диод, во время положительного полупериода диод направлен вперед смещен и пропускает через него электрический ток. Однако когда переменный ток меняет свое направление на отрицательный полупериод, диод имеет обратное смещение и не допускает электрического ток через него. В простыми словами, во время положительного полупериода диод позволяет тока и во время отрицательного полупериода диод блокируется Текущий. Таким образом, электрический ток течет только через диод. в течение положительного полупериода переменного тока.

Это ток, протекающий через диод, есть не что иное, как постоянный ток. Текущий. Таким образом, диод P-N-перехода действует как выпрямитель, преобразование переменного тока в постоянный.

Однако постоянный ток, производимый основным выпрямителем (полуволна выпрямитель) не является чистым постоянным током. Это пульсирующий постоянный ток Текущий.

пульсирующий постоянный ток — это тип постоянного тока, значение которого изменяется за короткий период.

пульсирующий Постоянный ток начинается с нуля и увеличивается до максимального вперед ток (пиковый уровень) и уменьшается до нуля. Однако пульсирующий постоянный ток не меняет своего направления периодически нравится переменный ток.

пульсирующий Постоянный ток всегда течет в одном направлении, как чистый постоянный ток. Текущий. Однако значение пульсирующего постоянного тока или пульсирующее напряжение постоянного тока незначительно изменяется за определенный период.В электрический ток, производимый батареями, источниками питания и солнечные панели — это чистый постоянный ток.

Автор используя комбинацию компонентов, таких как конденсаторы, индукторы и резисторы в цепи, мы можем добиться сглаживание пульсирующего постоянного тока до чистого постоянного тока.

Типы выпрямителей

выпрямители в основном делятся на два типа:

• Полуволна выпрямитель
• Полная волна выпрямитель

Половина волновой выпрямитель

Как название предполагает, половина волновой выпрямитель — это тип выпрямителя, который преобразует половина входного сигнала переменного тока (положительный полупериод) в пульсирующий выходной сигнал постоянного тока и оставшаяся половина сигнала (отрицательный полупериод) заблокирован или утерян.В полуволне В схеме выпрямителя мы используем только один диод.

Полный волновой выпрямитель

полная волна выпрямитель — это тип выпрямителя, который полностью преобразует Входной сигнал переменного тока (положительный полупериод и отрицательный полупериод) на пульсирующий выходной сигнал постоянного тока. В отличие от полуволнового выпрямителя, входной сигнал не теряется в двухполупериодном выпрямителе.В КПД двухполупериодного выпрямителя высок по сравнению с однополупериодный выпрямитель.

Выпрямитель практичный пример

В в наших домах почти вся электроника работает от сети переменного тока. Текущий. Однако некоторые электронные устройства, такие как ноутбуки или ноутбуки преобразуют этот переменный ток в постоянный прежде, чем они потребляют энергию.

Адаптер переменного тока ноутбука, подключенный к источнику переменного тока, преобразует высокое напряжение переменного тока или высокий ток переменного тока в низкое напряжение постоянного тока или низкий постоянный ток. Этот слабый постоянный ток подается на ноутбук. аккумулятор, и это то, что мы назвали зарядкой ноутбука. Тем не мение, ноутбук не включится, если вы не включите его вручную нажатием кнопки включения. При нажатии на ноут «power на кнопку «, аккумулятор ноутбука начинает подачу постоянного тока.

ср забыли важный шаг; как адаптеры переменного тока преобразуют высокое напряжение переменного тока или высокий ток переменного тока в низкое напряжение постоянного тока или низкое Постоянный ток.

Адаптеры переменного тока состоят из всех основных компонентов, необходимых для Преобразование переменного тока в постоянный.

Эти компоненты представляют собой трансформатор, конденсатор и несколько диодов.Из этих компонентов, основным ключевым компонентом является диод, который преобразует переменный ток в постоянный ток.

трансформатор в адаптере переменного тока снижает высокое напряжение переменного тока до низкого. Напряжение.

