Τι είναι ο ανορθωτής μισού κύματος: κύκλωμα και τα χαρακτηριστικά του

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Στην ίδια την περίοδο του 1880, ξεκίνησε η αναγνώριση και η μοναδικότητα των ανορθωτών. Η πρόοδος των ανορθωτών έχει εφεύρει διάφορες προσεγγίσεις στον τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος. Η αρχική δίοδος που χρησιμοποιήθηκε στον ανορθωτή σχεδιάστηκε το έτος 1883. Με την εξέλιξη των διόδων κενού που πρωτοστάτησε στις πρώτες μέρες του 1900, συνέβησαν περιορισμοί στους ανορθωτές. Ενώ με τις τροποποιήσεις στους σωλήνες τόξου υδραργύρου, η χρήση ανορθωτών επεκτάθηκε σε διάφορα εύρη μεγαβάτ. Και ένας τύπος ανορθωτή είναι ανορθωτής μισού κύματος.

Μια αύξηση στις διόδους κενού έδειξε εξέλιξη για σωλήνες τόξου υδραργύρου και αυτοί οι σωλήνες τόξου υδραργύρου ορίστηκαν ως σωλήνες ανορθωτή. Με την ανάπτυξη ανορθωτών, πολλά άλλα υλικά ήταν πρωτοπόρα. Έτσι, αυτή είναι μια σύντομη εξήγηση για το πώς εξελίχθηκαν οι ανορθωτές και πώς αναπτύχθηκαν. Ας έχουμε μια σαφή και λεπτομερή εξήγηση για να μάθουμε τι είναι ένας ανορθωτής μισού κύματος, το κύκλωμα, την αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά του.




Τι είναι το Half Wave Rectifier;

Ο ανορθωτής είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που μετατρέπει την τάση AC σε τάση DC. Με άλλα λόγια, μετατρέπει εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα. Ένας ανορθωτής χρησιμοποιείται σε όλες σχεδόν τις ηλεκτρονικές συσκευές. Συνήθως χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της τάσης δικτύου σε τάση DC στο παροχή ηλεκτρικού ρεύματος Ενότητα. Με τη χρήση τροφοδοσίας τάσης, οι ηλεκτρονικές συσκευές λειτουργούν. Σύμφωνα με την περίοδο αγωγής, οι ανορθωτές ταξινομούνται σε δύο κατηγορίες: Half Wave Rectifier και Ανορθωτής πλήρους κύματος

Κατασκευή

Σε σύγκριση με ανορθωτή πλήρους κύματος, ένα HWR είναι ο ευκολότερος ανορθωτής για κατασκευή. Μόνο με μία μόνο δίοδο, μπορεί να γίνει η κατασκευή της συσκευής.



Κατασκευή HWR

Κατασκευή HWR

Ο ανορθωτής μισού κύματος αποτελείται από τα παρακάτω στοιχεία:

  • Εναλλασσόμενη τρέχουσα πηγή
  • Η αντίσταση στο τμήμα φορτίου
  • Μια δίοδος
  • Ένας μετασχηματιστής προς τα κάτω

Πηγή AC


Αυτή η τρέχουσα πηγή παρέχει εναλλασσόμενο ρεύμα σε ολόκληρο το κύκλωμα. Αυτό το ρεύμα AC αντιπροσωπεύεται γενικά ως ημιτονοειδές σήμα.

Μετασχηματιστής Step-Down

Για να αυξηθεί ή να μειωθεί η τάση AC, χρησιμοποιείται συνήθως ένας μετασχηματιστής. Καθώς χρησιμοποιείται ένας μετασχηματιστής step-down, μειώνει την τάση AC ενώ όταν χρησιμοποιείται ένας μετασχηματιστής step-up, αυξάνει την τάση AC από ένα ελάχιστο επίπεδο σε ένα υψηλό επίπεδο. Σε ένα HWR, χρησιμοποιείται κυρίως ένας μετασχηματιστής step-down όπου επειδή η απαιτούμενη τάση για μια δίοδο είναι πολύ ελάχιστη. Όταν δεν χρησιμοποιείται μετασχηματιστής, τότε μια μεγάλη ποσότητα τάσης AC θα προκαλέσει ζημιά στη δίοδο. Ενώ σε μερικές περιπτώσεις, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ένας μετασχηματιστής step-up.

