Dubbelfasige gelijkrichterschakeling met en zonder filter

Het proces van het omzetten van wisselstroom in gelijkstroom is rectificatie. Elke offline voedingseenheid heeft het rectificatieblok dat ofwel de wisselstroomwandcontactdoos omzet in een hoogspannings-gelijkstroom of de wisselstroomwandcontactdoos naar laagspannings-gelijkstroom omzet. Het verdere proces is filteren, DC-DC-conversie en enz. Dus in dit artikel gaan we de werking van dubbelfasige gelijkrichter bespreken. De dubbelfasige gelijkrichter heeft een hoger rendement in vergelijking met die van een halfgolf gelijkrichter.

De volledige golfcorrectie kan op de volgende manieren worden uitgevoerd.

1. Middengetikte dubbelfasige gelijkrichter
2. Bruggelijkrichter (met vier diodes)

Als twee takken van de keten is verbonden door een derde onderdeel vormen van een lus, het netwerkadres wordt een brugschakeling.out van deze twee de voorkeur type brugschakeling met vier diodes omdat de twee diode-type vergt center aftaktransformator en niet betrouwbaar in vergelijking met het brugtype. De diodebrug is ook verkrijgbaar in een enkele verpakking. Enkele voorbeelden zijn DB102, GBJ1504, KBU1001 en etc.

De bruggelijkrichter weegt zwaarder dan de betrouwbaarheid van een halve bruggelijkrichter in termen van de rimpelfactorreductie voor hetzelfde filtercircuit aan de uitgang. De aard van de wisselspanning is sinusvormig met een frequentie van 50 / 60Hz. De golfvorm is zoals hieronder.

Werken met gelijkrichter met volledige golf:

Laten we nu eens kijken naar een wisselspanning met een lagere amplitude van 15Vrms (21Vpk-pk) en deze omzetten in gelijkspanning met behulp van een diodebrug. De AC-voedingsgolfvorm kan worden opgesplitst in een positieve halve cyclus en een negatieve halve cyclus. Alle spanning, stroom die we meten via DMM (Digital Multimeter) is rms van aard. Daarom wordt hetzelfde beschouwd in de onderstaande Greenpoint-simulatie.

Tijdens de positieve halve cyclus geleiden de diodes D2 en D3 en tijdens de negatieve halve cyclus zijn de diodes D4 en D1 in geleiding. Daarom zal de diode gedurende beide halve cycli geleiden. De uitgangsgolfvorm na rectificatie is zoals hieronder.

Om de rimpel in de golfvorm te verminderen of om de golfvorm continu te maken, moeten we een condensatorfilter aan de uitgang toevoegen. De werking van de condensator parallel aan de belasting is om een ​​constante spanning aan de uitgang te behouden. Zo kan de rimpel in de output worden verminderd.

Met een 1uF condensator als filter:

De output met filter van 1uF dempt de golf slechts tot op zekere hoogte omdat de energieopslagcapaciteit van 1uF minder is. De onderstaande golfvorm toont het resultaat van filter.

Omdat de rimpel nog steeds aanwezig is in de uitvoer, gaan we de uitvoer controleren met verschillende capaciteitswaarden. Onderstaande golfvorm toont de vermindering van de rimpel op basis van de waarde van de capaciteit, dwz de capaciteit voor het opslaan van lading.

Uitgangsgolfvormen: Groen - 1uF; Blauw - 4.7uF; Mosterdgroen - 10uF; Donkergroen - 47uF

Bewerkingen met condensator:

Tijdens zowel de positieve als de negatieve halve cycli bevindt het diodepaar zich in voorwaartse vooringestelde toestand en wordt de condensator opgeladen en krijgt de belasting voeding. Het interval van de momentane spanning waarbij de opgeslagen energie in de condensator hoger is dan de momentane spanning die de condensator de opgeslagen energie erin levert. Hoe meer energieopslag, hoe kleiner de rimpel in de uitgangsgolfvorm.

De rimpelfactor kan theoretisch worden berekend door,

Laten we het berekenen voor elke condensatorwaarde en het vergelijken met de hierboven verkregen golfvormen.

R _belasting = 1kOhm; f = 100 Hz; C _uit = 1 uF; Ik _dc = 15mA

Daarom Rimpelfactor = 5 volt

Het verschil in rimpelfactor wordt gecompenseerd bij hogere condensatorwaarden. Het rendement van een dubbelfasige gelijkrichter is meer dan 80%, wat het dubbele is van dat van een halfgolf gelijkrichter.

Praktische dubbelfasige gelijkrichter:

De componenten die worden gebruikt in een bruggelijkrichter zijn,

1. 220 V / 15 V AC verlagingstransformator.
2. 1N4007 - Diodes
3. Weerstanden
4. Condensatoren
5. MIC RB156

Hier zal voor een effectieve spanning van 15V de piekspanning maximaal 21V zijn. Daarom moeten de te gebruiken componenten een vermogen van 25V en hoger hebben.

Werking van het circuit:

Step-down transformator:

De step-down transformator bestaat uit een primaire wikkeling en een secundaire wikkeling die over een gelamineerde ijzeren kern is gewikkeld. Het aantal beurten van de primaire zal hoger zijn dan de secundaire. Elke wikkeling fungeert als afzonderlijke inductoren. Wanneer de primaire wikkeling wordt geleverd via een wisselende bron, wordt de wikkeling opgewekt en wordt er flux gegenereerd. De secundaire wikkeling ervaart de wisselende flux geproduceerd door de primaire wikkeling die emf in de secundaire wikkeling induceert. Deze geïnduceerde emf stroomt vervolgens door het aangesloten externe circuit. De windingsverhouding en inductantie van de wikkeling bepalen de hoeveelheid flux die wordt gegenereerd door primaire en emf geïnduceerd in secundair. In de onderstaande transformator

De 230V AC-voeding van het stopcontact wordt verlaagd naar 15V ACrms met behulp van een step-down transformator. De voeding wordt dan aangelegd over de gelijkrichterschakeling zoals hieronder.

Gelijkrichtercircuit met volledige golf zonder filter:

De overeenkomstige spanning over belasting is 12,43V omdat de gemiddelde uitgangsspanning van de discontinue golfvorm te zien is in de digitale multimeter.

Gelijkrichtercircuit met volledige golf met filter:

Wanneer condensatorfilter wordt toegevoegd zoals hieronder,

1. Voor C _out = 4.7uF, wordt de rimpel verminderd en daarmee de gemiddelde spanning verhoogd tot 15.78V

2. Voor C _out = 10uF, wordt de rimpel verminderd en daarmee de gemiddelde spanning verhoogd tot 17,5V

3. Voor C _out = 47uF wordt de rimpel verder verminderd en daarmee de gemiddelde spanning verhoogd tot 18,92V

4. Voor C _out = 100uF, zal elke capaciteitswaarde groter dan dit niet veel effect hebben, dus hierna wordt de golfvorm fijn afgevlakt en daarom is de rimpel laag. De gemiddelde spanning liep op tot 19,01V