Halbwellengleichrichter: Arbeiten und seine Eigenschaften

Der Zweck des Gleichrichters besteht darin, Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln, der gleichgerichtet werden soll. Da die Diode in diesem Prozess verwendet wird, ermöglicht den Stromfluss in einer unidirektionalen Weise. Basierend auf dieser Eigenschaft der Diode werden die verschiedenen Arten von Gleichrichtern ausgelegt. Aus der Anzahl der in der Schaltung verwendeten Dioden erfolgt die Klassifizierung der Gleichrichter. Grundsätzlich kann der Halbwellengleichrichter unter Verwendung einer einzigen Diode, die als Einphasengleichrichter bezeichnet wird, ausgebildet sein. Wenn es jedoch aus drei Dioden besteht, fällt es unter die Kategorie der dreiphasigen Gleichrichter.

Was ist ein Halbwellengleichrichter?

Eine Gleichrichterschaltung, in der der halbe Teil des Zyklus entweder positiv oder negativ von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt wird, wird als Halbwellengleichrichter definiert. Wenn die positive Halbwelle berücksichtigt wird, wird die negative Halbwelle der Quelle blockiert oder wenn der negative Zyklus der Quelle in diesem Fall berücksichtigt wird, wird der positive Zyklus blockiert.

Arbeiten eines Halbwellengleichrichters

Die Schaltung besteht aus einer einzigen Diode in Reihe mit der Wechselstromversorgung und dem Lastwiderstand. Wenn die ausreichende Versorgung bereitgestellt wird, wandelt die Diode Wechselstrom in Gleichstrom um.

Die Halbwellengleichrichtung wird während der positiven Seite der Versorgung durchgeführt. Denn gemäß dem Konzept der PN-Übergangsdiode ist es offensichtlich, dass die Diode während der Weiterleitungsvorspannung leitet. Im umgekehrten Vorspannungszustand wird jedoch ein Leckstrom erzeugt, aufgrund dessen keine Leitungsmöglichkeit besteht. Um den Betrieb für die negative Versorgung zu berücksichtigen, muss die im positiven Versorgungsfall angeschlossene Diode ihre Richtung ändern und umgekehrt angeschlossen werden.

ausgang wellenformen von eine halb-welle gleichrichter

Halb Welle Berichtigung für Positive Zyklus Betrachtung

Wenn die schaltung ist zur verfügung gestellt mit eine positive halbe zyklus ausreichende menge an spannung erreicht die diode was es zu funktion in forwarding bias zustand. Somit findet die Diodenleitung während der Vorspannung statt. Der Prozess der Gleichrichtung erfolgt am Lastwiderstand, wo die erzeugte Spannung in der Schaltung von der Last verbraucht wird.

Die Eigenschaft des Lastwiderstands besteht darin, den durch die Diode im Stromkreis erzeugten Überstrom zu blockieren oder den nicht verwendeten Strom im Stromkreis zu verbrauchen. Basierend auf der Art des verwendeten Zyklus beschreibt die Art des Gleichrichters. Hier wird die positive Seite der Versorgung betrachtet, so dass sie als positiver Halbwellengleichrichter bezeichnet wird. Auf diese Weise wird der Betrieb des Halbwellengleichrichters zur positiven Versorgung betrachtet.

Halbwellengleichrichtung für negative Zyklusbetrachtung

Die Richtung der Diode wird in der Schaltung geändert. Der verbleibende Prozess ist ähnlich dem der Diodenleitung, die während des positiven Versorgungsfalls stattfindet. Bei diesem Gleichrichtertyp wird nun die Diodenrichtung geändert, sodass sie während der angelegten negativen Spannungsversorgung zu leiten beginnt und der positive Zyklus blockiert wird.

Der in der Schaltung erzeugte Strom wird am Lastwiderstand gemessen. Der erzeugte Ausgang besteht aus allen negativen Impulsen und es ist kein positiver Impuls vorhanden. Daher wird hier der Betrieb des Halbwellengleichrichters für die betrachtete negative Versorgung diskutiert.

