Půlvlnový usměrňovač: pracovní a jeho vlastnosti

účelem usměrňovače je převést střídavý proud (AC) na stejnosměrný proud (DC), který má být opraven. Protože dioda použitá v tomto procesu umožňuje tok proudu jednosměrným způsobem. Na základě této vlastnosti diody jsou navrženy různé typy usměrňovačů. Z počtu diod použitých v obvodu se provádí klasifikace usměrňovačů. V zásadě může být půlvlnový usměrňovač navržen pomocí jediné diody nazvané jako jednofázový usměrňovač. Pokud je však konstruován pomocí tří diod, spadá do kategorie třífázových usměrňovačů.

co je Půlvlnový usměrňovač?

usměrňovací obvod, ve kterém je polovina cyklu kladná nebo záporná střídavého proudu převedena na stejnosměrný proud, je definována jako půlvlnný usměrňovač. Pokud je kladný poloviční cyklus považován, pak je záporný poloviční cyklus zdroje blokován nebo pokud je v tomto případě kladný cyklus blokován.

práce Půlvlnného usměrňovače

obvod se skládá z jedné diody v sérii se střídavým zdrojem a zátěžovým odporem. Vzhledem k tomu, že je zajištěn dostatečný přívod, dioda převádí AC na DC, výsledná látka bude jednosměrná využitím poloviny cyklu napájení.

půlvlnná rektifikace se provádí během kladné strany přívodu. Protože podle koncepce p-n spojovací diody je zřejmé, že dioda vede během zkreslení předávání. Ale v opačném předpětí stav svodový proud je generován v důsledku čehož neexistuje možnost vedení. Aby bylo možné zvážit operaci záporného napájení, musí být dioda připojená v kladném napájecím pouzdře změněna směrem a obráceně připojena.

výstupní průběhy půlvlnného usměrňovače

Půlvlnná rektifikace pro kladné zohlednění cyklu

pokud je obvod opatřen kladným půlvlnným cyklem, dosáhne dostatečné množství napětí diody, což vede k tomu, že bude fungovat ve stavu zkreslení přesměrování. Proto vedení diod probíhá během zkreslení předávání. Proces rektifikace probíhá při zátěžovém odporu, kde je generované napětí v obvodu spotřebováno zátěží.

vlastností zátěžového odporu je blokovat nadměrný proud produkovaný v obvodu v důsledku diody nebo spotřebovat nevyužitý proud v obvodu. Na základě typu použitého cyklu popisuje typ usměrňovače. Zde je kladná strana dodávky považována za pozitivní půlvlnový usměrňovač. Tímto způsobem je zvažován provoz půlvlnného Usměrňovače pro kladné napájení.

Půlvlnová rektifikace pro zohlednění negativního cyklu

směr diody se mění v obvodech. Zbývající proces je podobný procesu vedení diod probíhá během kladného napájecího případu. Nyní v tomto typu usměrňovače se směr diody změní, takže se začne provádět během aplikovaného záporného napájení napětí a kladný cyklus se zablokuje.

proud produkovaný v obvodu se měří na zátěžovém odporu. Generovaný výstup se skládá ze všech záporných impulzů a není přítomen žádný pozitivní puls. Proto je zde diskutována činnost půlvlnného Usměrňovače pro uvažovaný záporný zdroj.

výstup generovaný v obou případech vytváří rektifikovaný výstup, ale ve formě impulzů. To znamená, že díky půlvlnové rektifikaci sestává generovaný výstup z pulzujícího stejnosměrného proudu .záměrem nápravy je však vytvořit konstantní DC.

půlvlnný usměrňovač s kondenzátorovým filtrem

ve výše zobecněném obvodu půlvlnného usměrňovače je výstup generovaný ve formě impulsů. Tento pulzující DC se nikde nepoužívá ani neuvažuje. Za účelem překonání tohoto problému kondenzátor filtr je zaveden. Účelem filtru je převést pulzující DC na jeho nejčistší formu.
protože výstup generovaný na zátěžovém odporu je časově proměnlivý. Ale pokud jde o praktičnost, nelze upřednostňovat pulzující DC pro jakýkoli druh elektronických systémů, které vyžaduje DC v nejčistší formě. Vytvořené impulsy nejsou nic jiného než vlnky na výstupu. Aby bylo DC v čisté formě, musí být vlnky potlačeny. To je možné připojením kondenzátoru nebo induktorového filtru přes zátěžový odpor.

zde se pro tento účel používá kondenzátorový filtr. Kondenzátorový filtr je připojen přes zátěžový odpor a potlačuje vlnky tak, aby získaný výstup byl vyhlazen a vlnky byly odstraněny. V tomto případě je výstup z pulzujícího stejnosměrného proudu převeden na svou nejčistší formu V DC.