Στη συσκευή προς τα κάτω, η δευτερεύουσα περιέλιξη έχει ελάχιστες στροφές από αυτήν της πρωτεύουσας περιέλιξης. Εξαιτίας αυτού, ένας μετασχηματιστής κατεβάσματος μειώνει το επίπεδο τάσης από το πρωτεύον στο δευτερεύον τύλιγμα.

Δίοδος

Η χρήση διόδου σε ανορθωτή μισού κύματος επιτρέπει τη ροή ρεύματος μόνο σε μία κατεύθυνση ενώ σταματά τη ροή ρεύματος σε άλλη διαδρομή.

Αντίσταση

Αυτή είναι η συσκευή που εμποδίζει τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος μόνο σε ένα καθορισμένο επίπεδο.

Αυτό είναι το κατασκευή ανορθωτή μισού κύματος .

Εργασία ανορθωτή μισού κύματος

Κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου, η δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση προκατάληψης προώθησης και μεταδίδει ρεύμα σε RL (Αντίσταση φορτίου). Μια τάση αναπτύσσεται σε όλο το φορτίο, το οποίο είναι το ίδιο με το σήμα AC εισόδου του θετικού μισού κύκλου.

Εναλλακτικά, κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου, η δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση αντίστροφης μεροληψίας και δεν υπάρχει ροή ρεύματος μέσω της διόδου. Μόνο η τάση εισόδου AC εμφανίζεται σε όλο το φορτίο και είναι το καθαρό αποτέλεσμα που είναι δυνατό κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου. Η τάση εξόδου παλμώνει την τάση DC.

Κυκλώματα ανορθωτή

Μονοφασικά κυκλώματα ή κύκλωμα πολλαπλών φάσεων υπάγονται στο κυκλώματα ανορθωτή . Για οικιακές εφαρμογές χρησιμοποιούνται μονοφασικά ανορθωτικά κυκλώματα και οι βιομηχανικές εφαρμογές HVDC απαιτούν τριφασική διόρθωση. Η πιο σημαντική εφαρμογή του a Δίοδος σύνδεσης PN είναι διόρθωση και είναι η διαδικασία μετατροπής AC σε DC.

Ρύθμιση μισού κύματος

Σε έναν μονοφασικό ανορθωτή μισού κύματος, είτε το αρνητικό είτε το θετικό μισό της τάσης AC ρέει, ενώ το άλλο μισό της τάσης AC είναι μπλοκαρισμένο. Εξ ου και η έξοδος λαμβάνει μόνο το μισό του κύματος AC. Απαιτείται μονή δίοδος για μονοφασική διόρθωση μισού κύματος και τρεις διόδους για τριφασική τροφοδοσία. Ο ανορθωτής μισού κύματος παράγει μεγαλύτερη ποσότητα περιεχομένου κυματισμού από τους ανορθωτές πλήρους κύματος και για την εξάλειψη των αρμονικών απαιτεί πολύ περισσότερο φιλτράρισμα.

Μονοφασικός ανορθωτής μισού κύματος

Μονοφασικός ανορθωτής μισού κύματος

Για ημιτονοειδή τάση εισόδου, η τάση DC εξόδου χωρίς φορτίο για έναν ιδανικό ανορθωτή μισού κύματος είναι

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak /

Που

  • Vdc, Vav - DC τάση εξόδου ή μέση τάση εξόδου
  • Vpeak - μέγιστη τιμή τάσης φάσης εισόδου
  • Vrms - η τάση εξόδου της μέσης τετραγωνικής τιμής ρίζας

Λειτουργία ανορθωτή μισού κύματος

Η δίοδος διακλάδωσης PN πραγματοποιείται μόνο κατά τη διάρκεια της κατάστασης εμπρόσθιας πόλωσης. Ο ανορθωτής μισού κύματος χρησιμοποιεί το ίδια αρχή με δίοδο σύνδεσης PN και έτσι μετατρέπει το AC σε DC. Σε ένα κύκλωμα ανορθωτή μισού κύματος, η αντίσταση φορτίου συνδέεται σε σειρά με τη δίοδο σύνδεσης PN. Το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι η είσοδος του ανορθωτή μισού κύματος. Ένας μετασχηματιστής βήμα προς τα κάτω παίρνει μια τάση εισόδου και την προκύπτουσα έξοδο του ο μετασχηματιστής δίνεται στην αντίσταση φορτίου και στη δίοδο.