выпрямитель (состоящий из диодов) преобразует это низкое переменное напряжение или Переменный ток в низкое постоянное напряжение или постоянный ток.Однако преобразованный ток не является чистым постоянным током. Это пульсирующий постоянный ток Текущий.

конденсатор фильтрует этот пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный Текущий.

Что такое выпрямитель? — Определение из Техопедии

Что означает выпрямитель?

Выпрямитель — это электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC). Диод похож на односторонний клапан, который пропускает электрический ток только в одном направлении. Этот процесс называется исправлением.

Выпрямитель может иметь форму нескольких различных физических форм, таких как твердотельные диоды, ламповые диоды, ртутные дуговые клапаны, кремниевые выпрямители и различные другие полупроводниковые переключатели на основе кремния.

Выпрямители

используются в различных устройствах, в том числе:

• Источники питания постоянного тока
• Радиосигналы или детекторы
• Источник энергии вместо генерирующего тока
• Системы передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения
• Некоторые бытовые приборы используют выпрямители мощности для создания энергии, например ноутбуки или портативные компьютеры, игровые системы и телевизоры.

Techopedia объясняет выпрямитель

Выпрямитель — это электрическое устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Переменный ток регулярно меняет направление, тогда как постоянный ток течет только в одном направлении.

Выпрямление создает тип постоянного тока, который включает в себя активные напряжения и токи, которые затем преобразуются в тип постоянного напряжения постоянного тока, хотя это зависит от конечного использования тока. Ток может течь непрерывно в одном направлении, и ток не может течь в противоположном направлении.

Практически все выпрямители содержат более одного диода в определенных схемах. Выпрямитель также имеет разные формы волны, такие как:

• Полуволна: Пропускается либо положительная, либо отрицательная волна, а другая волна блокируется. Это неэффективно, потому что только половина входной формы волны достигает выхода.
• Полная волна: обращает отрицательную часть формы волны переменного тока и объединяет ее с положительной.
• Однофазный переменный ток: два диода могут образовывать двухполупериодный выпрямитель, если трансформатор с центральным отводом. Если нет центрального отвода, необходимы четыре диода, расположенные в виде моста.
• Трехфазный переменный ток: обычно используются три пары диодов

Одна из ключевых проблем выпрямителей заключается в том, что мощность переменного тока имеет пики и минимумы, которые могут не обеспечивать постоянное напряжение постоянного тока. Обычно сглаживающая схема или фильтр должны быть соединены с силовым выпрямителем для создания плавного постоянного тока.

Выпрямители

: все, что вам нужно знать

Инженерные обновления

Для клиентов, желающих модернизировать свое любимое оборудование, Dynapower с гордостью предлагает широкий спектр технических обновлений.Обычно мы работаем с компанией, чтобы сначала определить области их процесса, которые можно улучшить, внося изменения в существующее оборудование. К ним относятся такие элементы, как меры безопасности, чтобы гарантировать, что устройство соответствует требованиям, и что работы по техническому обслуживанию могут быть должным образом выполнены на самом устройстве.

При внедрении наших технических обновлений мы используем наш более чем 50-летний опыт работы в сфере источников питания, чтобы предложить вам наилучшие возможные обновления для ваших систем. К ним относятся такие усовершенствования, как дополнительные термодатчики, обратные клапаны давления воды, датчики вентилятора, датчики потока, датчики химического загрязнения и многое другое.

В довершение ко всему, Dynapower с гордостью предлагает тачпад, сенсорный экран и контроллеры Mutli-Unit. Наш контроллер сенсорной панели может быть легко интегрирован как в кремниевые выпрямители, так и в импульсные источники питания. Эти контроллеры дают вам возможность точно регулировать напряжение, длительность импульса, время цикла и время задержки.

