- Delovanje polvalnega usmernika:
- Delovanje s kondenzatorjem:
- Praktično vezje pol valovnega usmernika na tabli:
- Delovanje vezja:
- Polvalni usmerniški usmernik brez filtra:
- Polvalni 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 izstopi iz stenske vtičnice v nizkonapetostni enosmerni tok. Nadaljnji postopek bo filtriranje, pretvorba v enosmerni in enosmerni tok itd. V tem članku bomo razpravljali o vseh postopkih polvalnega usmernika z vezjem.
Narava izmenične napetosti je sinusna pri frekvenci 50 / 60Hz. Valovna oblika bo kot spodaj.
Zdaj je popravek postopek odstranjevanja negativnega dela izmeničnega toka (AC), s čimer nastane delni enosmerni tok. To lahko dosežemo z uporabo diod. Diode omogočajo tok le v eno smer. Za razumevanje lahko valovno obliko razdelimo na pozitiven pol cikel in negativni pol cikel. Ko se zgornja napetost napaja prek diode, prevod poteka samo v pozitivnem pol ciklu. Tako bo spodaj valovna oblika.
Delovanje polvalnega usmernika:
V polvalnem usmerniku z eno diodo odstranimo negativni polovični cikel izmeničnega vala, medtem ko pri polnovalnem usmerniku negativni polovični cikel izmeničnega toka pretvorimo v pozitiven cikel s pomočjo 4 diod. Poglejmo zdaj izmenično napetost z nižjo amplitudo 15Vrms in jo z eno diodo odpravimo v enosmerno napetost. Dioda prevaja samo v pozitivnem polciklu. Toda izhod bo neprekinjeno impulzno pozitivna enosmerna napetost. Nadalje ga je treba filtrirati, da postane čisti enosmerni tok z manjšim valovanjem. Pomembno je upoštevati vso napetost, tok, ki ga merimo z DMM, je efektivne narave. Zato se isto upošteva tudi pri simulaciji.
Izhodna valovna oblika je po pričakovanjih neprekinjena impulzna enosmerna valovna oblika. Da bi izravnali valovno obliko ali jo naredili neprekinjeno, v izhod dodamo kondenzatorski filter. Delovanje vzporednega kondenzatorja je vzdrževanje konstantne napetosti na izhodu. Odloča o količini valovanja v izhodu.
S kondenzatorskim filtrom 1uF:
Spodaj valovna oblika prikazuje zmanjšanje valovanja na podlagi vrednosti kapacitivnosti, tj. Kapacitete za shranjevanje naboja.
Izhodne valovne oblike: rdeča - 1uF; Gorčica zelena - 4,7uF; Modra - 10uF; Temno zelena - 47uF
Delovanje s kondenzatorjem:
Med pozitivnim polovičnim ciklom je dioda usmerjena naprej in kondenzator se napolni, kot tudi obremenitev. Med negativnim polovičnim ciklom se dioda obrne v obratno smer in vezje je odprto, kondenzator dobavlja shranjeno energijo v njem. Več kot je zmogljivosti shranjevanja energije, manjše je valovanje v izhodni valovni obliki.
Faktor valovanja lahko teoretično izračunamo z,
Izračunajmo ga za katero koli vrednost kondenzatorja in jo primerjajmo z zgornjimi dobljenimi valovnimi oblikami.
R obremenitev = 1kOhm; f = 50 Hz; C ven = 1uF; I dc = 15mA
Torej,
Zgornja valovna oblika ima valovanje 11 voltov, kar je skoraj enako. Razlika se bo kompenzirala pri višjih vrednostih kondenzatorja. Poleg tega je učinkovitost največja težava pol valovnega usmernika, ki je manjši od polvalnega usmernika. Na splošno je izkoristek (ƞ) = 40%.
Praktično vezje pol valovnega usmernika na tabli:
Komponente, ki se uporabljajo v vezju pol valov usmernika, so:
- 220V / 15V AC padajoči transformator.
- 1N4007 - Dioda
- Upor
- Kondenzatorji
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 zavojev in induktivnost navitja določata količino pretoka, ustvarjenega iz primarnega in EMS, induciranega v sekundarnem. V spodnjem transformatorju
Napajalno napetost 230 V iz stenske vtičnice se s padajočim transformatorjem zniža na 15 V efektivne vrednosti. Nato se napajanje napaja preko usmerniškega vezja, kot je prikazano spodaj.
Polvalni usmerniški usmernik brez filtra:
Ustrezna napetost na obremenitvi je 6,5 V, ker je v DMM vidna povprečna izhodna napetost diskontinuirane valovne oblike.
Polvalni 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 11,9V
2. Pri C out = 10uF se valovanje zmanjša in s tem se povprečna napetost poveča na 15,0V
3. Pri C out = 47uF se valovanje dodatno zmanjša in s tem se povprečna napetost poveča na 18,5V
4. Pri C out = 100uF, torej se po tem valovna oblika fino zgladi in zato je valovanje nizko. Povprečna napetost se je povečala na 18,9V