Η λειτουργία του HWR εξηγείται σε δύο φάσεις που είναι

  • Θετική διαδικασία μισού κύματος
  • Αρνητική διαδικασία μισού κύματος

Θετικό μισό κύμα

Όταν μια συχνότητα 60 Hz ως τάση AC εισόδου, ένας μετασχηματιστής κατεβάσματος μειώνει αυτό σε ελάχιστη τάση. Έτσι, δημιουργείται μια ελάχιστη τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή. Αυτή η τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη ονομάζεται δευτερεύουσα τάση (Vs). Η ελάχιστη τάση τροφοδοτείται ως τάση εισόδου στη δίοδο.

Όταν η τάση εισόδου φτάσει στη δίοδο, τη στιγμή του θετικού μισού κύκλου, η δίοδος κινείται σε κατάσταση προκατάληψης προώθησης και επιτρέπει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ, τη στιγμή του αρνητικού μισού κύκλου, η δίοδος κινείται σε κατάσταση αρνητικής πόλωσης και εμποδίζει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Η θετική πλευρά του σήματος εισόδου που εφαρμόζεται στη δίοδο είναι η ίδια με την μπροστινή τάση DC που εφαρμόζεται στη δίοδο Ρ-Ν. Με τον ίδιο τρόπο, η αρνητική πλευρά του σήματος εισόδου που εφαρμόζεται στη δίοδο είναι η ίδια με την αντίστροφη τάση DC που εφαρμόζεται στη δίοδο Ρ-Ν

Έτσι, ήταν γνωστό ότι η δίοδος μεταδίδει ρεύμα σε κατάσταση μεροληπτικής προώθησης και εμποδίζει τη ροή του ρεύματος σε κατάσταση αντίστροφης μεροληψίας. Με τον ίδιο τρόπο, σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, η δίοδος επιτρέπει τη ροή του ρεύματος κατά τη διάρκεια του κύκλου + ve και μπλοκάρει την τρέχουσα ροή τη στιγμή του κύκλου -ve. Ερχόμενοι στο + ve HWR, δεν εμποδίζει εντελώς τους -ve μισούς κύκλους, επιτρέπει λίγα τμήματα -ve μισών κύκλων ή επιτρέπει ελάχιστο αρνητικό ρεύμα. Αυτή είναι η τρέχουσα γενιά λόγω των μειονοτικών φορέων φόρτισης που βρίσκονται στη δίοδο.

Η παραγωγή ρεύματος μέσω αυτής της μειονότητας αερομεταφορέων είναι πολύ ελάχιστη και έτσι μπορεί να αγνοηθεί. Αυτό το ελάχιστο τμήμα των μισών κύκλων δεν μπορεί να παρατηρηθεί στο τμήμα φορτίου. Σε μια πρακτική δίοδο, θεωρείται ότι το αρνητικό ρεύμα είναι «0».

Η αντίσταση στο τμήμα φορτίου χρησιμοποιεί το ρεύμα DC που παράγεται από τη δίοδο. Έτσι, η αντίσταση ονομάζεται ηλεκτρική αντίσταση φορτίου όπου η τάση / ρεύμα DC υπολογίζεται σε αυτήν την αντίσταση (Rμεγάλο). Η ηλεκτρική έξοδος θεωρείται ως ο ηλεκτρικός παράγοντας του κυκλώματος που χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα. Σε ένα HWR, η αντίσταση χρησιμοποιεί ρεύμα που παράγεται από δίοδο. Εξαιτίας αυτού, η αντίσταση ονομάζεται αντίσταση φορτίου. Το Rμεγάλοστο HWR's χρησιμοποιείται για τον περιορισμό ή τον περιορισμό του πρόσθετου ρεύματος DC που δημιουργείται από τη δίοδο.

Έτσι, συνήχθη το συμπέρασμα ότι το σήμα εξόδου σε ανορθωτή μισού κύματος είναι συνεχείς + ve ημί κύκλοι που έχουν ημιτονοειδή μορφή.