Если вы ищете самое лучшее с точки зрения инженерных усовершенствований, то не ищите ничего, кроме наших контроллеров сенсорного экрана и нашего нового контроллера выпрямителя Multi-Unit.Эти устройства легко интегрируются в выпрямители SCR и предлагают пользователям полный контроль над своими источниками питания. Многоблочный контроллер выпрямителя может управлять от одного до десяти выпрямителей с одного удобного сенсорного экрана. Этот мощный контроллер также имеет систему регистрации данных, которая позволяет вам легко загружать и вести записи, а также автоматизировать рецепты, диагностику неисправностей и регистрацию данных нескольких выпрямителей с одного сенсорного экрана.

Планы профилактического обслуживания и обслуживание на месте

Компания Dynapower предлагает широкий выбор запасных частей для выпрямителей для всех ваших потребностей в техническом обслуживании.К ним относятся такие элементы, как платы управления источником питания для регулирования выходного тока и напряжения источника питания, термовыключатели, все типы предохранителей от быстродействующих до низковольтных и различные выпрямительные диоды. Если вы не видите нужную деталь, у нас есть горячая линия по запасным частям (802) 860-7200, чтобы помочь вам найти нужную деталь.

Dynapower также предлагает обслуживание на месте и профилактическое обслуживание не только оборудования Dynapower и Rapid Power Technologies, но и большинства оборудования других производителей выпрямителей.Наши полевые услуги включают ввод в эксплуатацию, ремонт, текущее обслуживание и оценку оборудования.

Четыре уровня программ профилактического обслуживания Dynapower предназначены для обеспечения того, чтобы ваше оборудование регулярно проверялось и настраивалось, что продлевает надежный срок службы оборудования. Наша цель — предотвратить ненужные отказы оборудования, обеспечить его правильную работу и минимизировать ваши затраты на ремонт и эксплуатацию.

Ремонт выпрямителя

Важно постоянно следить за производительностью и обслуживанием выпрямителя, чтобы предотвратить такие проблемы, как потеря эффективности, сбой системы, травмы или длительные простои.Наша программа ремонта выпрямителя включает в себя полную очистку и повторную сборку всей энергосистемы сверху вниз. Вам не обязательно иметь выпрямитель Dynapower или Rapid Power, чтобы воспользоваться нашей программой ремонта выпрямителя.

Преимущества ремонта выпрямителя

• Сэкономьте от 30% до 60% при покупке нового, одновременно повышая надежность, эффективность и безопасность.
• Увеличенный срок службы оборудования, в том числе соблюдение действующих норм и правил безопасности.
• Интеграция современных деталей и элементов управления для повышения простоты использования.
• Стандартизированное обслуживание.
• Меньшее воздействие на окружающую среду.

Несмотря на то, что мы рады провести оценку выпрямителя на месте, Dynapower также предлагает полный процесс ремонта на месте с использованием нашего современного передового испытательного оборудования. Мы используем разрешение на возврат товара (RMA) для отправки и точно отслеживаем устройство для тестирования на нашем предприятии. В зависимости от процесса и доступности устройств мы также предоставляем выпрямители в аренду клиентам, у которых нет резервных копий.В некоторых случаях мы покрываем расходы на фрахт, и в каждом случае мы предоставляем нашим клиентам сроки и варианты ремонта. Перейдите сюда, чтобы узнать больше о нашей программе ремонта выпрямителей.

Финансирование выпрямителей

Наконец, Dynapower с гордостью предлагает программу финансирования под низкие проценты для наших систем электроснабжения. Благодаря партнерству с Lease Corporation of America мы можем предоставить вам программу финансирования, которая позволит вам получить необходимое оборудование СЕЙЧАС.А через раздел 179 IRS вы можете увидеть тысячи потенциальных сбережений за счет вычета 100% стоимости приобретенного вами оборудования в первый год его использования.

