Obvod usmerňovača s plnou vlnou usmerňovaním mosta: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Rektifikácia je proces premeny striedavého prúdu na jednosmerný.

Krok 1: Zostavený diagram projektu

Rektifikácia je proces premeny striedavého prúdu na jednosmerný. Každý offline zdroj napájania má usmerňovací blok, ktorý vždy prevádza striedavý prúd na jednosmerný prúd. Usmerňovací blok buď zosilňuje vysokonapäťové jednosmerné napätie, alebo buď zostupuje zo zdroja striedavého prúdu v stene do nízkeho jednosmerného napätia. Tento proces je navyše sprevádzaný filtrami, ktoré vyhladzujú proces konverzie DC. Tento projekt sa týka konverzie striedavého prúdu na jednosmerný prúd s filtrom a bez filtra. Použitý usmerňovač je však usmerňovač s plnou vlnou. Nasleduje zostavený diagram projektu.

Krok 2: Metódy nápravy

Existujú dve základné techniky získavania nápravy. Oba sú uvedené nižšie:

1. Rektifikácia s plnou vlnou so stredovým odbočením Schéma zapojenia s plnou vlnovou korekciou so stredovým odbočovaním je nasledovná.

2. Rektifikácia mosta pomocou štyroch diód

Keď sú dve vetvy obvodu spojené s treťou vetvou, vytvára slučka a je známa ako konfigurácia mostíkového obvodu. V týchto dvoch technikách rektifikácie mostíka je výhodnejšou technikou mostíkový usmerňovač využívajúci diódy, pretože tieto dve diódy vyžadujú použitie transformátora so stredovým odbočovaním, ktorý nie je spoľahlivý pre proces rektifikácie. Okrem toho je diódový balíček ľahko dostupný vo forme obalu, napr. GBJ1504, DB102 a KBU1001 atď. Výsledok je znázornený na obrázku nižšie so sínusovým napätím 220 V s frekvenciou 50/60 Hz.

Požadované súčasti Projekt je možné dokončiť s malým počtom komponentov. Potrebné súčasti sú uvedené nižšie. 1. Transformátor (zníženie napätia 220 V/15 V AC)

2. Rezistory

3. MIC RB 156

4. Kondenzátory

5. Diódy (IN4007)

6. Chlebová doska

7. Pripojovacie vodiče

8. DMM (digitálny multimeter)

Bezpečnostná poznámka:

V tomto projekte s RMS napätím 15 V bude jeho špičkové napätie vyššie ako 21 V. Použité komponenty preto musia byť schopné vydržať 25 V alebo viac.

Prevádzka obvodu:

Je začlenené použitie zostupného transformátora, ktorý pozostáva z primárneho a sekundárneho vinutia navinutého na potiahnutom jadre zo železa. Závity primárneho vinutia musia byť vyššie ako otáčky sekundárneho vinutia. Každé z týchto vinutí funguje ako samostatné induktory a keď je primárne vinutie napájané zdrojom striedavého prúdu, vinutie je budené, čo zase generuje tok. Zatiaľ čo sekundárne vinutie zažíva striedavý tok produkovaný indukciou primárneho vinutia a EMF cez sekundárne vinutie. Indukovaný EMF potom prúdi cez externý obvod, ktorý je k nemu pripojený. Indukčnosť vinutia kombinovaná s pomerom závitov definuje množstvo toku generovaného primárnym vinutím a EMF indukovaným v sekundárnom vinutí.

Krok 3: Schéma základného obvodu

Nasleduje základná schéma zapojenia implementovaná v softvéri.

Pracovný princíp V projekte sa uvažuje so striedavým prúdovým napätím s nižšou amplitúdou až 15 V RMS, čo je takmer 21 V od špičky k usmerneniu na jednosmerný prúd pomocou mostíkového obvodu. Tvar vlny zdroja striedavého prúdu je možné rozdeliť na kladný a záporný polovičný cyklus. Tu je prúd a napätie merané digitálnym multimetrom (DMM) v hodnotách RMS. Nasleduje obvod simulovaný pre projekt.

Keď kladný polovičný cyklus striedavého prúdu prechádza diódami D2 a D3, budú viesť alebo byť predpäté, zatiaľ čo diódy D1 a D4 budú viesť, keď obvodom prejde záporný polovičný cyklus. Preto počas oboch polovičných cyklov budú vodivé diódy. Tvar vlny na výstupe je možné generovať nasledovne.

Tvar vlny v červenej farbe na obrázku vyššie je striedavého prúdu, zatiaľ čo priebeh vlny v zelenej farbe je jednosmerný prúd usmerňovaný cez mostové usmerňovače.

Výstup s použitím kondenzátorov

Aby sme znížili zvlnenie vo vlnovom priebehu alebo aby bol priebeh vlny súvislý, musíme na jeho výstup pridať kondenzátorový filter. Základné fungovanie kondenzátora je, keď sa používa paralelne so záťažou na udržanie konštantného napätia na jeho výstupe. Preto sa zníži zvlnenie na výstupe obvodu.

Krok 4: Použitie 1uF kondenzátora na filtrovanie

Keď sa v obvode cez záťaž použije kondenzátor 1uF, dôjde k významnej zmene výstupu obvodu, ktorý je hladký a rovnomerný. Nasleduje základná schéma zapojenia techniky.

Výstup je filtrovaný kondenzátorom 1uF, ktorý tlmí vlnu iba v určitom rozsahu, pretože ukladanie energie kondenzátora je menšie ako 1uF. Nasleduje výsledok simulácie schémy zapojenia.

Pretože zvlnenie je stále vidieť na výstupe obvodu, preto zmenou hodnôt kondenzátora je možné zvlnenie ľahko odstrániť. Nasledujú výsledky pre kapacity -1uF (zelená), -4,7uF (modrá), -10uF (horčicová zelená) a -47uF (tmavozelená).

Prevádzka obvodu s kondenzátorom a výpočet faktora zvlnenia Počas negatívnych aj pozitívnych polovičných cyklov sa diódy párujú ako predpätie alebo reverzné predpätie a kondenzátor sa znova a znova nabíja a vybíja. V intervale, keď je okamžité napätie, keď je uložená energia vyššia, ako okamžité napätie, kondenzátor potom dodáva uloženú energiu. Čím viac je teda úložná kapacita kondenzátora, tým menší bude jeho zvlnený efekt vo výstupných krivkách. Faktor zvlnenia sa dá vypočítať nasledovne.

Faktor zvlnenia je kompenzovaný vyššími hodnotami kondenzátora. Preto je účinnosť usmerňovača mosta s plnou vlnou takmer 80 percent, čo je dvojnásobok polovičného usmerňovača.

Krok 5: Pracovný diagram projektu

Pracovný diagram projektu