- Delo polnovalnega usmernika:
- Z 1uF kondenzatorjem kot filtrom:
- Delovanje s kondenzatorjem:
- Praktični polvalni usmernik:
- Delovanje vezja:
- Polnovalni usmerniški usmernik brez filtra:
- Polnovalni usmerniški usmernik s filtrom:
Postopek pretvorbe izmeničnega toka v enosmerni tok je rektifikacija. Vsaka napajalna enota brez povezave ima usmerjevalni blok, ki pretvori bodisi vir stenske vtičnice v visokonapetostni enosmerni tok bodisi stopenjski vir stenske vtičnice v nizkonapetostni enosmerni tok. Nadaljnji postopek bo filtriranje, pretvorba DC-DC itd. V tem članku bomo razpravljali o delovanju polnovalnega usmernika. Polnovalni usmernik ima večjo učinkovitost v primerjavi s polvalnim usmernikom.
Popolno valovno odpravo je mogoče izvesti z naslednjimi metodami.
- Polnovalni usmernik s središčem pipo
- Mostni usmernik (z uporabo štirih diod)
Če sta dve veji vezja povezani s tretjo vejo, da tvorita zanko, se omrežje imenuje mostno vezje. Izmed teh dveh je najprimernejši mostični usmernik vezja s štirimi diodami, ker dve diodni vrsti potrebujeta transformator s središčem pipo in ni zanesljiv v primerjavi s tipom mostu. Diodni most je na voljo tudi v enem paketu. Nekateri primeri so DB102, GBJ1504, KBU1001 itd.
Mostni usmernik odtehta zanesljivost polovičnega mostnega usmernika z vidika zmanjšanja faktorja valovanja za isto vezje filtra na izhodu. Narava izmenične napetosti je sinusna pri frekvenci 50 / 60Hz. Valovna oblika bo kot spodaj.
Delo polnovalnega usmernika:
Poglejmo zdaj izmenično napetost z nižjo amplitudo 15Vrms (21Vpk-pk) in jo z diodnim mostom odpravimo v enosmerno napetost. Valovno obliko izmeničnega napajanja lahko razdelimo na pozitivno pol ciklo in negativno pol cikla. Vsa napetost, tok, ki ga merimo z DMM (digitalni multimeter), je efektivne narave. Zato je enako obravnavano v spodnji Greenpoint simulaciji.
Med pozitivnim polkrožnim diodama D2 in D3 bosta prevodni in med negativnim polkrožnim diodama D4 in D1 bosta prevodni. Tako bo v obeh polciklih dioda vodila. Izhodna valovna oblika po popravku bo, kot je prikazano spodaj.
Da bi zmanjšali valovanje valovne oblike ali naredili valovno obliko neprekinjeno, moramo v izhod dodati kondenzatorski filter. Delovanje kondenzatorja vzporedno z obremenitvijo je vzdrževanje konstantne napetosti na izhodu. Tako lahko zmanjšate valovanje v izhodu.
Z 1uF kondenzatorjem kot filtrom:
Izhod s filtrom 1uF duši val le do določene mere, ker je zmogljivost shranjevanja energije 1uF manjša. Spodnja valovna oblika prikazuje rezultat filtra.
Ker je valovanje še vedno prisotno v izhodu, bomo izhod preverili z različnimi vrednostmi kapacitivnosti. Spodaj valovna oblika prikazuje zmanjšanje valovanja na podlagi vrednosti kapacitivnosti, tj. Kapacitete za shranjevanje naboja.
Izhodne valovne oblike: zelena - 1uF; modra - 4,7uF; Gorčica zelena - 10uF; Temno zelena - 47uF
Delovanje s kondenzatorjem:
Med pozitivnim in negativnim polovičnim ciklom bo par diod v prednastavljenem stanju in kondenzator se napolni, pa tudi obremenitev dobi napajanje. Interval trenutne napetosti, pri kateri je shranjena energija v kondenzatorju večja od trenutne napetosti, ki jo kondenzator oskrbuje s shranjeno energijo. Čim več je zmogljivosti shranjevanja energije, manjše je valovanje v izhodni valovni obliki.
Faktor valovanja lahko teoretično izračunamo z,
Izračunajmo jo za katero koli vrednost kondenzatorja in jo primerjajmo z zgornjimi dobljenimi valovnimi oblikami.
R obremenitev = 1kOhm; f = 100Hz; C ven = 1uF; I dc = 15mA
Zato je faktor valovanja = 5 voltov
Razlika faktorja valovanja se kompenzira pri višjih vrednostih kondenzatorja. Učinkovitost polnega vala usmernika je nad 80%, kar je dvakrat večji usmernika pol valov.
Praktični polvalni usmernik:
Sestavni deli, ki se uporabljajo v mostnem usmerniku, so,
- 220V / 15V AC padajoči transformator.
- 1N4007 - Diode
- Upori
- Kondenzatorji
- MIC RB156
Tu bo pri efektivni napetosti 15V največja napetost do 21V. Zato bi morale biti komponente, ki jih je treba uporabiti, ocenjene na 25 V in več.
Delovanje vezja:
Odstopajoči transformator:
Stopničasti transformator je sestavljen iz primarnega navitja in sekundarnega navitja, navitega nad laminiranim železnim jedrom. Število zavojev primarnega bo večje od sekundarnega. Vsako navitje deluje kot ločena induktorja. Ko se primarni navit napaja preko izmeničnega vira, se navitje vznemirja in nastaja tok. Sekundarno navitje doživlja izmenični tok, ki ga proizvaja primarni navit, ki inducira EMS v sekundarno navitje. Ta inducirana emf nato teče skozi priključeno zunanje vezje. Razmerje obratov in induktivnost navitja določata količino pretoka, ustvarjenega iz primarnega in EMF, induciranega v sekundarnem. V spodnjem transformatorju
Napajalno napetost 230 V iz stenske vtičnice se s padajočim transformatorjem zniža na 15 V ACrms. Nato se napajanje napaja preko usmerniškega vezja, kot je prikazano spodaj.
Polnovalni usmerniški usmernik brez filtra:
Ustrezna napetost na obremenitvi je 12,43 V, ker je povprečna izhodna napetost diskontinuirane valovne oblike vidna v digitalnem večmetru.
Polnovalni usmerniški usmernik s filtrom:
Ko je dodan kondenzatorski filter, kot je prikazano spodaj,
1. Pri C out = 4,7uF se valovanje zmanjša in s tem se povprečna napetost poveča na 15,78V
2. Pri C out = 10uF se valovanje zmanjša in s tem se povprečna napetost poveča na 17,5V
3. Pri C out = 47uF se valovanje dodatno zmanjša in s tem se povprečna napetost poveča na 18,92V
4. Pri C out = 100uF katera koli vrednost kapacitivnosti, večja od te, ne bo imela velikega učinka, zato se valovna oblika po tem fino gladi in zato je valovanje majhno. Povprečna napetost se je povečala na 19,01 V