Obvod usměrňovače plné vlny s filtrem a bez něj

Proces přeměny střídavého proudu na stejnosměrný je opravný. Jakákoli offline napájecí jednotka má blok usměrnění, který převádí buď zdroj střídavého proudu ze zásuvky na vysokonapěťový stejnosměrný proud, nebo sestupuje zdroj střídavého proudu ze zásuvky na nízkonapěťový stejnosměrný proud. Dalším procesem bude filtrování, konverze DC-DC atd. V tomto článku tedy pojednáme o operacích Full-wave usměrňovače. Plnovlnný usměrňovač má vyšší účinnost ve srovnání s půlvlnným usměrňovačem.

Plnou vlnovou opravu lze provést následujícími způsoby.

1. Celovlnný usměrňovač se středovým závitem
2. Můstkový usměrňovač (pomocí čtyř diod)

Pokud jsou dvě větve obvodu připojeny třetí větví k vytvoření smyčky, pak se síť nazývá můstkový obvod. Z těchto dvou je preferovaným typem můstkový usměrňovací obvod využívající čtyři diody, protože typ se dvěma diodami vyžaduje středový transformátor a není spolehlivý ve srovnání s typem mostu. Diodový můstek je k dispozici také v jednom balení. Některé z příkladů jsou DB102, GBJ1504, KBU1001 atd.

Můstkový usměrňovač převažuje nad spolehlivostí polovičního můstkového usměrňovače, pokud jde o snížení faktoru zvlnění pro stejný filtrační obvod na výstupu. Povaha střídavého napětí je sinusová při frekvenci 50/60 Hz. Tvar vlny bude níže.

Práce s usměrňovačem plné vlny:

Uvažujme nyní střídavé napětí s nižší amplitudou 15Vrms (21Vpk-pk) a upravme jej na stejnosměrné napětí pomocí diodového můstku. Tvar vlny střídavého napájení lze rozdělit na kladný poloviční cyklus a záporný poloviční cyklus. Veškeré napětí, proud, který měříme pomocí DMM (Digital Multimeter), má přirozenou efektivní hodnotu. Totéž se tedy uvažuje v níže uvedené simulaci Greenpoint.

Během kladného polovičního cyklu budou diody D2 a D3 vodivé a během záporného půl cyklu budou diody D4 a D1 vodivé. Proto bude dioda během obou polovičních cyklů vodivá. Výstupní průběh po opravě bude uveden níže.

Abychom omezili zvlnění křivky nebo aby byl průběh křivky spojitý, musíme na výstup přidat kondenzátorový filtr. Pracovní kondenzátoru paralelně se zatížení je pro udržování konstantního napětí na výstupu. Lze tedy snížit zvlnění výstupu.

S kondenzátorem 1uF jako filtrem:

Výstup s filtrem 1 uF tlumí vlnu pouze do určité míry, protože kapacita akumulace energie 1 uF je menší. Níže uvedená křivka ukazuje výsledek filtru.

Vzhledem k tomu, že zvlnění je stále na výstupu, zkontrolujeme výstup s různými hodnotami kapacity. Níže zobrazený průběh zobrazuje snížení zvlnění na základě hodnoty kapacity, tj. Kapacity ukládání náboje.

Výstupní křivky: zelená - 1 uF; modrá - 4,7 uF; Hořčičná zeleň - 10 uF; Tmavě zelená - 47uF

Provoz s kondenzátorem:

Během kladných i záporných polovičních cyklů bude diodový pár v předpjatém stavu a kondenzátor se nabije a zátěž se napájí. Interval okamžitého napětí, při kterém je akumulovaná energie v kondenzátoru vyšší než okamžité napětí, kterým kondenzátor dodává akumulovanou energii v něm. Čím větší je kapacita akumulace energie, tím menší je zvlnění výstupního průběhu.

Faktor zvlnění lze vypočítat teoreticky pomocí,

Počítáme to pro jakoukoli hodnotu kondenzátoru a porovnejme ji s výše získanými průběhy.

R _zatížení = 1 kOhm; f = 100 Hz; C _out = 1 uF; I _dc = 15mA

Proto, Zvlnění faktor = 5 voltů

Rozdíl faktoru zvlnění bude kompenzován při vyšších hodnotách kondenzátoru. Účinnost plné vlny usměrňovač je vyšší než 80%, což je dvakrát vyšší než z poloviny vlny usměrňovač.

Praktický usměrňovač plné vlny:

Komponenty používané v můstkovém usměrňovači jsou,

1. 220V / 15V střídavý transformátor.
2. 1N4007 - diody
3. Rezistory
4. Kondenzátory
5. MIC RB156

Zde pro efektivní napětí 15V bude špičkové napětí až 21V. Proto by komponenty, které mají být použity, měly být dimenzovány na 25 V a vyšší.

Provoz obvodu:

Sestupný transformátor:

Transformátor sestupného stupně sestává z primárního vinutí a sekundárního vinutí navinutého na jádru z laminovaného železa. Počet tahů primární bude vyšší než sekundární. Každé vinutí funguje jako samostatné induktory. Když je primární vinutí napájeno střídavým zdrojem, vinutí se budí a bude generován tok. Sekundární vinutí zažívá střídavý tok produkovaný primárním vinutím, který indukuje emf do sekundárního vinutí. Tento indukovaný emf pak protéká připojeným externím obvodem. Poměr otáček a indukčnost vinutí rozhoduje o množství toku generovaného z primárního a EMF indukovaného v sekundárním. V transformátoru použitém níže

Napájení 230 V stř. Ze zásuvky je sníženo na 15 V stř. Pomocí redukčního transformátoru. Napájení se poté přivede přes obvod usměrňovače, jak je uvedeno níže.

Obvod usměrňovače plné vlny bez filtru:

Odpovídající napětí napříč zátěží je 12,43 V, protože průměrné výstupní napětí nespojitého tvaru vlny je vidět na digitálním multimetru.

Obvod usměrňovače plné vlny s filtrem:

Když je přidán filtr kondenzátoru, jak je uvedeno níže,

1. Pro C _out = 4,7uF se zvlnění sníží, a proto se průměrné napětí zvýšilo na 15,78V

2. Pro C _out = 10uF se zvlnění sníží, a proto se průměrné napětí zvýšilo na 17,5V

3. U C _out = 47uF se zvlnění dále snižuje, a proto se průměrné napětí zvýšilo na 18,92V

4. Pro C _out = 100uF nebude mít větší hodnota kapacity větší účinek, takže poté bude křivka jemně vyhlazena, a proto je zvlnění nízké. Průměrné napětí se zvýšilo na 19,01 V.