Der in beiden Fällen erzeugte Ausgang erzeugt den gleichgerichteten Ausgang, jedoch in Form von Impulsen. Dies bedeutet, dass der erzeugte Ausgang aufgrund der Halbwellengleichrichtung aus pulsierendem Gleichstrom besteht.die Absicht der Gleichrichtung besteht jedoch darin, konstanten Gleichstrom zu erzeugen.

Halbwellengleichrichter mit Kondensatorfilter

In der oben verallgemeinerten Schaltung des Halbwellengleichrichters wird der Ausgang in Form von Impulsen erzeugt. Dieser pulsierende Gleichstrom wird nirgendwo verwendet oder berücksichtigt. Um dieses Problem zu überwinden, wird ein Kondensatorfilter eingeführt. Der Zweck des Filters besteht darin, den pulsierenden Gleichstrom in seine reinste Form umzuwandeln.
, da der am Lastwiderstand erzeugte Ausgang zeitlich variierend ist. Wenn man jedoch zur Praktikabilität kommt, kann man pulsierenden Gleichstrom für keine Art von elektronischen Systemen bevorzugen, da er Gleichstrom in reinster Form erfordert. Die gebildeten Impulse sind nichts anderes als die Wellen im Ausgang. Um den DC in der reinen Form zu machen, müssen die Wellen unterdrückt werden. Dies ist möglich, indem das Kondensator- oder Induktionsfilter über den Lastwiderstand geschaltet wird.

Hier wird der Kondensatorfilter für diesen Zweck verwendet. Der Kondensatorfilter ist über den Lastwiderstand geschaltet und unterdrückt die Wellen, so dass der Ausgang geglättet und die Wellen beseitigt werden. Dabei wird der Ausgang von pulsierendem Gleichstrom in seine reinste Form in Gleichstrom umgewandelt.

Halbwellengleichrichterexperiment

• Betrachten Sie die Halbwellengleichrichterschaltung mit ohmscher Last. Nehmen Sie zunächst vier beliebige Dioden und messen Sie den Schwellenspannungswert (V_T) mit DMM.
• Sobald die Schwellenspannung bestätigt ist. Dann wird die ausgewählte Diode in Reihe mit der Versorgungsspannung und der ohmschen Last geschaltet.
• Der Stromkreis ist eingeschaltet.
• Der Effektivwert und der Mittelwert der Ausgangsspannung werden gemessen.
• Auf diese Weise wird die Ausgangsgleichspannung für die Schaltung gemessen und ihre Eigenschaften können mithilfe der Formel berechnet werden.

Eigenschaften von Halb Welle Gleichrichter

Einige der eigenschaften der halb-welle gleichrichter sind wie folgt

Effektivwert eines Halbwellengleichrichters

Effektivwert ist als quadratischer Mittelwert definiert. Für laststrom, die RMS wert kann gegeben werden als

IRMS = Im/2

Die RMS wert der ausgang spannung ist gegeben als

VRMS = IRMS RL

Auf substitution der wert von I_RMS aus der obigen gleichung die gleichung für RMS spannung kann umgeschrieben werden als

VRMS = Im /2 * RL

Formfaktor eines Halbwellengleichrichters

Das Verhältnis des Effektivwerts zum Gleichstromwert ist als Formfaktor dieses Gleichrichters definiert.

Formfaktor = (RMS-Wert) /(DC-Wert)

Nach allgemeiner Berechnung beträgt der Wert des Formfaktors 1,57.

Der Wirkungsgrad eines Halbwellengleichrichters

Der Wirkungsgrad des Gleichrichters ist das Verhältnis zwischen der erzeugten Ausgangsleistung und der angelegten Eingangsleistung.

E = Pdc / Pac

Der maximale Wirkungsgrad beträgt 40,6%.

