Félhullámú egyenirányító áramkör szűrővel és anélkül

A váltakozó áram egyenárammá alakításának folyamata a korrekció. Bármely offline tápegységnek van egy egyenirányító blokkja, amely vagy az AC fali aljzat forrását nagyfeszültségű DC-vé alakítja, vagy az AC fali aljzat forrását alacsony feszültségű DC-vé alakítja. A további folyamat lesz a szűrés, a DC-DC átalakítás stb., Tehát ebben a cikkben a félhullámú egyenirányító összes műveletét megvitatjuk áramköri ábrával.

Az AC feszültség jellege szinuszos, 50 / 60Hz frekvencián. A hullámforma az alábbiak szerint alakul.

A rektifikálás az alternatív áram (AC) negatív részének eltávolításának folyamata, amely a részleges egyenáramot eredményezi. Ez diódák segítségével érhető el. A diódák csak egy irányban engedik az áramot áramolni. A megértés érdekében fel tudjuk osztani a hullámformát pozitív félciklusra és negatív félciklusra. Amikor a fenti feszültséget diódán keresztül táplálják, a vezetés csak a pozitív félciklus alatt megy végbe. Így alább lesz a hullámforma.

Félhullámú egyenirányító működése:

A Félhullámú egyenirányítóban egy dióda segítségével eltávolítjuk az AC hullám negatív Fél ciklusát, míg a Teljes Hullámú Egyenirányítóban 4 dióda segítségével átalakítjuk az AC negatív félciklusát pozitív ciklussá. Vizsgáljuk meg az alacsonyabb 15 Vrms amplitúdójú váltakozó feszültséget, és egyetlen dióda segítségével egyenirányítsuk egyenáramú feszültségre. A dióda csak pozitív félciklus alatt vezet. De a kimenet szakaszos impulzusos pozitív egyenfeszültség lesz. Ezt tovább kell szűrni, hogy tiszta DC legyen, kisebb hullámzással. Szem előtt kell tartani az összes feszültséget, áramot, amelyet a DMM-en keresztül mérünk, effektív jellege. Ezért a szimulációban is ezt vesszük figyelembe.

A fenti kimeneti hullámforma a vártnak felel meg, egy szakaszos impulzusú DC hullámforma. A hullámforma simítása vagy folytonos jellege érdekében a kimenetbe kondenzátorszűrőt adunk. A párhuzamos kondenzátor működése állandó feszültség fenntartása a kimeneten. Ez dönti el a kimenetben jelen lévő hullámzás mértékét.

1uF kondenzátorszűrővel:

A hullámalak alatt a hullámzás csökkenése látható a kapacitás értéke, azaz a töltéstároló kapacitás értéke alapján.

Kimeneti hullámformák: Piros - 1uF; Mustárzöld - 4,7uF; Kék - 10uF; Sötétzöld - 47uF

Működés kondenzátorral:

A pozitív félciklus alatt a dióda előre torzul, és a kondenzátor feltöltődik, valamint a terhelés táplálást kap. A negatív félciklus alatt a dióda fordított torzítású lesz, és nyitott az áramkör, amelynek során a kondenzátor a benne tárolt energiát szolgáltatja. Minél nagyobb az energiatárolási kapacitás, annál kisebb a hullámzás a kimeneti hullámformában.

A hullámtényező elméletileg kiszámítható,

Számítsuk ki bármely kondenzátor értékre, és hasonlítsuk össze a fenti kapott hullámalakokkal.

R _terhelés = 1 kOhm; f = 50Hz; C _out = 1uF; I _dc = 15mA

Ennélfogva,

A fenti hullámalak hullámzása 11 volt, amely majdnem azonos. A különbséget magasabb kondenzátorértékeknél kompenzálják. Ezenkívül a hatékonyság a fő probléma a félhullámú egyenirányítóban, amely kisebb, mint a teljes hullámú egyenirányító. Általában a hatásfok (ƞ) = 40%.

Praktikus félhullámú egyenirányító áramkör a kenyérlapon:

A félhullámú egyenirányító áramkörben használt alkatrészek a következők:

1. 220V / 15V váltakozó áramú transzformátor.
2. 1N4007 - Dióda
3. Ellenállás
4. Kondenzátorok

Itt 15 V effektív feszültség esetén a csúcsfeszültség legfeljebb 21 V lesz. Ezért a felhasznált alkatrészeket 25 V-nál nagyobb értéken kell értékelni.

Az áramkör működése:

Léptető transzformátor:

A visszalépő transzformátor primer tekercsből és másodlagos tekercsből áll, amelyet a laminált vasmag felett tekercselnek fel. Az elsődleges fordulatok száma nagyobb lesz, mint a másodlagos. Minden tekercs külön induktivitásként működik. Amikor az elsődleges tekercset egy váltakozó forráson keresztül táplálják, a tekercs izgul és fluxus keletkezik. A szekunder tekercselés az elsődleges tekercs által létrehozott váltakozó fluxust tapasztalja, amely emf-t indukál a szekunder tekercsbe. Ez az indukált emf ezután átfolyik a csatlakoztatott külső áramkörön. A tekercs fordulási aránya és induktivitása dönti el a primer és a szekunderben indukált emf fluxus mennyiségét. Az alább használt transzformátorban

A fali aljzatból származó 230 V váltakozó áramú tápfeszültséget egy lecsökkentő transzformátor segítségével 15 V AC effektívre csökkentik. Ezután az egyenirányító áramkörön keresztül táplálják az alábbiak szerint.

Félhullámú egyenirányító áramkör szűrő nélkül:

A terhelésnek megfelelő feszültség 6,5 V, mert a megszakító hullámalak átlagos kimeneti feszültsége látható a DMM-ben.

Félhullámú egyenirányító áramkör szűrővel:

Ha kondenzátorszűrőt ad az alábbiak szerint,

1. A C _out = 4.7uF esetén a hullámosság csökken, ezért az átlagos feszültség 11,9V-ra nő

2. C _out = 10uF esetén a hullámosság csökken, és ezért az átlagos feszültség 15,0 V-ra nő

3. A C _out = 47uF esetén a hullámosság tovább csökken, ezért az átlagos feszültség 18,5 V-ra nő

4. Ha C _out = 100uF, akkor ezek után a hullámforma finoman simul, és ezért a hullámzás alacsony. Az átlagos feszültség 18,9V-ra nőtt