Что такое выпрямитель: Страница не найдена — ELQUANTA.RU

Содержание

Что такое выпрямитель тока и для чего нужен | Цена на натяжные потолки за 1м2 с установкой

В физике существует такое понятие, как постоянный и переменный ток. По сути, эти два понятия, не совсем корректны, однако так сложилось исторически. Постоянный ток – это направленное движение частиц, которое не изменяются ни по направлению, ни по величине вне зависимости от времени.

Наряду с этим, существует еще и переменный ток, в частном случае направление которого постоянно, а вот величина его изменяется. Для того, чтобы его выпрямить, применяют выпрямитель тока.

При помощи такого устройства получается однонаправленный пульсирующий ток. На самом деле конструкция сложна и специфична, поэтому требуется внимательное отношение к деталям при выборе. Выбрать выпрямитель тока по доступной цене можно на сайте компании newet.ru.

Что такое выпрямитель

Выпрямителем постоянного тока называется устройство, посредством которого преобразуется электрическая энергия. Выпрямители могут быть механическими, электровакуумными, полупроводниковыми устройствами.

На входе переменного электрического тока, при помощи таких устройств, на выходе создается постоянный электрический ток. Данный процесс называется выпрямлением.

Классификация выпрямителей

Данные устройства классифицируются по следующим признакам:

  • по мощности;
  • по виду переключателя выпрямляемого тока;
  • по уровню использования полупериодов переменного напряжения;
  • по схеме выпрямления;
  • по количеству фаз;
  • в зависимости от схемы выпрямления;
  • от типа электронного вентиля и пр.

Параметров, которые показывают разновидности выпрямителей много.

Назначение и применение выпрямителей

Назначение выпрямителей заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. Данные устройства широко используются в разных сферах деятельности, в частности:

  • в блоках питания радио- и электроаппаратуры, как промышленного, так и бытового назначения;
  • в блоках питания в бортовых радиоэлектронных системах транспортных средств;
  • в блоках питания автотракторной, железнодорожной, водной, авиационной технике и др.;
  • в сварочных аппаратах;
  • в подстанциях систем энергоснабжения и пр.

Какие бывают выпрямители

Если задачей выпрямителя предусматривается только преобразование тока, то их изготавливают на основе неуправляемых вентилях, т.е., диодов.

Если на выпрямитель накладывается обязанность регулировка уровня напряжения, то здесь используются управляемые вентили – тиристоры.

Принцип действия выпрямителя. Что такое выпрямитель

Поскольку большинство радиоэлектронных устройств питаются постоянным током, а в нашей сети переменный, то самое время научиться его «выпрямлять». Для преобразования переменного напряжения или тока в постоянный служат выпрямители, о которых мы и поговорим. Самый простой выпрямитель можно выполнить всего на одном диоде:

На графиках, полученных с помощью осциллографа и представленных на рисунке, хорошо видно, что до диода напряжение было переменным, разнополярным. Диод «обрезал» отрицательные полуволны, и остались одни положительные. Таким образом, мы получили однополярное напряжение, но оно сильно пульсирует, и питать им электронику невозможно. Чтобы сгладить пульсации используют конденсаторы большой емкости:

Пока проходит положительная полуволна, конденсатор заряжается, во время провала он отдает запасенную энергию и разряжается. Теперь дело обстоит несколько лучше, но не совсем хорошо — чем мощнее нагрузка, тем глубже будут провалы и тем большую емкость нужно включать, чтобы как-то спасти положение. Поэтому такой вид выпрямителя, который называется однополупериодным , используют достаточно редко и только для выпрямления переменного тока достаточно высокой частоты и малых токов нагрузки. В противном случае размеры сглаживающих конденсаторов будут неоправданно большими.

Для улучшения формы выпрямленного напряжения достаточно добавить в схему еще три диода:

В этом выпрямителе, который называют двухполупериодным, волны перенаправляются диодами и на выходе получается тоже пульсирующее напряжение, но удвоенной частоты, а пауз между импульсами практически нет. Добавим сюда сглаживающий конденсатор и увидим, что постоянное напряжение действительно похоже на постоянное:

Преимущество такого типа выпрямителя не только в лучшей форме выпрямленного напряжения, но и в том, что в качестве диодов можно использовать приборы, рассчитанные на вдвое меньший ток, поскольку в каждый момент времени через каждый диод течет только половина тока нагрузки. Такая схема получила настолько широкое распространение, что диоды собирают в мосты прямо на заводе. Такие сборки мы называем диодными или выпрямительными мостами.

Но двухполупериодная схема может иметь и другой вид, в котором присутствует всего два диода:

Здесь «минусовым» проводом служит отвод от середины вторичной обмотки трансформатора, а положительные полуволны собираются двумя диодами на «плюсе» благодаря двум одинаковым полуобмоткам. В этой схеме диоды тоже работают с половинным током нагрузки, но оправдана она лишь тогда, когда трансформатор имеет две обмотки, каждая из которых выдает номинальное напряжение и обмотки эти можно включить последовательно.

В маломощных источниках питания (до нескольких сотен ватт) обычно используют однофазные выпрямители. В мощных источниках целесообразно применять трехфазные выпрямители.

Выпрямители имеют следующие основные параметры: а) среднее значение выходного u вых

U ср = 1/T· T ∫ 0 u вых dt

в) среднее значение

I д.ср тока отдельного вентиля;

г) максимальное (амплитудное) значение

I д.макс тока отдельного вентиля.

Токи I д.ср и I д.макс принято выражать через I ср. Значение U обр.макс используется для выбора вентиля по напряжению. Значения

I д.ср и I д.макс используются для выбора вентиля по току. Здесь следует иметь в виду, что вследствие малой тепловой инерционности полупроводникового вентиля он может выйти из строя даже в том случае, когда его средний I д.срм мал, но велик максимальный I д.макс.