Welligkeit eines Halbwellengleichrichters

Der erzeugte Ausgang besteht aus pulsierendem Gleichstrom und nicht aus konstantem Gleichstrom. Diese Impulse im Ausgang werden als Ripples bezeichnet. Die Anzahl der am Ausgang vorhandenen Welligkeiten kann als Welligkeitsfaktor gemessen werden. Das Symbol zur Darstellung des Welligkeitsfaktors isty.

Wenn der Wert des Welligkeitsfaktors hoch ist, zeigt dies an, dass eine Reihe von Welligkeiten im Gleichstromausgang des Gleichrichters vorhanden sind. Wenn es niedrig ist, bedeutet dies, dass weniger Welligkeiten im Ausgangsgleichstrom des Gleichrichters vorhanden sind.

Welligkeit Faktor =(anwesenheit von AC komponente in die ausgang spannung und seine RMS wert)/(DC komponente in die ausgang spannung)

Es ist auch definiert als

Welligkeit Faktor =(Welligkeit spannung am ausgang)/(dc ausgang spannung)

Die welligkeit faktor für halb-welle gleichrichter ist gegeben als

γ = √(( VRMS/VDC )2 -1)

Der Welligkeitsfaktorwert beträgt 1,21. Wenn der Prozentsatz berücksichtigt wird, beträgt er 121%, was darauf hinweist, dass er den höchsten Welligkeitsfaktorwert aufweist. Daher wird diese Art von Gleichrichter für praktische Anwendungen nicht in Betracht gezogen.

Das Design eines Halbwellengleichrichters ist einfach und billig zugleich. Anders als dieser Ausgang besteht aus Wellen und praktische Umsetzung dieser Art von Schaltung ist sehr unmöglich. Daher hat dieser Gleichrichter viele Nachteile im Vergleich zu den Vorteilen.

Vorteile

• Anforderungen liste der komponenten ist weniger.
• Die Kosten für den Bau sind gering.
• Weniger anzahl von komponenten anwesenheit ergebnisse in den bau von gleichrichter in die einfachste weise.
• Es ist einfach zu analysieren, da die entworfene Schaltung geradlinig ist.

• Der in diesem Gleichrichter erzeugte Ausgang hat die Form von Impulsen. Es zeigt das Vorhandensein von Wellen in der Schaltung an.
• Der Welligkeitsfaktor ist hoch.
• Bei der Gleichrichtung wird entweder der positive Zyklus der Versorgung oder der negative Zyklus der Versorgung berücksichtigt. In beiden Fällen wird jedoch ein Zyklus ignoriert, was zu einem Leistungsverlust der Schaltung führt.
• Die am Ausgang erzeugte Spannung ist niedrig.
• Der Transformatornutzungsfaktor (TUF) des Halbwellengleichrichters ist niedrig.
• Hier erfordert der erzeugte Ausgang, dass das Filter aufgrund der an der Ausgangsspannung erzeugten Wellen über die Last geschaltet wird.
• Die oben diskutiert sind einige der vorteile und nachteile der halb-welle gleichrichter.

Anwendungen

• Die Anforderung, eine DC-Ausgangsspannung zu erzeugen, ebnet den Weg für die Anwendung der Halbwellengleichrichterschaltung mit dem über der Last angebrachten Filter.
• In der Stromversorgungsschaltung, in der der konstante Gleichstrom am Ausgang in diesem Fall nicht als Hauptanforderung angesehen wird, kann der Halbwellengleichrichter verwendet werden.

Einige der grundlegenden Vorteile, Nachteile und Anwendungen des Halbwellengleichrichters werden oben diskutiert. Die Grundidee des Halbwellengleichrichters und seine Eigenschaften werden analysiert. Da es weniger effizient ist, ist es nicht für praktische Anwendungen geeignet. Da es sich um eine Art Gleichrichter handelt, warum wird er nicht für Audioanwendungen in Betracht gezogen?