Αρνητικό μισό κύμα

Η λειτουργία και η κατασκευή ανορθωτή μισού κύματος με αρνητικό τρόπο είναι σχεδόν ίδια με τον θετικό ανορθωτή μισού κύματος. Το μόνο σενάριο που θα αλλάξει εδώ είναι η κατεύθυνση της διόδου.

Όταν μια συχνότητα 60 Hz ως τάση AC εισόδου, ένας μετασχηματιστής κατεβάσματος μειώνει αυτό σε ελάχιστη τάση. Έτσι, δημιουργείται μια ελάχιστη τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή. Αυτή η τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη ονομάζεται δευτερεύουσα τάση (Vs). Η ελάχιστη τάση τροφοδοτείται ως τάση εισόδου στη δίοδο.

Όταν η τάση εισόδου φτάσει στη δίοδο, τη στιγμή του αρνητικού μισού κύκλου, η δίοδος κινείται σε κατάσταση προκατάληψης προώθησης και επιτρέπει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ, τη στιγμή του θετικού μισού κύκλου, η δίοδος κινείται σε κατάσταση αρνητικής πόλωσης και εμποδίζει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Η αρνητική πλευρά του σήματος εισόδου που εφαρμόζεται στη δίοδο είναι η ίδια με την μπροστινή τάση DC που εφαρμόζεται στη δίοδο Ρ-Ν. Με τον ίδιο τρόπο, η θετική πλευρά του σήματος εισόδου που εφαρμόζεται στη δίοδο είναι η ίδια με την αντίστροφη τάση DC που εφαρμόζεται στη δίοδο Ρ-Ν

Έτσι, ήταν γνωστό ότι η δίοδος μεταφέρει ρεύμα σε αντίστροφη προκατειλημμένη κατάσταση και εμποδίζει τη ροή του ρεύματος σε κατάσταση μεροληψίας προς τα εμπρός. Με τον ίδιο τρόπο, σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, η δίοδος επιτρέπει τη ροή του ρεύματος κατά τη διάρκεια του κύκλου -ve και μπλοκάρει την τρέχουσα ροή τη στιγμή του κύκλου + ve. Ερχόμενοι στο -ve HWR, δεν εμποδίζει εντελώς τους + ve μισούς κύκλους, επιτρέπει λίγα τμήματα + ve μισών κύκλων ή επιτρέπει ελάχιστο θετικό ρεύμα. Αυτή είναι η τρέχουσα γενιά λόγω των μειονοτικών φορέων φόρτισης που βρίσκονται στη δίοδο.

Η παραγωγή ρεύματος μέσω αυτής της μειονότητας αερομεταφορέων είναι πολύ ελάχιστη και έτσι μπορεί να αγνοηθεί. Αυτό το ελάχιστο τμήμα + ve μισών κύκλων δεν μπορεί να παρατηρηθεί στο τμήμα φόρτωσης. Σε μια πρακτική δίοδο, θεωρείται ότι ένα θετικό ρεύμα είναι «0».

Η αντίσταση στο τμήμα φορτίου χρησιμοποιεί το ρεύμα DC που παράγεται από τη δίοδο. Έτσι, η αντίσταση ονομάζεται ηλεκτρική αντίσταση φορτίου όπου η τάση / ρεύμα DC υπολογίζεται σε αυτήν την αντίσταση (Rμεγάλο). Η ηλεκτρική έξοδος θεωρείται ως ο ηλεκτρικός παράγοντας του κυκλώματος που χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα. Σε ένα HWR, η αντίσταση χρησιμοποιεί ρεύμα που παράγεται από δίοδο. Εξαιτίας αυτού, η αντίσταση ονομάζεται αντίσταση φορτίου. Το Rμεγάλοστο HWR's χρησιμοποιείται για τον περιορισμό ή τον περιορισμό του πρόσθετου ρεύματος DC που δημιουργείται από τη δίοδο.

Σε μια ιδανική δίοδο, οι + ve και -ve μισοί κύκλοι στο τμήμα εξόδου φαίνεται να είναι παρόμοιοι με τους + ve και -ve half half. Ωστόσο, σε πρακτικά σενάρια, οι + ve και -ve μισοί κύκλοι είναι κάπως διαφορετικοί από τους κύκλους εισόδου και αυτό είναι αμελητέο.