Однофазный однополупериодный выпрямитель

Он является простейшим и имеет схему, изображенную на рис. 2.73, а . В таком выпрямителе через нагрузку протекает лишь в течение полупериода сетевого (рис. 2.73, б ).



Исходя из приведенных выше определений, получим основные параметры:

U ср = √2 / π · U вх вх ≈ 2,22 · U ср

I ср = U ср R н ε= π/ 2 = 1,57

U обр. макс = √2 · U вх = π· U ср

I д.ср = I ср

I д. макс = √2 · U вх / R н = π · I ср

Такой выпрямитель находит ограниченное применение в маломощных устройствах. Кроме прочего, характерной отрицательной чертой однополупериодного выпрямителя является протекание постоянной составляющей тока во входной цепи. Если выпрямитель питается через трансформатор, как показано на рис. 2.73, в , то наличие указанной постоянной составляющей тока вызывает подмагничивание сердечника трансформатора, что приводит к необходимости увеличивать его габаритные размеры.

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой

Представляет собой параллельное соединение двух однополупериодных выпрямителей. Рассматриваемый выпрямитель может использоваться только с трансформатором, имеющим вывод от середины вторичной обмотки (рис. 2.74, а ).


Диоды схемы проводят поочередно, каждый в течение полупериода (рис. 2.74, б ).


Основные параметры такого выпрямителя получим аналогично тому, как это делалось ранее:

U ср = 2 · √2 · U 2 / π≈ 0,9 · U 2

U 2 ≈ 1,11 · U ср

I ср = U ср / R н

ε= 2/ 3≈ 0,67

U обр.макс = 2 · √2 · U 2 = π · U ср

I д.ср = ½ · I ср

I д.макс = √2 · U 2 / R н = π· I ср / 2

где U 2 — действующее значение каждой половины вторичной обмотки.

Рассматриваемый выпрямитель характеризуется довольно высокими технико-экономическими показателями и широко используется на практике. При его проектировании полезно помнить о сравнительно большом обратном напряжении на диодах.

Однофазный мостовой выпрямитель


Не известна другая однофазная схема без трансформатора, в которой бы так рационально использовались диоды. Диоды в рассматриваемой схеме включаются и выключаются парами. Одна пара — это диоды D 1 и D 2 , а другая — D 3 и D 4 . Таким образом, к примеру, диоды D 1 и D 2 или оба включены и проводят ток, или оба выключены (рис. 2.75, б ).

Если не забывать мысленно заменять каждый включенный диод закороткой, а каждый выключенный — разрывом цепи, то анализ работы этой схемы оказывается совсем нетрудным.

Основные параметры усилителя следующие:

U ср = 2 · √2 / π· U вх ≈ 0,9 · U вх

U вх ≈ 1,11 · U ср

I ср = U ср / R н

ε = 2 / 3 ≈ 0,67

U обр.макс = √2 · U вх = π/2 · U ср

I д.ср = ½ · I ср

I д.макс = √2 · U вх / R н = π/2 · I ср

Такой выпрямитель характеризуется высокими технико-экономическими показателями и широко используется на практике. Часто все четыре диода выпрямителя помещают в один корпус.

Схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом

Его временные диаграммы работы приведены на рис. 2.76.

Коэффициент пульсаций выпрямленного составляет 0,25, в то время как для двухполупериодного однофазного выпрямителя коэффициент пульсаций равен 0,67. пульсаций в трехфазном выпрямителе в три раза выше частоты питающей сети.

Схема трехфазного мостового выпрямителя (схема Ларионова)

приведена на рис. 2.77.



Используемые в данной схеме 6 диодов выпрямляют как положительные, так и отрицательные полуволны трехфазного напряжения. Этот выпрямитель является аналогом однофазного мостового выпрямителя.

Рассматриваемый выпрямитель характеризуется высокими технико-экономическими показателями и очень широко используется на практике. Коэффициент пульсаций схемы очень мал (ε = 0,057), а пульсаций в шесть раз выше частоты сети. Все это позволяет в некоторых случаях не использовать выходной фильтр. Анализ работы рассматриваемой схемы сложнее, чем анализ работы однофазного мостового выпрямителя, однако не сопряжен с какими-либо принципиальными затруднениями.

В этой статье мы разберем какие бывают выпрямители, для какой цели служат, в чем заключаются особенности того или иного выпрямителя. Если мы решаем собрать какое-либо устройство или просто необходимо запитать готовое, то мы можем использовать питание от гальванических элементов (батареек), либо воспользоваться для этих целей аккумуляторами. Но как быть, если радиоустройство не планируется носить с собой и оно потребляет значительный ток? В таких случаях запитывают устройство от сети 220 вольт.

Напрямую запитать от 220 вольт, разумеется, мы не можем, напряжение слишком высокое и ток переменный, а для питания электронных устройств почти всегда необходим постоянный ток и более низкое напряжение. Необходим так называемый сетевой адаптер .

Фотография трансформатора

Понизить напряжение мы можем с помощью трансформатора, о нем мы поговорим в одной из следующих статей, пока нам достаточно знать, что с помощью трансформатора мы можем понизить или повысить напряжение при переменном токе. Далее нам необходимо сделать из переменного тока постоянный, для этих целей и служит выпрямитель. Существуют три основных типа выпрямителей.