Льготы по финансированию выпрямителя

• Получите необходимое оборудование СЕЙЧАС — платите за него со временем
• Сохраните свой оборотный капитал
• Простой процесс подачи заявки и утверждения
• Потенциальная экономия на налогах в тысячах долларов в соответствии с разделом 179 IRS
• Пусть оборудование окупится своим использованием
• Вариант покупки за 1 доллар позволяет вам владеть оборудованием в конце срока аренды.

Для получения дополнительной информации перейдите сюда или свяжитесь с нами сегодня по телефону (802) 860-7200

Что это такое? Как это работает?

Начнем с того, что ваше самое ценное имущество не могло бы функционировать без выпрямителя: нет, это не ваш телефон, а его зарядное устройство.Зарядное устройство вашего телефона и, если на то пошло, большинство ваших домашних электронных устройств работают не от источника переменного тока — переменного тока, вырабатываемого электростанциями, а затем подаваемого в ваш дом через кабели передачи, — а от источника постоянного тока: постоянный ток, который неизменно течет в одном направлении.

Выпрямитель — это схема, встроенная в ваше устройство, которая преобразует беспокойный источник переменного тока, поступающий в ваш дом, в постоянный источник постоянного тока, чтобы ваши устройства могли нормально работать.Однако как выпрямитель достигает этого выпрямления ?

Диод

Диод — одно из первых детей полупроводниковой революции. Устройство представляет собой две пластины из полупроводников, склеенных друг с другом. Однако полупроводники различаются по своим свойствам: один обеднен электронами или демонстрирует избыток положительных зарядов или дырок, , в то время как другой наполнен электронами и, следовательно, демонстрирует избыток отрицательных зарядов. Вместе они составляют то, что называется соединением PN.

Основное назначение диода, в отличие от резистора, состоит в том, чтобы позволить току течь в одном направлении. Ток через диод будет течь только тогда, когда его положительный полупроводник, или анод , подключен к положительной клемме батареи, а его отрицательный полупроводник, или катод , подключен к отрицательной клемме батареи. При перекрестном соединении клемм ток подавляется.

Диод лежит в основе выпрямителя, где выпрямитель использует свои свойства для выполнения своего предназначения.

Rectification

Прежде всего, резко снижается напряжение переменного тока, так как трехзначное напряжение поджарит ваш тостер или зарядное устройство. Это достигается с помощью трансформатора или регулятора напряжения. Уменьшенный источник переменного тока затем подается на устройство, где его сначала встречает выпрямитель. Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, а затем передает его в основную схему устройства.

Выпрямитель может генерировать источник постоянного тока либо путем выпрямления только одного цикла (положительного или отрицательного) источника переменного тока, либо выпрямляя их оба.Поэтому первый называется полуволновым выпрямителем, поскольку он выпрямляет только половину формы волны питания, а второй называется двухполупериодным выпрямителем, поскольку он выпрямляет обе половины или всю форму волны.

Полупериодный выпрямитель

Мощность переменного тока уменьшается с помощью трансформатора и подается на эту конкретную конфигурацию диодов. Конфигурация будет исправлять только положительные циклы формы волны:

Положительный полуволновой выпрямитель

Во время положительного цикла положительный заряд получается на верхнем узле, а отрицательный — на нижнем.Теперь, поскольку диод пропускает ток только тогда, когда анод (треугольник) подключен к положительной клемме, а катод (стержень) подключен к отрицательной клемме, оба диода в конфигурации будут проводить во время положительной клеммы. цикл. Таким образом, на нагрузку подается ток: положительный цикл повторяется на его выходной форме волны.

Однако, когда источник переменного тока меняется, полярности узлов меняются: теперь верхний узел заряжен отрицательно, а нижний узел заряжен положительно.Диоды перекрестно соединены, и ток перестает течь. Когда ток не достигает нагрузки, выходной сигнал для отрицательного цикла представляет собой линию, отслеживающую ось X, отображающую течение времени, но не ток.