Έτσι, συνήχθη το συμπέρασμα ότι το σήμα εξόδου σε έναν ανορθωτή μισού κύματος είναι ένας συνεχείς μισοί κύκλοι που έχουν ημιτονοειδή μορφή. Έτσι, η έξοδος του ανορθωτή μισού κύματος είναι συνεχές σήματα + ve και -ve, αλλά όχι καθαρό σήμα DC και σε παλμική μορφή.

Εργασία ανορθωτή μισού κύματος

Εργασία ανορθωτή μισού κύματος

Αυτή η παλμική τιμή DC αλλάζει σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Εργασία ανορθωτή μισού κύματος

Κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου, όταν η δευτερεύουσα περιέλιξη του άνω άκρου είναι θετική σε σχέση με το κάτω άκρο, η δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση προκατάληψης προώθησης και διεξάγει ρεύμα. Κατά τη διάρκεια των θετικών μισών κύκλων, η τάση εισόδου εφαρμόζεται απευθείας στην αντίσταση φορτίου όταν η αντίσταση προς τα εμπρός της διόδου θεωρείται μηδέν. Οι κυματομορφές της τάσης εξόδου και του ρεύματος εξόδου είναι οι ίδιες με αυτές της τάσης εισόδου AC.

Κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου, όταν η δευτερεύουσα περιέλιξη του κάτω άκρου είναι θετική σε σχέση με το άνω άκρο, η δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση αντίστροφης μεροληψίας και δεν έχει ρεύμα. Κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου, η τάση και το ρεύμα στο φορτίο παραμένουν μηδέν. Το μέγεθος του αντίστροφου ρεύματος είναι πολύ μικρό και παραμελείται. Έτσι, δεν παρέχεται ισχύ κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου.

Μια σειρά θετικών μισών κύκλων είναι η τάση εξόδου που αναπτύσσεται σε όλη την αντίσταση φορτίου. Η έξοδος είναι ένα παλμικό κύμα DC και χρησιμοποιούνται τα φίλτρα ομαλού κύματος εξόδου, τα οποία θα πρέπει να βρίσκονται σε όλη τη φόρτωση. Εάν το κύμα εισόδου είναι μισού κύκλου, τότε είναι γνωστό ως ανορθωτής μισού κύματος.

Τριφασικά κυκλώματα ανορθωτή μισού κύματος

Ο ανεξέλεγκτος ανορθωτής τριών φάσεων μισού κύματος απαιτεί τρεις διόδους, κάθε μία συνδεδεμένη σε μια φάση. Το τριφασικό κύκλωμα ανορθωτή πάσχει από υψηλή ποσότητα αρμονικής παραμόρφωσης και στις δύο συνδέσεις DC και AC. Υπάρχουν τρεις ξεχωριστοί παλμοί ανά κύκλο στην τάση εξόδου πλευράς DC.

Ένα τριφασικό HWR χρησιμοποιείται κυρίως για τη μετατροπή τριφασικής ισχύος AC σε τριφασική ισχύ DC. Σε αυτό, στη θέση των διόδων, χρησιμοποιούνται διακόπτες που ονομάζονται ανεξέλεγκτοι διακόπτες. Εδώ, οι μη ελεγχόμενοι διακόπτες αντιστοιχούν στο ότι δεν υπάρχει προσέγγιση ρύθμισης των χρόνων ON και OFF των διακοπτών. Αυτή η συσκευή κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τριφασικό τροφοδοτικό που συνδέεται με έναν τριφασικό μετασχηματιστή όπου η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή έχει πάντα αστέρι.

Εδώ, ακολουθείται μόνο σύνδεση αστεριού λόγω του λόγου ότι είναι απαραίτητο ένα ουδέτερο σημείο για να συνδεθεί ξανά το φορτίο στη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή, προσφέροντας έτσι κατεύθυνση επιστροφής για τη ροή ισχύος.

Η γενική κατασκευή του τριφασικού HWR που παρέχει καθαρά ανθεκτικό φορτίο φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Στο σχεδιασμό κατασκευής, κάθε φάση του μετασχηματιστή ορίζεται ως μεμονωμένη πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος.

