Proces přeměny střídavého proudu na stejnosměrný je opravný. Jakákoli offline napájecí jednotka má obvod pro usměrnění, který převádí buď střídavý napájecí zdroj na vysokonapěťový stejnosměrný proud, nebo sestupuje střídavý napájecí zdroj na nízkonapěťový stejnosměrný proud. Dalším procesem bude filtrování, převod DC-DC atd. V tomto článku tedy pojednáme o Simple Bridge Rectifier Circuit, což je nejoblíbenější metoda pro úplnou vlnovou nápravu.
Požadované komponenty
- Transformátor 230VAC / 6VAS - 1nos.
- 1N4007A - 1nos.
- Rezistor 1 kΩ - 1nos.
- Multimetr
- Připojení vodičů
Co je usměrňovač?
Zjednodušeně řečeno, usměrňovač je obvod, který převádí střídavý signál (střídavý proud) na stejnosměrný signál (stejnosměrný proud). Lze také říci, že usměrňovač převádí obousměrný proud na jednosměrný proud.
Diody se používají k vytvoření obvodu usměrňovače kvůli jejich jednosměrné vlastnosti vedení. Polovodičová dioda vede pouze v případě, že je předpjatá dopředu (chová se jako zavřený spínač) a při obráceném předpětí nehraje (chová se jako otevřený spínač). Tato diodová charakteristika je velmi důležitá a používá se při konstrukci usměrňovačů.
Typy usměrňovače
Usměrňovač je obecně rozdělen do dvou kategorií
- Usměrňovač poloviční vlny
- Usměrňovač s plnou vlnou
Poloviční vlnový usměrňovač převádí pouze polovinu střídavé vlny na stejnosměrný signál, zatímco plný vlnový usměrňovač převádí úplný střídavý signál na stejnosměrný.
Plnou vlnovou opravu lze dále provést dvěma způsoby:
- Celovlnný usměrňovač se středovým závitem pomocí dvou diod
- Můstkový usměrňovač pomocí čtyř diod
Bridger Rectifier je nejběžněji používaný usměrňovač v elektronice a zde budeme studovat pouze ten. Pokud se chcete dozvědět vícefázový usměrňovač s půlvlnným usměrňovačem, pak postupujte podle odkazů.
Bridge Rectifier Circuit a jeho fungování
Plnovlnný můstkový usměrňovač je vytvořen spojením čtyř diod dohromady tak, že jejich ramena tvoří můstek, odtud název usměrňovací můstek. V můstkovém usměrňovači může být na diodový můstek přivedeno napětí transformátorem nebo přímo přes střídavý signál bez transformátoru.
Zde používáme 6-0-6 středový transformátor pro napájení střídavého napětí do obvodu Bridge Rectifier
Během kladného polocyklu se diody D3-D2 dostanou předpjaté dopředu a fungují jako sepnutý spínač. Diody D1-D4 a jsou obrácené předpjaté a nevykazují chování, fungují jako rozpojený spínač. Na výstupu tedy dostaneme kladný poloviční cyklus.
Během záporné poloviny cyklu se diody D1-D4 dostanou předpjaté dopředu a fungují jako sepnutý spínač. Diody D3-D2 jsou předpjaté a nemají chování, takže fungují jako rozpojený spínač. Na výstupu tedy dostaneme kladný poloviční cyklus.
Pod tvarem vlny je zobrazen vstupní a výstupní tvar vlny pro Bridge Rectifier Circuit. Vidíme, že záporná část střídavého napětí se přeměnila na pozitivní cyklus po průchodu obvodem můstkového usměrňovače.
Můžeme dále simulovat obvod v softwaru a můžeme vidět výstup:
Další informace o usměrňovačích s poloviční a plnou vlnou najdete zde.