- Werking van Half Wave Rectifier:
- Werking met condensator:
- Praktisch halfgolf gelijkrichtercircuit op breadboard:
- Werking van het circuit:
- Halve golf gelijkrichtercircuit zonder filter:
- Halve golf gelijkrichterschakeling met filter:
Het proces van het omzetten van wisselstroom in gelijkstroom is rectificatie. Elke offline voedingseenheid heeft het blok van rectificatie dat ofwel de AC-wandcontactdoosbron omzet in hoogspanningsgelijkstroom of de AC-wandcontactdoos naar laagspanning DC. Het verdere proces is filteren, DC-DC-conversie, enz., Dus in dit artikel gaan we alle bewerkingen van een halfgolfgelijkrichter met schakelschema bespreken.
De aard van de wisselspanning is sinusvormig met een frequentie van 50 / 60Hz. De golfvorm is zoals hieronder.
Nu is rectificatie het proces waarbij het negatieve deel van de wisselstroom (AC) wordt verwijderd, waardoor de gedeeltelijke DC wordt geproduceerd. Dit kan worden bereikt door diodes te gebruiken. Diodes laten de stroom slechts in één richting stromen. Voor het begrip kunnen we de golfvorm splitsen in een positieve halve cyclus en een negatieve halve cyclus. Wanneer de bovenstaande spanning wordt geleverd via een diode, vindt de geleiding alleen plaats tijdens een positieve halve cyclus. Dus hieronder zal de golfvorm zijn.
Werking van Half Wave Rectifier:
In Half wave Rectifier verwijderen we de negatieve halve cyclus van AC-golf door één diode te gebruiken, terwijl we in Full Wave Rectifier de negatieve halve cyclus van AC omzetten in een positieve cyclus met behulp van 4 diodes. Laten we nu eens kijken naar een wisselspanning met een lagere amplitude van 15Vrms en deze met een enkele diode omzetten in gelijkspanning. De diode geleidt alleen tijdens een positieve halve cyclus. Maar de output is een discontinue gepulseerde positieve gelijkspanning. Het moet verder worden gefilterd om er een zuivere DC van te maken met een kleinere rimpel. Punt om in gedachten te houden is alle spanning, stroom die we meten via DMM is rms van aard. Daarom wordt hetzelfde ook in simulatie overwogen.
De bovenstaande uitgangsgolfvorm is zoals verwacht, een discontinue gepulseerde DC-golfvorm. Om de golfvorm af te vlakken of continu te maken, voegen we een condensatorfilter toe aan de uitgang. De werking van een parallelle condensator is om een constante spanning aan de uitgang te behouden. Het bepaalt de hoeveelheid rimpel die aanwezig is in de uitvoer.
Met een 1uF condensatorfilter:
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: Rood - 1uF; Mosterdgroen - 4.7uF; Blauw - 10uF; Donkergroen - 47uF
Werking met condensator:
Tijdens de positieve halve cyclus is de diode voorwaarts voorgespannen en wordt de condensator opgeladen en krijgt de belasting voeding. Tijdens een negatieve halve cyclus wordt de diode in tegengestelde richting voorgespannen en is het circuit open, waarbij de condensator de opgeslagen energie erin levert. Hoe meer energieopslagcapaciteit, hoe kleiner de rimpel in de uitgangsgolfvorm.
De rimpelfactor kan theoretisch worden berekend door,
Laten we het berekenen voor een willekeurige condensatorwaarde en het vergelijken met de hierboven verkregen golfvormen.
R belasting = 1kOhm; f = 50Hz; C uit = 1 uF; Ik dc = 15mA
Vandaar,
De bovenstaande golfvorm heeft een rimpel van 11 volt, wat bijna hetzelfde is. Het verschil wordt gecompenseerd bij hogere condensatorwaarden. Bovendien is de efficiëntie het grootste probleem bij een halfgolfgelijkrichter, die minder is dan bij een dubbelfasige gelijkrichter. Over het algemeen is het rendement (ƞ) = 40%.
Praktisch halfgolf gelijkrichtercircuit op breadboard:
De componenten die worden gebruikt in een halfgolf-gelijkrichterschakeling zijn:
- 220 V / 15 V AC verlagingstransformator.
- 1N4007 - Diode
- Weerstand
- Condensatoren
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 bepaalt de hoeveelheid flux die wordt gegenereerd door primair en emf geïnduceerd in secundair. In de onderstaande transformator
De 230V AC-voeding van het stopcontact wordt verlaagd naar 15V AC rms met behulp van een step-down transformator. De voeding wordt dan aangelegd over de gelijkrichterschakeling zoals hieronder.
Halve golf gelijkrichtercircuit zonder filter:
De overeenkomstige spanning over de belasting is 6,5 V omdat de gemiddelde uitgangsspanning van de discontinue golfvorm in de DMM te zien is.
Halve golf gelijkrichterschakeling 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 11.9V
2. Voor C out = 10uF, wordt de rimpel verminderd en daarmee de gemiddelde spanning verhoogd tot 15,0V
3. Voor C out = 47uF wordt de rimpel verder verminderd en daarmee de gemiddelde spanning verhoogd tot 18,5V
4. Voor C out = 100uF, dus hierna wordt de golfvorm fijn afgevlakt en dus is de rimpel laag. De gemiddelde spanning liep op tot 18,9V