Η απόδοση που αποκτήθηκε μέσω ενός τριφασικού μετασχηματιστή είναι σχεδόν 96,8%. Αν και η απόδοση τριών φάσεων HWR είναι περισσότερο από μονοφασική HWR, είναι μικρότερη από την απόδοση τριών φάσεων ανορθωτή πλήρους κύματος.

Τριφασικό HWR

Τριφασικό HWR

Χαρακτηριστικά ανορθωτή μισού κύματος

Τα χαρακτηριστικά ενός ανορθωτή μισού κύματος για τις ακόλουθες παραμέτρους

PIV (Αντίστροφη τάση κορυφής)

Κατά τη διάρκεια της αντίστροφης προκατειλημμένης κατάστασης, η δίοδος πρέπει να αντέξει λόγω της μέγιστης τάσης της. Κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου, κανένα ρεύμα δεν ρέει μέσω του φορτίου. Έτσι, μια ολόκληρη τάση εμφανίζεται σε όλη τη δίοδο επειδή υπάρχει αντίσταση φορτίου χωρίς πτώση τάσης.

PIV ανορθωτή μισού κύματος = VSMAX

Αυτό είναι το PIV ανορθωτή μισού κύματος .

Μέση και αιχμή ρεύματα στη δίοδο

Υποθέτοντας ότι η τάση κατά μήκος του δευτερεύοντος μετασχηματιστή είναι ημιτονοειδής και η μέγιστη τιμή του είναι VSMAX. Η στιγμιαία τάση που δίνεται στον ανορθωτή μισού κύματος είναι

Vs = VSMAXΧωρίς βαρ

Το ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης φορτίου είναι

ΕγώΜΕΓΙΣΤΗ= VSMAX/ (Ρφά+ Ρμεγάλο)

Κανονισμός λειτουργίας

Ο κανονισμός είναι η διαφορά μεταξύ τάσης χωρίς φορτίο σε τάσης πλήρους φορτίου σε σχέση με την τάση πλήρους φορτίου και ο κανονισμός ποσοστιαίας τάσης δίνεται ως

% Κανονισμός = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Αποδοτικότητα

Ο λόγος εισόδου AC προς έξοδο DC είναι γνωστός ως αποδοτικότητα (?).

? = Pdc / Pac

Η ισχύς DC που παραδίδεται στο φορτίο είναι

Pdc = IδύοδγΡμεγάλο= (ΕγώΜΕΓΙΣΤΗ/ᴨ)δύοΡμεγάλο

Η ισχύς AC εισαγωγής στον μετασχηματιστή,

Pac = Απόρριψη ισχύος σε αντίσταση φορτίου + απαγωγή ισχύος στην δίοδο διασταύρωσης

= ΕγώδύοrmsΡφά+ ΕγώδύοrmsΡμεγάλο= {ΕγώδύοΜΕΓΙΣΤΗ/ 4} [Rφά+ Ρμεγάλο]

? = Pdc / Pac = 0,406 / {1 + Rφά/ Ρμεγάλο}

Η απόδοση ενός ανορθωτή μισού κύματος είναι 40,6% όταν Rφάπαραμελείται.

Ripple Factor (γ)

Το περιεχόμενο κυματισμού ορίζεται ως η ποσότητα περιεχομένου AC που υπάρχει στο DC εξόδου. Εάν ο συντελεστής κυματισμού είναι μικρότερος, η απόδοση του ανορθωτή θα είναι μεγαλύτερη. Η τιμή του συντελεστή κυματισμού είναι 1,21 για ανορθωτή μισού κύματος.

Η ισχύς DC που παράγεται από το HWR δεν είναι ένα ακριβές σήμα DC, αλλά ένα παλμικό σήμα DC, και στην παλμική μορφή DC, υπάρχουν κυματισμοί. Αυτοί οι κυματισμοί μπορούν να μειωθούν χρησιμοποιώντας συσκευές φίλτρου όπως επαγωγείς και πυκνωτές.