Однополупериодный выпрямитель


Этот выпрямитель работает только в течение положительного полупериода синусоиды. Это можно видеть на следующем графике:

На выходе после диода мы получаем пульсирующее напряжение, нам нужно сделать из него постоянное, то есть из пульсирующего тока получить постоянный. Для этих целей служит электролитический конденсатор большой емкости, подключенный параллельно выходу питания в соответствии с полярностью. На фотографии ниже можно увидеть внешний вид подобного конденсатора:

Такой конденсатор благодаря большой емкости разряжается в течении отрицательного полупериода синусоиды. Обычно для фильтрации напряжения в выпрямителях применяют электролитические конденсаторы от 2200 микрофарад. В усилителях и других устройствах, где важно чтобы напряжение не проседало при увеличении мощности нагрузки, ставят конденсаторы на большую емкость, чем 2200 микрофарад. Для устройств питающих бытовую аппаратуру обычно конденсаторов такой емкости бывает достаточно. На следующем графике (выделено красным), мы можем видеть, как конденсатор поддерживает напряжение стабильным во время прохождения отрицательной полуволны.

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой


Для этой схемы необходим трансформатор, с двумя вторичными обмотками. Напряжение на диодах в два раза выше, чем при включении схемы с однополупериодным выпрямителем или при включении мостовой схемы. В этой схеме попеременно работают оба полупериода. В течении положительного полупериода работает одна часть схемы обозначенная В1 , во время отрицательного полупериода работает вторая часть схемы обозначенная В2 . Эта схема является менее экономичной, чем мостовая схема, в частности у неё более низкий коэффициент использования трансформатора. В этой схеме после диодов получается также пульсирующее напряжение, но частота пульсаций в два раза выше. Что мы и можем видеть на следующем графике:

Двухполупериодный выпрямитель, мостовая схема


И наконец, рассмотрим схему мостового выпрямителя, самую распространенную схему, по которой сделана большая часть всех выпущенных трансформаторных блоков питания. Сейчас объясню принцип работы :

Ток у нас на выходе с трансформатора переменный, а переменный ток, как известно, в течение периода дважды меняет свое направление. Говоря другими словам, конечно же упрощенно, при переменном токе с частотой 50 герц, ток у нас 100 раз в секунду меняет свое направление. То есть сначала он течет от вывода диодного моста под цифрой один , ко второму, потом в течение другой полуволны он течет от вывода под номером два к первому.

Рассмотрим, что происходит с диодным мостом при подаче напряжения, мы видим, на рисунке обозначен красным путь тока, напрямую пройти к выводу диодного моста соединенного с переменным током не позволит диод, который получается у нас включенный в обратном включении, а в обратном включении, как мы помним, диоды не пропускают ток. Току остается только один путь (выделено на рисунке синим), через нагрузку и через диод уйти в провод соединенный с выводом переменного тока. Когда у нас ток меняет свое направление, то вступает в действие вторая часть диодного моста, которая действует аналогично той, что описал выше. В итоге у нас получается на выходе такой же график напряжения, как и у двухполупериодного выпрямителя со средней точкой:

При сборке выпрямителя нужно учитывать полярность на выходе диодного моста, если мы подключим электролитический конденсатор неправильно, то рискуем испортить конденсатор и можно считать, что повезло, если этим все ограничится. Поэтому при сборке диодного моста важно помнить одно правило, плюс на выходе с моста всегда будет в точке соединения 2 катодов диодов, а минус в точке соединения анодов. Встречается и такое обозначение на схемах диодного моста:

Диодный мост можно собрать как из отдельных диодов, так и взять специальную сборку из 4 диодов, уже соединенных по мостовой схеме, и имеющий 4 вывода. В таком случае остается только подать переменный ток, идущий обычно с вторичной обмотки трансформатора на два вывода моста, а с оставшихся двух выводов снимать плюс и минус. Обычно на самой детали бывает обозначено, где какой вывод у моста. Так выглядит импортный диодный мост:

Фото диодный мост кц405

Трехфазные выпрямители

Существуют и трехфазные трансформаторы. Обычным однофазным диодным мостом с такого трансформатора не получится на выходе постоянный ток. Конечно, если нагрузка небольшая можно подключиться к одной фазе и к нулевому проводу трансформатора, но экономичным такое решение не назовешь.

Для трехфазного тока существуют специальные схемы выпрямителей, две таких схемы приведены на рисунках ниже. Первая, известная как схема Миткевича , имеет низкий коэффициент габаритной мощности трансформатора. Эта схема применяется при небольших мощностях нагрузки.

Вторая схема, известная как , нашла широкое применение в электротехнике, так как имеет лучшие технико-экономические показатели по сравнению со схемой Миткевича.

Схема Ларионова может использоваться как «звезда-Ларионов” и «треугольник-Ларионов”. Вид подключения зависит от схемы подключения трансформатора, либо генератора, с выходом которого соединен этот выпрямитель. Автор статьи — AKV .

Обсудить статью ВЫПРЯМИТЕЛИ

Содержание:

В электрических сетях используется преимущественно переменный ток, питающий большинство промышленных и бытовых потребителей. Однако существует немало электрических устройств — магнитофонов, приемников и других приборов, основой которых служат полупроводники или лампы. Для их работы требуется только постоянный ток. Кроме того, он используется во многих заводских производственных процессах.

Преимущественная выработка переменного тока связана с удобством его трансформации в разные значения напряжений. Другим положительным моментом считается передача переменного тока по ЛЭП с минимальными потерями. Поэтому все необходимые преобразования выполняют выпрямители переменного тока, позволяющие получить необходимое , обеспечивающее нормальную работу электрических приборов.

Принцип работы выпрямителя тока

Основной функцией выпрямителя тока является преобразование переменного напряжения в постоянное. Принцип работы этих устройств основан на свойствах переменного тока, величина и направление которого изменяются во времени.

