- Potpuno valni pretvarač
- Načelo sheme punog vala
- Kako organizirati bipolarnu snagu
- Kako ostvariti udvostručenje napona
- Koristeći operativna pojačala
- Ukratko o upravljanim pretvornicima
- Trofazni ispravljač
- dizajn
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Ispravljač s punim valom češći je od poluvalnog ispravljača, zbog brojnih prednosti takvog kruga. Da bi se točno objasnilo koja je prednost, treba se okrenuti teoretskim osnovama elektrotehnike.
Prvo razmotrite razliku između ispravljača s punim valom i poluvalnog ispravljača, za to morate razumjeti princip rada svakog od njih. Primjeri dijagrama valnih oblika osigurat će vizualni prikaz prednosti i nedostataka tih uređaja.
Potpuno valni pretvarač
U nastavku je prikazan tipičan dijagram sličnog uređaja s minimalnim brojem elemenata.
legenda:
- Tr - transformator;
- DV-ventil (dioda);
- C f - kapacitet (igra ulogu filtra za izglađivanje);
- R n - priključeno opterećenje.
Sada razmotrimo valni oblik na kontrolnim točkama U 1, U 2 i U n .
Objašnjenje:
- u kontrolnoj točki U 1 prikazuje se dijagram uzet na ulazu uređaja;
- U 2 - dijagram ispred kapacitivnog filtra za izglađivanje;
- U n - oscilogram na opterećenju.
Vremenski dijagram jasno pokazuje da se nakon ventila (dioda) ispravljeni napon prikazuje kao karakteristični impulsi koji se sastoje od pozitivnih poluvremena. Kada se pojavi takav impuls, naboj kapacitivnog filtra se skuplja, koji se ispušta tijekom negativnog poluvremena, što omogućuje malo da se izglade pulsacije.
Nedostaci ove sheme su očiti - to je niska učinkovitost, zbog visoke razine pulsacija. No, unatoč tome, uređaji ovog tipa nalaze svoju primjenu u krugovima s malom potrošnjom struje.
Načelo sheme punog vala
Razmislite o dvije mogućnosti za implementaciju konvertora pune valova (ispravljača): uravnotežen i kolnik. Shema prvog je prikazana na slici ispod.
Upotrijebljene stavke:
- Tr je transformator, koji ima dva identična sekundarna namotaja (ili jedan s slavinom u sredini);
- DV 1 i DV 2 - ventili (diode);
- C f - kapacitivni filtar;
- R n - otpornost na opterećenje.
Radi jasnoće, ovdje ćemo prikazati oscilogram na kontrolnim točkama.
- U 1 - valni oblik na ulazu;
- U 2 - graf ispred kapacitivnog filtra;
- U n - izlazni uređaj za grafikon.
Ova shema je dva kombinirana poluvalna pretvarača, odnosno dva odvojena izvora za jedno zajedničko opterećenje. Rezultat rada takvog uređaja jasno pokazuje graf U2. To pokazuje da se u tom procesu koriste oba poluvremena, što je dalo naziv ovim pretvaračima.
Valni oblik jasno pokazuje prednosti takvog uređaja, naime sljedeće činjenice:
- frekvencija mreškanja na izlazu uređaja udvostručuje se;
- smanjenje "propadanja" između impulsa omogućuje korištenje manjeg kapaciteta filtriranja;
- Push-pull konverter ima veću učinkovitost od poluvalova.
Sada razmotrite tip mosta, koji je prikazan na slici ispod.
Oscilograf uređaja tipa mosta praktički se ne razlikuje od uravnoteženog, tako da ga nema smisla donositi. Glavna prednost ove sheme je u tome što nema potrebe za korištenjem složenijeg transformatora.
Video: Full Wave ispravljački most
Pretvarači koji koriste poluvodički diodni most široko se primjenjuju iu elektrotehnici (npr. U aparatima za zavarivanje gdje nominalna struja može doseći i do 500 ampera) i radio elektronika kao izvor za niskonaponske strujne krugove.
Imajte na umu da osim poluvodiča, možete koristiti i vakuumske diode - kenotrone (u nastavku je primjer sheme takvog uređaja).
Zapravo, prikazana shema je klasična izvedba uravnoteženog punog valnog pretvarača. Do danas, vakuum diode su praktički ne koriste, oni su zamijenjeni poluvodičkim kolegama.
Kako organizirati bipolarnu snagu
Kombinirajući uravnoteženi krug i kolnik, možete dobiti konverter koji će omogućiti bipolarni izlaz snage s zajedničkom (nultom) točkom. Štoviše, za jednog će biti negativno, a za drugo pozitivno. Takvi uređaji su široko korišteni u PD za digitalni radio.
Kako ostvariti udvostručenje napona
Ispod se nalazi dijagram koji vam omogućuje da na izlazu uređaja dobijete napon, dvostruko veći od originalnog.
Za takav uređaj karakteristično je da se dva kondenzatora pune u različitim poluvremenu, a budući da su raspoređeni u nizu, kao rezultat toga, ukupni napon će biti dvostruko veći od "R n " u odnosu na ulaz.
U pretvaraču s takvim množiteljem mogu se koristiti transformatori s nižim sekundarnim naponom.
Koristeći operativna pojačala
Kao što je poznato, u diodama, karakteristika strujnog napona je nelinearna, stvarajući jednofazni precizni (visokoprecizni) puni valni ispravljač na OU čipu, moguće je značajno smanjiti pogrešku. Osim toga, moguće je stvoriti pretvornik koji vam omogućuje stabilizaciju struje na opterećenju. Primjer takvog uređaja prikazan je dolje.
Slika prikazuje najjednostavniji stabilizator struje. OU koja se koristi u njoj je izvor napajanja. Ova implementacija omogućuje da se osigura da struja na izlazu pretvarača ne ovisi o gubitku napona na opterećenju R n i diodnom mostu D1-D4.
Ako je potrebna stabilizacija napona, strujni krug pretvarača može biti malo kompliciran dodavanjem zener diode. To je spojeno paralelno s izglađivanjem kapacitivnosti.
Ukratko o upravljanim pretvornicima
Često je potrebno kontrolirati napon na izlazu pretvarača bez promjene ulaza. U tu svrhu, korištenje kontroliranih ventila će biti optimalno, primjer takve implementacije je prikazan niže.
Trofazni ispravljač
Razmotrili smo različite izvedbe jednofaznih, punih valnih pretvarača, ali se slični uređaji koriste za trofazne izvore. U nastavku, kao primjer, prikazuje se uređaj napravljen prema Larionovoj shemi.
Kao što je prikazano na grafikonu, primjena mostnog kruga između parova faza omogućuje lagane pulsacije na izlazu. Zbog toga se kapacitet filtriranja može značajno smanjiti, ili čak bez njega.
dizajn
Izračun čak i jednostavnog punog valnog pretvarača je težak zadatak. Može se znatno pojednostaviti korištenjem posebnog softvera. Preporučujemo da prekinete izbor na programu Electronics Workbench, koji vam omogućuje izvođenje shematskog modeliranja analognih i digitalnih električnih uređaja.
Simulirajući puni val ispravljača u ovom programu, možete dobiti vizualnu ideju o tome kako to radi. Ugrađene formule omogućuju izračunavanje maksimalnog obrnutog napona za diode, optimalni kapacitet kondenzatora za gašenje itd.