Για τον υπολογισμό του αριθμού των κυματισμών στο σήμα DC, χρησιμοποιείται ένας παράγοντας και ονομάζεται συντελεστής κυματισμού που αντιπροσωπεύεται ως γ . Όταν ο συντελεστής κυματισμού είναι υψηλός, δείχνει ένα εκτεταμένο παλμικό κύμα DC ενώ ένας ελάχιστος συντελεστής κυματισμού δείχνει ένα ελάχιστο παλμικό κύμα DC,

Όταν η τιμή του γ είναι πολύ ελάχιστη, αντιπροσωπεύει ότι το ρεύμα DC εξόδου είναι σχεδόν το ίδιο με ένα καθαρό σήμα DC. Έτσι, μπορεί να δηλωθεί ότι όσο χαμηλότερος είναι ο παράγοντας κυματισμού, τόσο πιο ομαλό είναι το σήμα DC.

Σε μαθηματική μορφή, αυτός ο παράγοντας κυματισμού δηλώνεται ως η αναλογία της τιμής RMS της ενότητας AC προς την ενότητα DC της τάσης εξόδου.

Συντελεστής κυματισμού = τιμή RMS της ενότητας AC / τιμή RMS της ενότητας DC

Εγώδύο= Εγώδύοδγ+ Εγώδύο1+ Εγώδύοδύο+ Εγώδύο4= Εγώδύοδγ+ Εγώδύοκαι

γ = Εγώκαι/ ΕΓΩδγ= (Εγώδύο- ΕΓΩδύοδγ) / ΕΓΩδγ= {(Ιrms/ ΕΓΩδύοδγ) / Idc = {(Irms/ΕΓΩδύοδγ) -1} = κφάδύο-1)

Όπου kf - συντελεστής μορφής

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1,57

Ετσι, γ = (1,572 - 1) = 1,21

Συντελεστής χρησιμοποίησης μετασχηματιστή (TUF)

Ορίζεται ως η αναλογία ισχύος εναλλασσόμενου ρεύματος στη δευτερεύουσα βαθμολογία AC φορτίου και μετασχηματιστή. Ο TUF του ανορθωτή μισού κύματος είναι περίπου 0,287.

HWR με φίλτρο πυκνωτή

Σύμφωνα με τη γενική θεωρία που συζητήθηκε παραπάνω για την έξοδο ενός ανορθωτή μισού κύματος είναι ένα παλμικό σήμα DC. Αυτό λαμβάνεται με έξοδο όταν λειτουργεί ένα HWR χωρίς την εφαρμογή φίλτρου. Τα φίλτρα είναι η συσκευή που χρησιμοποιείται για τον μετασχηματισμό παλλόμενου σήματος DC σε σταθερά σήματα DC που σημαίνει (μετατροπή του παλμικού σήματος σε ομαλό σήμα). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την καταστολή των κυματισμών συνεχούς ρεύματος που συμβαίνουν στο σήμα.

Ακόμα κι αν αυτές οι συσκευές μπορούν θεωρητικά να χρησιμοποιηθούν χωρίς φίλτρα, αλλά υποτίθεται ότι πρέπει να εφαρμοστούν για οποιαδήποτε πρακτική εφαρμογή. Καθώς η συσκευή DC θα χρειαστεί σταθερό σήμα, το παλμικό σήμα πρέπει να μετατραπεί σε ομαλό για να χρησιμοποιηθεί για πραγματικές εφαρμογές. Αυτός είναι ο λόγος που το HWR χρησιμοποιείται με φίλτρο σε πρακτικά σενάρια. Στη θέση ενός φίλτρου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ένας επαγωγέας είτε ένας πυκνωτής, αλλά το HWR με έναν πυκνωτή είναι η πιο γενικά χρησιμοποιούμενη συσκευή.

Η παρακάτω εικόνα εξηγεί το διάγραμμα κυκλώματος της κατασκευής ανορθωτής μισού κύματος με φίλτρο πυκνωτή και πώς εξομαλύνει το παλμικό σήμα DC.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Σε σύγκριση με ανορθωτή πλήρους κύματος, ένας ανορθωτής μισού κύματος δεν χρησιμοποιείται τόσο πολύ στις εφαρμογές. Παρόλο που υπάρχουν λίγα οφέλη σε αυτήν τη συσκευή. ο Τα πλεονεκτήματα του ανορθωτή μισού κύματος είναι :