Согласно стандартного значения изменение направления тока в сети составляет 50 раз в течение одной секунды. Такое колебание является частотой и составляет 50 герц или периодов. То есть значение электротока в определенный период достигает нулевой отметки, а затем постепенно набирает максимальное значение. Этот процесс постоянно повторяется и протекает в периодической форме. Значение тока постоянно изменяется в соответствии с синусоидальным законом.

Основная задача выпрямителя заключается в получении устойчивого постоянного напряжения, не изменяющего своей величины и направления. Сам процесс выпрямления заключается в работе вентиля, пропускающего ток лишь в одном направлении. В результате односторонней проводимости вентиля, прохождение тока через него осуществляется исключительно в положительные полупериоды. Во время отрицательных периодов ток в цепи отсутствует.

При наличии положительной полуволны, сопротивление в вентиле минимальное, что обеспечивает свободное прохождение тока. Отрицательная полуволна подвергается значительному сопротивлению, задерживается и не проходит через вентиль. В результате включения вентиля в цепь, переменный ток будет полностью отсутствовать. Изменения оставшегося в цепи тока будут касаться только его величины, а направление останется неизменным. Это так называемый первичный или пульсирующий ток. С его помощью можно зарядить аккумулятор, но, он не годится для питания, например, радиоэлектронной аппаратуры. Необходимо выполнить процедуру сглаживания, чтобы пульсирующий ток превратился в . С этой целью используется специальный фильтр.

В качестве такого фильтра используется конденсатор с большой емкостью. Выпрямляемый ток сглаживается или фильтруется за счет зарядки конденсатора током, идущим от вентиля. В результате, создается определенный запас электроэнергии. При уменьшении тока, проходящего через вентиль и падении напряжения на нагрузке в конце каждого положительного полупериода, происходит отдача конденсатором накопленной энергии.

Однополупериодные выпрямители

Далеко не все фильтры способны полностью избавить ток от резких пульсаций. Для этих целей требуются более совершенные фильтры, обеспечивающие на нагрузке лишь незначительные пульсации постоянного тока. Такие пульсации не оказывают решающего влияния на основные функции электронного устройства, получающего питание через выпрямитель.

К наиболее простым приборам относится . Основным принципом его работы является использование для выпрямления только положительных полупериодов. Выпрямленный ток и сетевое напряжение имеют одинаковую частоту пульсаций. Поэтому для их сглаживания в однополупериодном выпрямителе должен применяться хороший фильтр. С помощью данных устройств осуществляется питание аппаратуры с потреблением незначительного тока. В случае возрастания токовых значений, необходимо использовать более сложные фильтры.

Работа двухполупериодных выпрямителей

Более широкое распространение получили переменного тока, с использованием сразу двух вентилей. Течение тока в нагрузке происходит всегда в одном направлении.

Схема выпрямления действует следующим образом. В определенное время на одном из выводов вторичной обмотки трансформатора напряжение будет положительным по отношению к другому выводу. Ток проходит через первый вентиль с небольшим сопротивлением, после этого он идет по нагрузке к средней точке вторичной обмотки. Такое положение будет сохраняться весь положительный полупериод. Когда ток не первом выводе трансформатор изменится, напряжение станет отрицательным. Прохождения тока через первый вентиль не будет в связи с его большим сопротивлением. Второй конец обмотки будет с положительным напряжением, и ток начнет проходить по второму вентилю, нагрузке с выходом к средней точке вторичной обмотки трансформатора.

Данная схема выпрямления тока позволяет использовать два полупериода напряжения. Высокая частота пульсаций значительно облегчает фильтрацию выпрямленного напряжения.

Как происходит выпрямление переменного тока

В осветительной электрической сети, от которой получают питание все бытовые электроприборы, как правило, течёт переменный ток. Редкое исключение составляют небольшие сельские посёлки, где электростанции дают постоянный ток.

Радиоприемники, магнитофоны, электропроигрыватели и другие устройства работают на электронновакуумных лампах или полупроводниковых приборах, на электроды которых необходимо подавать напряжение постоянного тока. Зарядка аккумуляторов может быть произведена только постоянным током. Ряд производственных процессов на заводах, как например, хромирование, невозможно осуществить, если не имеется постоянного напряжения.

Почему же наши электростанции дают переменный ток? Ведь электронагревательные приборы и электромоторы так же хорошо будут работать и на постоянном токе? Объясняется это главным образом тем, что переменный ток можно легко трансформировать (преобразовать) в различные напряжения, что нельзя делать с постоянным током. Передачу энергии переменного тока по линии электропередачи можно осуществить со значительно меньшими потерями, чем при постоянном токе, вследствие того, что напряжение в линии в этом случае может составлять десятки и сотни тысяч вольт. В месте потребления напряжение понижается на трансформаторных подстанциях и в наши квартиры и на заводы подается переменное напряжение 127 или 220 в.

Как же получить постоянное напряжение, необходимое для нормальной работы некоторых приборов?

Для преобразования переменных напряжений в постоянные служит выпрямитель. Понять, как работает выпрямитель, можно, только ясно представляя, что такое переменный ток. Переменным током называется такой ток, направление и величина которого меняются во времени.

В осветительной сети, по принятому в нашей стране стандарту, направление тока меняется 50 раз в секунду, или, как говорят, частота промышленного тока равна 50 периодам (герцам). Это означает, что в какой-то период времени ток в сети равен 0, затем ток начинает плавно возрастать, достигает максимального (амплитудного) значения, после чего ток в сети постепенно уменьшается и становится равным нулю. После этого направление тока снова изменяется и ток опять плавно возрастает до максимального значения, а затем вновь уменьшается до нуля. Этот процесс напоминает качели, которые, качаясь около положения равновесия (нулевое значение тока), поднимаются на максимальную высоту (максимальное значение тока), затем опускаются, опять поднимаются и т. д. Такой процесс изменения тока называют периодическим. В нашей электросети такой процесс повторяется пятьдесят раз в секунду, т. е. ток (напряжение) имеет пятьдесят периодов в секунду, изменяя своё значение по синусоидальному закону.