experiment Půlvlnného usměrňovače

• zvažte obvod půlvlnného usměrňovače s odporovou zátěží. Nejprve vezměte libovolné čtyři diody a změřte hodnotu prahového napětí (V_T) pomocí DMM.
• po potvrzení prahového napětí. Poté je vybraná dioda zapojena do série s napájecím napětím a odporovou zátěží.
• obvod je zapnutý.
• měří se RMS a průměr výstupního napětí.
• tímto způsobem se měří výstupní stejnosměrné napětí pro obvod a jeho charakteristiky lze vypočítat pomocí vzorce.

charakteristiky Půlvlnného usměrňovače

některé z charakteristik půlvlnného usměrňovače jsou následující

efektivní hodnota Půlvlnného usměrňovače

RMS je definována jako kořenová střední čtvercová hodnota. Pro Zátěžový proud může být efektivní hodnota udána jako

IRMS = Im/2

efektivní hodnota výstupního napětí je udána jako

VRMS = IRMS RL

při nahrazení hodnoty I_RMS z výše uvedené rovnice může být rovnice pro efektivní napětí přepsána jako

VRMS = Im/2 * RL

tvarový faktor Půlvlnného usměrňovače

poměr efektivní hodnoty k DC hodnotě je definován jako tvarový faktor tohoto usměrňovače.

Form Factor=(efektivní hodnota) / (DC hodnota)

při obecném výpočtu je hodnota form factor 1,57.

účinnost Půlvlnného usměrňovače

účinnost usměrňovače je poměr mezi generovaným výstupním výkonem a aplikovaným vstupním výkonem.

E = Pdc / Pac

maximální vyrobená účinnost je 40,6%.

vlnový faktor Půlvlnného usměrňovače

vyrobený výstup sestává spíše z pulzujícího stejnosměrného proudu než z konstantního stejnosměrného proudu. Tyto impulsy na výstupu označované jako vlnky. Počet vlnění přítomných na výstupu lze měřit z hlediska vlnového faktoru. Symbol používaný pro reprezentaci vlnového faktoru isy.

pokud je hodnota vlnového faktoru vysoká, znamená to, že ve výstupním stejnosměrném proudu usměrňovače je řada zvlnění. Pokud je nízká, znamená to, že ve výstupním stejnosměrném proudu usměrňovače je menší počet zvlnění.

vlnový faktor=(přítomnost střídavé složky ve výstupním napětí a její efektivní hodnota) / (stejnosměrná složka přítomná ve výstupním napětí )

je také definována jako

vlnový faktor=(vlnové napětí na výstupu) / (stejnosměrné výstupní napětí )

vlnový faktor pro půlvlnový usměrňovač je uveden jako

γ=√((Vrms/VDC )2 -1)

hodnota vlnového faktoru je 1,21. Pokud je procento zvažováno, pak je to 121%, což znamená, že má nejvyšší hodnotu zvlnění. Tento typ usměrňovače se tedy nepovažuje za praktické aplikace.

konstrukce půlvlnného usměrňovače je zároveň jednoduchá a levná. Jiný než tento výstup se skládá z vlnění a praktická implementace tohoto druhu obvodu je velmi nemožná. Proto má tento usměrňovač mnoho nevýhod ve srovnání s výhodami.

výhody

• seznam požadavků na komponenty je menší.
• náklady na stavbu jsou nízké.
• menší počet přítomných komponent vede k konstrukci usměrňovače nejjednodušším způsobem.
• je jednoduché analyzovat, protože navržený obvod je přímočarý.

nevýhody

• výstup generovaný v tomto usměrňovači je ve formě impulzů. Označuje přítomnost vlnění v obvodu.
• faktor zvlnění je vysoký.
• během opravy zvažuje buď kladný cyklus dodávky, nebo záporný cyklus dodávky. V obou případech je však jeden cyklus ignorován, což vede ke ztrátě výkonu obvodu.
• napětí produkované na výstupu je nízké.
• faktor využití transformátoru (TUF) půlvlnného usměrňovače je nízký.
• zde generovaný výstup vyžaduje připojení filtru přes zátěž kvůli vlnkám generovaným na výstupním napětí.
• výše uvedené jsou některé z výhod a nevýhod půlvlnného usměrňovače.

aplikace

• požadavek na generování stejnosměrného výstupního napětí připravuje cestu pro aplikaci půlvlnného usměrňovacího obvodu s filtrem připojeným přes zátěž.
• v obvodech napájecích zdrojů, kde konstanta stejnosměrného proudu na výstupu není v tomto případě považována za hlavní požadavek, lze použít půlvlnový usměrňovač.

některé základní výhody, nevýhody a aplikace půlvlnného usměrňovače jsou diskutovány výše. Analyzuje se základní myšlenka půlvlnného usměrňovače a jeho charakteristiky. Protože má menší účinnost, není vhodný pro praktické aplikace. Protože se jedná o typ usměrňovače, proč se nepovažuje za zvukové aplikace?