Напряжение на нагрузке после выпрямления

Отрицательный цикл может быть исправлен (за счет положительного цикла, конечно) путем некоторой модификации конфигурации диодов:

Отрицательный полуволновой выпрямитель

Конфигурация так что нагрузка будет испытывать ток во время отрицательного цикла, более конкретно, когда отрицательный заряд получен на верхнем узле, а положительный заряд получен на нижнем узле.Конечно, будучи полуволновым выпрямителем, ток подавляется, когда ток меняется и полярности меняются. Поскольку этот выпрямитель исправляет только отрицательные циклы, его выходной сигнал будет выглядеть следующим образом:

Напряжение на нагрузке после выпрямления

Однако можно наблюдать неровные формы сигналов: две волны производительности, разделенные нежелательной пустотой простоя или непродуктивность. Форму сигнала можно «сгладить» с помощью большого фильтрующего конденсатора. Конденсатор накапливает энергию в течение производственного цикла и высвобождает ее во время непродуктивного цикла до начала следующего производственного цикла.Затем он снова накапливает энергию, и весь цикл повторяется. Результатом является соединение долины — постоянный однонаправленный источник постоянного тока.

Тем не менее, преобразование крайне неэффективно: почему мы должны тратить половину всей энергии? Почему бы нам не использовать каждую унцию?

Полнопериодный выпрямитель

Один выпрямитель выпрямляет только положительные половины, а другой — только отрицательные. Так как же разработать выпрямитель, который последовательно выпрямляет обе половины? Просто объединив два выпрямителя!

Full Wave Rectifier

Схема выглядит запутанной и поэтому автоматически становится сложной и запутанной.Однако его функция, напротив, удивительно проста. Внимательно изучите схему, и вы увидите, что это буквально комбинация двух полуволновых выпрямителей, описанных выше.

Первый однополупериодный выпрямитель проводит в течение положительного цикла, а второй полуволновой выпрямитель проводит в течение отрицательного цикла. Поскольку ток проходит через нагрузку в течение обоих циклов, в форме выходного сигнала не обнаруживается пустот. Это непрерывный ряд холмов или след энергии.

Статьи по теме

Статьи по теме

Конечно, между холмами есть зазоры, но они намного уже, чем зазоры в форме выходного сигнала полуволнового выпрямителя. Мы можем устранить эти небольшие несоответствия, опять же, с помощью большого фильтрующего конденсатора. Сглаженная форма волны — еще более стабильный, энергоэффективный и высококачественный источник постоянного тока.

Пульсации напряжения в выпрямителях — Inst Tools

Пульсации напряжения Как вы видели, конденсатор быстро заряжается в начале цикла и медленно разряжается через RL после положительного пика входного напряжения (когда диод смещен в обратном направлении).Изменение напряжения конденсатора из-за зарядки и разрядки называется пульсационным напряжением. Обычно рябь нежелательна; таким образом, чем меньше пульсация, тем лучше фильтрующее действие, как показано на рисунке ниже.

Рис. Полуволновая пульсация напряжения (синяя линия).

Для данной входной частоты выходная частота двухполупериодного выпрямителя в два раза больше, чем полуволнового выпрямителя, как показано на рисунке 1. Это упрощает фильтрацию двухполупериодного выпрямителя из-за более короткого времени между пиками.При фильтрации двухполупериодное выпрямленное напряжение имеет меньшую пульсацию, чем полуволновое напряжение при тех же значениях сопротивления нагрузки и конденсатора. Конденсатор разряжается меньше во время более короткого интервала между двухполупериодными импульсами, как показано на рисунке 2.

Рис. 1: Период двухполупериодного выпрямленного напряжения вдвое меньше периода полуволнового выпрямленного напряжения. Выходная частота двухполупериодного выпрямителя в два раза выше, чем у однополупериодного выпрямителя.

Рис. 2: Сравнение пульсаций напряжения для полуволнового и двухполупериодного выпрямленных напряжений с одним и тем же фильтрующим конденсатором и нагрузкой, полученных на основе одного и того же синусоидального входного напряжения.

Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсации (r) указывает на эффективность фильтра и определяется как

.

, где Vr (pp) — это напряжение пульсаций от пика до пика, а VDC — это постоянное (среднее) значение выходного напряжения фильтра, как показано на рисунке ниже. Чем ниже коэффициент пульсации, тем лучше фильтр. Коэффициент пульсации можно снизить, увеличив емкость конденсатора фильтра или увеличив сопротивление нагрузки.

Для двухполупериодного выпрямителя с конденсаторным входным фильтром приближения для полного размаха пульсаций напряжения, Vr (pp), и значения постоянного выходного напряжения фильтра, VDC, приведены в следующих уравнениях.Переменная Vp (rect) — это нефильтрованное пиковое выпрямленное напряжение. Обратите внимание, что при увеличении RL или C напряжение пульсаций уменьшается, а напряжение постоянного тока увеличивается.

Разница между выпрямителем с центральным отводом и мостовым выпрямителем (со сравнительной таблицей)

Важнейшим отличием выпрямителя с центральным отводом от мостового выпрямителя является архитектура конструкции. Выпрямитель с центральным ответвлением состоит из двух диодов , которые подключены к центральной вторичной обмотке трансформатора, а также к нагрузочному резистору. Мостовой выпрямитель состоит из 4 диода , которые соединены в виде моста Уиттауна и, таким образом, обеспечивают двухполупериодное выпрямление.

Преимущество использования мостового выпрямителя заключается в том, что не требуется центрального отвода. Таким образом, мы можем исключить трансформатор из схемы, если понижающее напряжение не требуется. Хотя у мостового выпрямителя есть и недостатки, одним из которых является падение напряжения на четырех диодах.

Для мостового выпрямителя

требуется четыре диода, что усложняет схему, а также падение напряжения в этом сценарии будет в два раза больше, чем падение напряжения в выпрямителе с центральным отводом. Это связано с тем, что выпрямитель с центральным отводом включает в свою цепь только два диода.

Остальные существенные различия можно понять с помощью сравнительной таблицы, описанной ниже.

Содержимое: выпрямитель с центральным отводом и мостовым соединением

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Параметры	Выпрямитель с центральным отводом	Мостовой выпрямитель
Определение	Двухполупериодный выпрямитель с двумя диодами.	Двухполупериодный выпрямитель, в котором используются четыре диода, соединенные вместе по архитектуре, напоминающей мост Уитстона.
Пиковое обратное напряжение	2 Вс макс	Вс макс
Коэффициент использования трансформатора	0,692	0,812
Регулировка напряжения	Лучше	Хорошо
Пиковый ток нагрузки	Vs max / (RL + RF) где RL (сопротивление нагрузки) и RF (прямое сопротивление диода)	Vs max / (RL + 2RF)
Требования к трансформатору	Обязательно для нарезания резьбы по центру	По усмотрению или несущественно
Падение напряжения на диоде	Низкое	Высокое из-за наличия четырех диодов
Количество диодов	2	4
Сложность цепи	меньше	Больше

Определение

Выпрямитель с центральным отводом

При этом аноды диодов соединены с вторичной обмоткой с центральным ответвлением, а катоды диодов соединены с нагрузочным резистором.Таким образом, он называется выпрямителем с центральным отводом. Это тип двухполупериодного выпрямителя. Сначала он преобразует половину цикла переменного тока в напряжение постоянного тока, а затем преобразует другую половину цикла переменного тока в напряжение постоянного тока.

Таким образом, положительный полупериод переменного тока и отрицательный полупериод переменного тока преобразуются в однонаправленное напряжение с помощью выпрямителя с отводом от центра. Когда на выпрямитель подается переменное напряжение, сначала понижающий трансформатор снижает величину переменного напряжения.Затем это напряжение пропускается через диоды.