Графически картина изменения тока в сети представлена на рис. 1. Такой график получается, если на вертикальной оси откладывать значения тока или напряжения, а по горизонтальной оси — отрезки времени, отсчитываемые от какого-то момента, принимаемого за начало отсчёта.

Задачей выпрямителя является получение постоянного напряжения из переменного; Постоянное напряжение графически можно изобразить так, как это показано на рис. 2. Постоянный ток не меняет ни своего направления, ни своей величины.

Процесс выпрямления переменного тока (напряжения) заключается в том, что на пути тока в электрической цепи включается элемент — вентиль, который пропускает ток только в одном направлении (одного знака). Схематично электрическая цепь переменного тока с вентилем представлена на рис. 3. Односторонняя проводимость вентиля приводит к тому, что только в положительные полупериоды ток проходит через вентиль, а в отрицательные полупериоды (отмеченные на рис. 1 знаком «-«) тока в цепи нет. Графически ток в такой цепи можно изобразить так, как это показа но на рис. 4. При положительной полуволне сопротивление вентиля мало и ток свободно проходит через него. При отрицательной полуволне ток встречает большое сопротивление, так как в обратном направлении сопротивление вентиля в сотни и даже тысячи раз больше и ток через него не проходит. Таким образом, включив в электрическую цепь переменного тока вентиль, мы уже не получаем в этой цепи переменного тока. Ток в этой цепи будет меняться только по величине и не будет изменять своего направления. Такой ток называют пульсирующим. Использовать его можно, например, для зарядки аккумуляторов. Для питания радиоаппаратуры такой ток не годится. Требуется дальнейшее его сглаживание, с тем чтобы ток превратился из пульсирующего в постоянный. Это достигается применением фильтра.

В простейшем случае роль фильтра может выполнять конденсатор достаточно большой ёмкости. На рис. 5 показана схема цепи с вентилем и конденсатором С, являющимся фильтром. Сглаживание пульсаций (фильтрация) выпрямленного тока осуществляется вследствие того, что конденсатор заряжается током, проходящим через вентиль, и запасает электрическую энергию. Как только ток через вентиль начнет уменьшаться и напряжение на нагрузке Rн выпрямителя начнет падать, — а это происходит в конце каждого положительного полупериода, — конденсатор отдаёт накопленную им за положительный полупериод энергию. Графически это изображено на рис 6. Как видно из рисунка, ток ещё не стал совсем постоянным и заметны резкие пульсации. Необходим более совершенный фильтр, который на нагрузке обеспечил бы постоянный ток с очень незначительными пульсациями, которые не будут оказывать существенного влияния на работу устройства, питаемого от выпрямителя.

Существует несколько типов выпрямителей. Наиболее простым из них является однополупериодный, схема которого изображена на рис. 7. В таком выпрямителе используются только положительные полупериоды выпрямленного тока. Частота пульсаций этого тока равна частоте сетевого напряжения и для сглаживания пульсаций выпрямитель, собранный по однополупериодной схеме, требует хорошего фильтра. Такие выпрямители используются для питания аппаратуры, потребляющей незначительный ток, так как при возрастании тока необходимо будет усложнять фильтр выпрямителя.

Более распространена двухполупериодная схема выпрямления, где (см. рис. 8) используются два вентиля В1 и В2. Ток в нагрузке протекает всё время в одном направлении. Выпрямление напряжения происходит следующим образом. В какой-то момент времени на одном (верхнем, по схеме} выводе вторичной обмотки трансформатора Тр1 будет положительное напряжение по отношению ко второму (нижнему) концу. Ток пойдёт через вентиль В1, и имеющий в прямом направлении маленькое сопротивление, затем через нагрузку на среднюю точку вторичной обмотки трансформатора. На рис. 8 прохождение тока показано сплошной стрелкой. Так будет продолжаться в течение первого положительного полупериода. При изменении направления тока в сети на верхнем конце трансформатора будет уже отрицательное напряжение и ток через вентиль B1 не пойдёт, так как вентиль будет иметь очень большое сопротивление. На нижнем конце вторичной обмотки трансформатора теперь будет положительное напряжение и ток пойдёт уже через вентиль В2, нагрузку и на среднюю точку вторичной обмотки — трансформатор Тр1.

При таком включении вентилей используются уже оба полупериода выпрямляемого напряжения. Частота пульсаций в таком выпрямителе в два раза больше и поэтому значительно облегчается фильтрация выпрямленного напряжения. По двухполупериодной схеме собраны почти все выпрямители для радиоприёмников, телевизоров и магнитофонов.

Существует ещё мостовая схема включения выпрямителя. В этом случае выпрямление происходит по двухполупериодной схеме, но трансформатор имеет более простую конструкцию, вторичная обмотка его содержит в два раза меньше витков и не требуется вывода от средней точки. Однако в выпрямителе, собранном по мостовой схеме, необходимо в два раза больше вентилей, чем при двухполупериодной схеме. Схема мостового выпрямителя изображена на рис. 9. Стрелками указано прохождение тока в оба полупериода.

В качестве вентиля для выпрямления переменного тока могут быть использованы селеновые или купроксные шайбы , кенотроны, газотроны или полупроводниковые диоды.

Для питания массовой радиоаппаратуры наибольшее распространение получили кенотронные и селеновые выпрямители. За последнее время начинают всё шире использоваться германиевые силовые диоды типа ДГ-Ц21-27.

