- Full-wave konvertor
- Princíp celej vlny
- Ako organizovať bipolárny výkon
- Ako realizovať zdvojenie napätia
- Použitie operačných zosilňovačov
- Stručne o riadených prevodníkoch
- Trojfázový usmerňovač
- dizajn
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Celosvetový usmerňovač je bežnejší ako polovodičový usmerňovač, čo je spôsobené mnohými výhodami takéhoto obvodu. Aby sme presne vysvetlili, čo je výhodou, mali by sme sa obrátiť na teoretické základy elektrotechniky.
Po prvé, zvážte rozdiel medzi full-wave usmerňovač z polovičnej vlny usmerňovača, pre to musíte pochopiť princíp fungovania každého z nich. Príklady diagramov tvaru vlny poskytujú vizuálnu reprezentáciu výhod a nevýhod týchto zariadení.
Full-wave konvertor
Nižšie je uvedený typický diagram podobného zariadenia s minimom prvkov.
Legenda:
- Tr - transformátor;
- DV-ventil (dióda);
- C f - kapacita (hrá úlohu vyhladzovacieho filtra);
- R n - pripojená záťaž.
Teraz zvážte priebeh v riadiacich bodoch U 1, U 2 a U n .
vysvetlenie:
- v riadiacom bode U1 sa zobrazí diagram, ktorý bol urobený na vstupe zariadenia;
- U 2 - diagram pred kapacitným vyhladzovacím filtrom;
- U n - oscilogram zaťaženia.
Časový diagram jasne ukazuje, že po ventile (dióda) je usmernené napätie reprezentované ako charakteristické impulzy pozostávajúce z kladných polovičných periód. Keď dôjde k takémuto impulzu, akumulátor kapacitného filtra sa akumuluje, čo sa počas zápornej polovičnej periódy vybíja, čo umožňuje trochu vyrovnať pulzácie.
Nevýhody tejto schémy sú zrejmé - je to nízka účinnosť, kvôli vysokej úrovni pulzácií. Napriek tomu však zariadenia tohto typu nachádzajú uplatnenie v obvodoch s nízkou spotrebou prúdu.
Princíp celej vlny
Zvážte dve možnosti pre implementáciu full-wave konvertora (usmerňovača): vyvážené a dlažby. Schéma prvého je znázornená na obrázku nižšie.
Použité položky:
- Tr je transformátor, ktorý má dve identické sekundárne vinutia (alebo jedno s kohútikom v strede);
- DV 1 a DV 2 - ventily (diódy);
- C f - kapacitný filter;
- R n - odpor zaťaženia.
Pre prehľadnosť tu uvádzame oscilogram v kontrolných bodoch.
- U 1 - priebeh na vstupe;
- U 2 - graf pred kapacitným filtrom;
- U n - mapové výstupné zariadenie.
Táto schéma je dva kombinované polovodičové snímače, to znamená, že dva samostatné zdroje predstavujú jednu spoločnú záťaž. Výsledok činnosti takéhoto zariadenia jasne ukazuje graf U2. Ukazuje, že v procese sa používajú obidve polročné obdobia, ktoré dali názov týmto meničom.
Priebeh jasne ukazuje výhody takéhoto zariadenia, a to nasledujúce skutočnosti:
- frekvencia zvlnenia na výstupe zariadenia sa zdvojnásobí;
- zníženie „poklesov“ medzi impulzmi umožňuje použitie menšej filtračnej kapacity;
- push-pull konvertor má vyššiu účinnosť ako polvlna.
Teraz zvážte typ mosta, je znázornený na obrázku nižšie.
Oscilogram zariadenia mostíkového typu sa prakticky nelíši od vyváženého, takže nemá zmysel ho privádzať. Hlavnou výhodou tohto systému je, že nie je potrebné používať zložitejší transformátor.
Video: Most s usmerňovačom
Konvertory, ktoré používajú polovodičový diódový mostík, sú široko používané v elektrotechnike (napríklad vo zváracích strojoch, kde menovitý prúd môže dosiahnuť až 500 ampérov) a rádioelektroniku ako zdroj pre nízkonapäťové obvody.
Všimnite si, že okrem polovodičov, môžete použiť vákuové diódy - kenotrony (nižšie je príklad schémy takéhoto zariadenia).
Predstavená schéma je klasickou implementáciou vyváženého full-wave konvertora. Doteraz sa vákuové diódy prakticky nepoužívajú, boli nahradené polovodičovými náprotivkami.
Ako organizovať bipolárny výkon
Kombináciou vyváženého obvodu a dlažby môžete získať prevodník, ktorý bude poskytovať bipolárny výkon so spoločným (nulovým) bodom. Navyše, pre jedného to bude negatívne, a pre ostatné - pozitívne. Takéto zariadenia sú široko používané v PD pre digitálne rádio.
Ako realizovať zdvojenie napätia
Nižšie je schéma, ktorá umožňuje prijímať na výstupe napätia zariadenia, dvojnásobok originálu.
Pre takéto zariadenie je charakteristické, že dva kondenzátory sú nabité v rôznych poločasoch, a pretože sú usporiadané v sériách, potom v dôsledku toho bude celkové napätie dvakrát vyššie ako „Rn“ v porovnaní so vstupom.
V konvertore s takýmto násobičom sa môžu použiť transformátory s nižším sekundárnym napätím.
Použitie operačných zosilňovačov
Ako je známe, v dióde je prúdovo-napäťová charakteristika nelineárna a vytvára jednofázový precízny (vysoko presný) usmerňovač s plnou vlnou typu na OU čipe, je možné výrazne znížiť chybu. Okrem toho je možné vytvoriť prevodník, ktorý vám umožní stabilizovať prúd na záťaži. Príklad takéhoto zariadenia je znázornený nižšie.
Obrázok znázorňuje najjednoduchší stabilizátor prúdu. OU používané v ňom je napäťovo riadený zdroj. Toto prevedenie umožňuje zaistiť, aby prúd na výstupe meniča nezávisel od straty napätia pri záťaži Rn a diódového mostíka D1-D4.
Ak sa vyžaduje stabilizácia napätia, obvod meniča môže byť mierne komplikovaný pridaním zenerovej diódy. Je zapojený paralelne s vyhladzovacou kapacitou.
Stručne o riadených prevodníkoch
Často je potrebné regulovať napätie na výstupe meniča bez zmeny vstupu. Na tento účel bude optimálne použitie riadených ventilov, príklad takéhoto uskutočnenia je znázornený nižšie.
Trojfázový usmerňovač
Uvažovali sme o rôznych implementáciách jednofázových, full-wave konvertorov, ale podobné zariadenia sa používajú pre trojfázové zdroje. Nižšie, ako príklad, ukazuje zariadenie vytvorené podľa Larionovovej schémy.
Ako ukazuje graf uvedený vyššie, realizácia mostného obvodu medzi pármi fáz umožňuje na pulzáciách mierne pulzácie. Vďaka tejto filtračnej kapacite možno výrazne znížiť, alebo dokonca bez nej.
dizajn
Výpočet aj jednoduchého full-wave konvertora je skľučujúca úloha. Môže sa výrazne zjednodušiť pomocou špeciálneho softvéru. Odporúčame zastaviť výber na programe Electronics Workbench, ktorý umožňuje vykonávať schematické modelovanie analógových a digitálnych elektrických zariadení.
Simulovaním full-wave usmerňovača v tomto programe, môžete získať vizuálnu predstavu o tom, ako to funguje. Vstavané vzorce umožňujú vypočítať maximálne spätné napätie pre diódy, optimálnu kapacitu kaliaceho kondenzátora atď.