Когда на схему выпрямителя подается положительная половина цикла переменного тока, диод D1 смещен в прямом направлении, а диод D2 — в обратном. Это связано с тем, что верх вторичной обмотки положителен по отношению к низу вторичной обмотки. В этом состоянии D1 смещен в прямом направлении, а D2 — в обратном, и, таким образом, только D1 проводит в течение положительного полупериода переменного тока.

Когда отрицательный полупериод переменного тока подается на схему выпрямителя, диод D1 смещается в обратном направлении, а D2 смещается в прямом направлении.Таким образом, только D2 проводит в течение отрицательного полупериода переменного тока.

Таким образом, полный цикл переменного тока преобразуется в постоянное напряжение, и выходной сигнал получается через нагрузочный резистор. Это будет пульсирующее напряжение постоянного тока, так как оно также состоит из пульсаций переменного тока.

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель

также преобразует полный цикл переменного тока в пульсирующий постоянный ток, но его способ преобразования отличается от выпрямителя с центральным отводом. Все четыре диода соединены в виде моста Уитстона.Когда переменное напряжение подается на мостовой выпрямитель, понижающий трансформатор преобразует его в низкое напряжение постоянного тока, поскольку низкое напряжение легче обрабатывать по сравнению с высоким.

Когда положительный цикл переменного тока подается на схему мостового выпрямителя, тогда диод D1 и диод D3 смещены в прямом направлении, в то время как диод D2 и диод D4 смещены в обратном направлении. Таким образом, во время положительного полупериода переменного тока два диода, т.е. диод D1 и диод D3, проводят ток, и, таким образом, получается падение напряжения на нагрузочном резисторе.Это пульсирующий постоянный ток.

Во время отрицательного полупериода переменного тока диод D1 и диод D3 смещены в обратном направлении, а диод D2 и диод D4 смещены в прямом направлении. Таким образом, для каждого полупериода переменного напряжения два диода будут смещены в прямом направлении, а остальные два — с обратным смещением. Таким образом, за каждый полупериод два диода будут обеспечивать проводимость.

Таким образом, мостовой выпрямитель преобразует полный полупериод переменного тока в пульсирующий постоянный ток.

Ключевые различия между выпрямителем с центральным отводом и мостовым выпрямителем

1. Отвод по центру: Это наиболее важное различие между выпрямителем с отводом по центру и полноволновым выпрямителем.Выпрямитель с центральным отводом, как следует из названия, с отводом по центру; его вторичная обмотка имеет отводы по центру. В то время как у мостового выпрямителя нет центрального отвода.
2. Количество диодов: Мостовой выпрямитель с центральным ответвлением также отличается использованием диодов. Центральный отвод использует только два диода, в то время как мостовой выпрямитель использует в своей цепи четыре диода. Это способствует увеличению сложности схемы в случае мостового выпрямителя.
3. Пиковое обратное напряжение: Величина пикового обратного напряжения мостового выпрямителя составляет половину от амплитуды обратного напряжения центрального выпрямителя.Эта особенность мостового выпрямителя делает его подходящим для приложений высокого напряжения.
4. Падение напряжения: Падение напряжения на диодах также считается решающим фактором. Он определяет производительность схемы выпрямителя. Падение напряжения на диодах в мостовом выпрямителе больше, чем падение напряжения на центральном отводе. Это связано с тем, что мостовой выпрямитель состоит из 4 диодов, в то время как центральный выпрямитель состоит только из двух диодов. Это единственный недостаток использования мостового выпрямителя.

Заключение

Центральный выпрямитель и мостовой выпрямитель — это типы двухполупериодного выпрямителя. Оба обеспечивают полное выпрямление волны, но их рабочий процесс отличается. Мостовой выпрямитель имеет определенные преимущества перед выпрямителем с центральным отводом. Он обладает лучшим коэффициентом использования трансформатора, лучшим регулированием напряжения и т. Д. Но он также имеет недостаток большего падения напряжения по сравнению с центральным ответвлением, поскольку он имеет четыре диода.

.