  • Φτηνές - Επειδή χρησιμοποιούνται ελάχιστος αριθμός εξαρτημάτων
  • Απλό - Λόγω του λόγου ότι ο σχεδιασμός του κυκλώματος είναι εντελώς απλός
  • Εύκολο στη χρήση - Καθώς η κατασκευή είναι εύκολη, η χρήση της συσκευής θα είναι επίσης τόσο απλοποιημένη
  • Ένας μικρός αριθμός εξαρτημάτων

ο μειονεκτήματα του ανορθωτή μισού κύματος είναι:

  • Στο τμήμα φορτίου, η ισχύς εξόδου περιλαμβάνεται τόσο στα DC όσο και στα AC στοιχεία όπου το βασικό επίπεδο συχνότητας είναι παρόμοιο με το επίπεδο συχνότητας της τάσης εισόδου. Επίσης, θα υπάρξει αυξημένος παράγοντας κυματισμού που σημαίνει ότι ο θόρυβος θα είναι υψηλός και απαιτείται εκτεταμένο φιλτράρισμα για να παρέχει σταθερή έξοδο DC.
  • Επειδή θα υπάρξει παράδοση ισχύος μόνο κατά τη διάρκεια ενός μισού κύκλου της τάσης AC εισόδου, η απόδοση διόρθωσής τους είναι ελάχιστη και επίσης η ισχύς εξόδου θα είναι μικρότερη.
  • Ο ανορθωτής μισού κύματος έχει ελάχιστο συντελεστή χρησιμοποίησης μετασχηματιστή
  • Στον πυρήνα του μετασχηματιστή, συμβαίνει κορεσμός DC όπου αυτό έχει ως αποτέλεσμα μαγνητίζοντας ρεύμα, απώλειες υστέρησης και επίσης ανάπτυξη αρμονικών.
  • Η ποσότητα ισχύος DC που παραδόθηκε από ανορθωτή μισού κύματος δεν επαρκεί για την παραγωγή ακόμη και γενικής ποσότητας τροφοδοσίας. Ενώ αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μερικές εφαρμογές όπως η φόρτιση της μπαταρίας.

Εφαρμογές

Το κύριο εφαρμογή ανορθωτή μισού κύματος είναι η απόκτηση ισχύος AC από DC. Οι ανορθωτές χρησιμοποιούνται κυρίως εσωτερικά κυκλώματα των τροφοδοτικών σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή. Στα τροφοδοτικά, ο ανορθωτής βρίσκεται γενικά κατά σειρά, ο οποίος αποτελείται από τον μετασχηματιστή, ένα φίλτρο εξομάλυνσης και έναν ρυθμιστή τάσης. Λίγες από τις άλλες εφαρμογές του HWR είναι:

  • Η εφαρμογή ανορθωτή στην τροφοδοσία επιτρέπει τη μετατροπή AC σε DC. Οι ανορθωτές γεφυρών χρησιμοποιούνται εκτενώς για τεράστιες εφαρμογές, όπου διαθέτουν τη δυνατότητα μετατροπής υψηλής τάσης AC σε ελάχιστη τάση DC.
  • Η εφαρμογή του HWR βοηθά στην απόκτηση του απαιτούμενου επιπέδου τάσης DC μέσω μετασχηματιστών step-down ή step-up.
  • Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται επίσης στη συγκόλληση σιδήρου τύποι κυκλωμάτων και χρησιμοποιείται επίσης σε απωθητικά κουνουπιών, ώστε να ωθεί το μόλυβδο για τους ατμούς.
  • Χρησιμοποιείται σε συσκευή ραδιοφώνου AM για σκοπούς ανίχνευσης
  • Χρησιμοποιείται ως κυκλώματα πυροδότησης και παραγωγής παλμών
  • Εφαρμόζεται σε ενισχυτές τάσης και συσκευές διαμόρφωσης.

Αυτό είναι όλο για το Κύκλωμα ανορθωτή μισού κύματος και δουλεύοντας με τα χαρακτηριστικά του. Πιστεύουμε ότι οι πληροφορίες που δίνονται σε αυτό το άρθρο είναι χρήσιμες για εσάς για την καλύτερη κατανόηση αυτού του έργου. Επιπλέον, για οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με αυτό το άρθρο ή οποιαδήποτε βοήθεια στην εφαρμογή ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά έργα , μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η κύρια λειτουργία του ανορθωτή μισού κύματος;