Кенотрон представляет собой вакуумную, обычно стеклянную, радиолампу, имеющую два электрода — анод и катод. Двуханодный кенотрон имеет два анода. Вентильное свойство кенотрона проявляется в том, что ток через кенотрон может идти только в одном направлении — от анода к катоду. В обратном направлении — ток не пойдет, так как электроны вылетают только с поверхности нагретого катода и могут двигаться только на анод, если на нём в данный момент имеется положительное напряжение по отношению к катоду.

Простейшая однополупериодная схема выпрямителя с использованием в качестве вентиля кенотрона изображена на рис. 10. Направление тока I показано стрелкой. Конденсаторы С1 и С2 и дроссель Др1 составляют фильтр для сглаживания пульсаций. Подробно о фильтрах будет рассказано ниже.

Существует много различных типов кенотронов, каждый из которых рассчитан на определенные условия работы: одни позволяют получить большой выпрямленный ток при относительно низком напряжении, другие, наоборот, работают в выпрямителе, дающем высокое напряжение при ничтожно малом токе.

При конструировании выпрямителя прежде всего необходимо правильно выбрать тип кенотрона. Для этого нужно знать, какой ток и напряжение потребляет нагрузка, питающаяся от выпрямителя, и в соответствии с этими данными выбирать по справочнику подходящий тип кенотрона. Пусть требуется выбрать кенотрон, который предполагается установить в выпрямитель для питания приёмника. Приёмник имеет четыре лампы, не считая кенотрона.

Постоянное напряжение, потребное для питания радиоламп приёмника, равно 250 в. Общий ток, потребляемый анодно-экранными цепями всех ламп приемника, составляет около 40 мА.

Наиболее подходящим для нашего выпрямителя будет кенотрон 6Ц4П, который, по справочным данным, может обеспечить ток до 70 мА при двухполупериодной схеме выпрямления. По напряжению этот кенотрон также вполне подходит, так как для двухполупериодной схемы выпрямления обратное напряжение, возникающее в выпрямителе, не превышает тройного напряжения на нагрузке и равно 250х3 = 750 В, а кенотрон 6Ц4П выдерживает до 1000 В обратного напряжения.

В селеновом выпрямителе в качестве вентиля используют селеновые шайбы.

Селеновая шайба представляет собой железный диск или прямоугольную железную пластину, на которой с одной стороны нанесён тонкий слой полупроводника — селена. Сверху слой селена покрыт, для создания контакта, тонким слоем легкоплавкого металла.

Вентильные свойства селена проявляются в том, что он обладает односторонней проводимостью. Когда на железную пластину подан положительный полюс источника тока, селеновая шайба обладает ничтожно малым сопротивлением, и, наоборот, при смене полярности сопротивление шайбы возрастает в сотни раз.

Выбор селенового вентиля для выпрямителя производится также по току и напряжению, потребному для нагрузки. Необходимо помнить, что одна селеновая шайба выдерживает напряжение до 20 В, следовательно, если на нагрузке развивается напряжение больше этой величины, то селеновые шайбы нужно соединять последовательно.

Для нашего примера достаточно в каждое плечо двухполупериодного выпрямителя поставить по 13 шайб, так как напряжение на нагрузке равно 250 В и число шайб получится, если 250 В разделить на 20 В. Получившееся дробное число необходимо округлить до ближайшего целого. Чтобы определить, какого диаметра нужно поставить шайбы, необходимо помнить, что на один квадратный сантиметр поверхности селеновой шайбы допускается ток, равный 30 мА. Следовательно, чтобы определить площадь селеновых шайб для нашего выпрямителя, нужно разделить величину тока, потребляемого приемником, на допустимую плотность тока (величину тока, допустимую на 1 см 2). Площадь шайбы равна 40/30 = 1,33 см. Диаметр шайбы легко определить по известной формуле площади окружности

Sплощ = 0,25*π*D 2 ,

откуда диаметр шайбы равен

D = (4*S/π) 0,5 = (4*1,33/3,14) 0,5 ≈ 1,3 см.

Можно такого расчёта не производить и диаметр шайбы брать непосредственно из справочника. В случае, если у радиолюбителя имеются шайбы какого-то другого диаметра, то их можно использовать в этом выпрямителе. Если шайбы имеют больший диаметр, чем получился по расчету, их можно установить в качестве вентиля без всяких изменений в схеме выпрямителя, помня только, что допустимое напряжение на каждую шайбу не должно превышать 20 В.

В случае если диаметр имеющихся шайб меньше, чем получился по расчету, то шайбы можно соединить параллельно с таким расчетом, чтобы общая площадь двух параллельно соединённых шайб была равна или больше получившейся по расчету. При параллельном соединении шайб число их удваивается, так как необходимо соблюдать условие допустимого напряжения на каждую шайбу.

Расчёт вентиля, в качестве которого используется германиевый диод (рис. 11), производится аналогично. Зная ток нагрузки и напряжение на ней, выбирают по справочнику подходящий тип диода. Может случиться, что имеющиеся германиевые диоды типа ДГ-Ц не подходят по допустимому току или напряжению. Если диоды не подходят по току (ток нагрузки больше допустимого), то необходимо поставить несколько диодов, соединенных параллельно. Если диоды не подходят по напряжению, их соединяют последовательно. Расчёт числа последовательно соединенных диодов сводится к тому, чтобы выбрать такое количество диодов, при котором падение напряжения на каждом из них не превысило допустимого.

При последовательном соединении диодов типа ДГ-Ц каждый из них следует зашунтировать сопротивлением не менее 100 кОм мощностью до 1 Вт. Шунтировать диоды необходимо для выравнивания падения напряжения на каждом из них. Выпускаемые диоды имеют значительный разброс параметров, и может быть такой случай, когда на одном из них падение напряжения будет в несколько раз больше, чем на другом, что выводит диоды из строя. Этого не произойдет, если каждый диод будет зашунтирован сопротивлением и падение напряжения распределится равномерно между каждым диодом.

При параллельном соединении полупроводниковых диодов типа ДГ-Ц количество их рассчитывается по несложным формулам. Так, для диодов типа ДГ-Ц21 — 24 число параллельно соединённых диодов будет равно

Для диодов типа ДГ-Ц25 — 27 число параллельно соединённых диодов

n = 15,4I0 — 0,54.

В этих формулах I0 означает выпрямленный ток в амперах. Может случиться так, что число диодов n, рассчитанное по этим формулам, получается дробным. Тогда следует округлить это число до ближайшего большего целого числа. Иногда в расчете получается 0 или отрицательное число. Это означает, что необходимо поставить только один диод и никаких параллельных соединений делать не нужно, так как выбранный диод обеспечит требуемую величину выпрямленного тока.

Сглаживающий фильтр

Как указывалось выше, для сглаживания пульсаций после выпрямителя на его выходе включается фильтр. Обычно фильтр состоит из дросселя фильтра Др1 (рис. 12), обмотка которого, выполненная из нескольких тысяч витков тонкой проволоки, располагается на стальном сердечнике. В фильтр входит также два и более конденсаторов фильтра. На месте этих конденсаторов в подавляющем большинстве случаев применяются электролитические конденсаторы, имеющие сравнительно небольшие габариты и большую ёмкость (10…50 мкф}.

Фильтр значительно ослабляет переменную составляющую выпрямленного напряжения и мало влияет на постоянную составляющую, идущую на питание анодно-экранных цепей приёмника.

Качество фильтра определяется его коэффициентом фильтрации, который показывает, во сколько раз переменная составляющая на выходе фильтра ослабляется относительно переменной составляющей на его входе.

Допустимая величина переменной составляющей на выходе фильтра зависит от аппаратуры, которая питается от данного выпрямителя. Для усилителей низкой частоты амплитуда пульсаций анодного напряжения не должна превышать 0,5-1% от напряжения полезного сигнала, измеренного в анодной цепи данного каскада. Для каскадов усиления высокой и промежуточной частоты эта амплитуда не должна превышать 0,05-0,1% (0,1-0,2 В).

Работа фильтра зависит от произведения индуктивности дросселя на ёмкость конденсатора фильтра на выходе. Ёмкость этого конденсатора обычно берут в пределах 10-40 мкф. Индуктивность дросселя для маломощного выпрямителя обычно не превышает 20-30 Гн.

При прикидке данных фильтра можно пользоваться следующим правилом: произведение индуктивности катушки дросселя фильтра, выраженное в генри, на ёмкость конденсатора на выходе фильтра, выраженное в микофарадах, должно равняться 200.

Для улучшения фильтрации можно составлять сглаживающий фильтр из нескольких звеньев. Улучшения фильтрации можно также добиться путём применения настроенного дросселя, для этого параллельно дросселю фильтра подсоединяется конденсатор постоянной ёмкости (на рис. 12 это подключение показано пунктиром).

Ёмкость конденсатора берётся в пределах 0,05-0,1 мкф и в каждом отдельном случае находится опытным путём.

Дроссель фильтра можно включить как в «+», так и в «-» выпрямителя, это не скажется на качестве работы фильтра. В некоторых случаях, когда желательно воспользоваться падением напряжения на обмотке дросселя фильтра для подачи отрицательного смещения на управляющие сетки ламп усилителя приёмника, дроссель включают в минусовую цепь выпрямителя.

При питании малоламповых приемников вместо дросселя фильтра можно включить обмотки (или обмотку) трансформатора низкой частоты.

Конструктивно дроссель для сглаживающих фильтров аналогичен маломощному силовому трансформатору. Разница заключается в том, что трансформатор имеет несколько обмоток, дроссель только одну. Сердечник дросселя обязательно должен иметь воздушный зазор, который устраняет возможность магнитного насыщения сердечника постоянным током, протекающим по обмотке дросселя.

Магнитное насыщение уменьшает индуктивность дросселя, что ухудшает работу фильтра.

Конструктивно дроссель фильтра и силовой трансформатор выпрямителя можно рассчитать, руководствуясь статьей, напечатанной в приложении № 1 для начинающих, «Расчет и изготовление силового трансформатора» (разослано с журналом «Радио» № 5 за 1957 год). Следует только учитывать, что, задаваясь напряжением на выходе выпрямителя, нужно принять во внимание падение напряжения на дросселе фильтра и что в случае применения двухполупериодного кенотронного выпрямителя с конденсаторным фильтром эффективное напряжение и ток повышающей обмотки связаны с напряжением и током на выходе выпрямителя следующими соотношениями: напряжение на вторичной обмотке берётся в 2..2,2 раза больше напряжения на выходе выпрямителя, а ток в обмотке 1..1,2 I0. Токи и напряжения обмоток для накала ламп и кенотрона определяются данными накала кенотрона и ламп, для питания которых предназначен рассчитываемый выпрямитель.

Вместо дросселя фильтра иногда применяют активное сопротивление, которое для получения хорошей фильтрации должно иметь значительную величину.

Недостатком такого фильтра является большое падение напряжения на сопротивлении фильтра, поэтому применять такой фильтр можно только в маломощных усилителях. При расчёте выпрямителя с таким фильтром задаются допустимым падением выпрямленного напряжения на сопротивлении, включенном в фильтр, Uпад, после чего величину этого сопротивления R находят по формуле

где I0 — ток в мА, снимаемый с выпрямителя.

Очень часто для питания той или иной аппаратуры применяются различные постоянные напряжения. Для того чтобы использовать для этой цели один и тот же выпрямитель, на его вход включают цепочку из нескольких последовательно соединённых постоянных сопротивлений величиной по нескольку тысяч Ом. Эти сопротивления не должны быть очень большими, так как в противном случае напряжение, снимаемое с делителя, будет сильно зависеть от величины нагрузки. Они также не должны быть очень малыми, чтобы не перегружать выпрямитель.

Что такое выпрямитель — PDF Free Download

Рис. 2 Схема однофазного выпрямителя

ЧТО ТАКОЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ? Применение преобразователей энергии в электроприводе обусловлено в основном необходимостью регулирования скорости вращения электродвигателей. У большинства первичных

Подробнее

Исследование однофазных выпрямителей

63. Исследование однофазных выпрямителей Цель работы:. Изучение устройства и принципа работы однофазных выпрямителей. 2. Определение внешних характеристик выпрямителей. Требуемое оборудование: Модульный

Подробнее

Лекция 8 ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) План

75 Лекция 8 ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) План 1. Введение 2. Однополупериодный управляемый выпрямитель 3. Двухполупериодные управляемые выпрямители 4. Сглаживающие фильтры 5. Потери и КПД выпрямителей 6.

Подробнее

Лекция 7 ВЫПРЯМИТЕЛИ

Лекция 7 ВЫПРЯМИТЕЛИ План 1. Источники вторичного электропитания 2. Однополупериодный выпрямитель 3. Двухполупериодные выпрямители 4. Трехфазные выпрямители 67 1. Источники вторичного электропитания Источники

Подробнее

ПЭР УЛ ПЗ

Государственное бюджетное образовательное учреждение начального профессионального образования Профессиональное училище 1 30.4 Помощник машиниста электровоза Слесарь по ремонту подвижного состава К защите

Подробнее

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

1.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ В ы п р я м и т е л я м и называют электронные устройства, предназначенные для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока. Выпрямители

Подробнее

Лабораторная работа 5.3

Лабораторная работа 5.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ 5.3.1. Выпрямители Выпрямители служат для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное. Основное назначение выпрямителя

Подробнее

Выпрямители синусоидального тока

1 Лекции профессора Полевского В.И. Выпрямители синусоидального тока Вольтамперная характеристика электропреобразовательного диода На рис. 1.1. представлена вольтамперная характеристика (ВАХ) электропреобразовательного

Подробнее

1. Назначение и устройство выпрямителей

Тема 16. Выпрямители 1. Назначение и устройство выпрямителей Выпрямители это устройства, служащие для преобразования переменного тока в постоянный. На рис. 1 представлена структурная схема выпрямителя,

Подробнее

Лекция 12 ИНВЕРТОРЫ. План

5 Лекция 2 ИНВЕРТОРЫ План. Введение 2. Двухтактный инвертор 3. Мостовой инвертор 4. Способы формирования напряжения синусоидальной формы 5. Трехфазные инверторы 6. Выводы. Введение Инверторы устройства,

Подробнее

Элементарнаябазаэлектронных устройств

Элементарнаябазаэлектронных устройств Диоды, стабилитроны, транзисторыи тиристоры Электронными называют устройства, в которых преобразование электроэнергии и сигналов реализуется с помощью электронных

Подробнее

Лабораторная работа 2

Лабораторная работа 2 Исследование преобразовательных устройств : инвертора,конвертора в программной среде моделирования электронных схем Electronics Workbench 5.12. Цель работы: Ознакомиться с работой

Подробнее

Лекция 2 ЦЕПИ С ДИОДАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

109 Лекция ЦЕПИ С ДИОДАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ План 1. Анализ цепей с диодами.. Источники вторичного электропитания. 3. Выпрямители. 4. Сглаживающие фильтры. 5. Стабилизаторы напряжения. 6. Выводы. 1. Анализ

Подробнее

Вестник науки Сибири (5)

У УДК 621.865.8 Бахчаев Александр Сергеевич, студент Института кибернетики ТПУ. E-mail: [email protected] Область научных интересов: робототехнические комплексы. Михайлов Валерий Васильевич, канд.

Подробнее

Содержание. Предисловие…5 Введение…7

3 Содержание Предисловие…5 Введение…7 I. Электромагнитный момент и электромагнитное усилие электрических машин вращательного и поступательного движения. 1. Общее выражение для момента и силы. 14 2.

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра прикладной химии

Подробнее

2.7 Блок вращения анода RВ07

2.7 Блок вращения анода RВ07 Для уменьшения удельной плотности потока тепловой мощности, воздействующего на анод рентгеновской трубки в месте фокусировки электронного пучка, в флюорографах применяются

Подробнее

Электрические машины

Согласно учебному плану направления 241000.62 (18.03.02) «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», профиль «Охрана окружающей среды и рациональное использование

Подробнее

Рис Классификация выпрямителей тока 97

Глава 4. ВЫПРЯМИТЕЛИ ТОКА 4.1. Классификация и структурные схемы выпрямителей Выпрямители делятся на выпрямители тока и выпрямители напряжения. В выпрямителях тока ток на выходе протекает в одном направлении,

Подробнее

Инвертор реактивной мощности

Инвертор реактивной мощности Устройство предназначено для питания бытовых потребителей переменным током. Номинальное напряжение 220 В, мощность потребления 1-5 квт. Устройство может использоваться с любыми

Подробнее

idt sin tdt 0,32I T R R R R

Лабораторная работа 1 Выпрямитель переменного тока Цель: изучение работы однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей и их характеристик. Выпрямителем называется устройство для преобразования напряжения

Подробнее

ТЕ_ТП_ТЕР_ТПР преобразователь тиристорный

ТЕ_ТП_ТЕР_ТПР преобразователь тиристорный Преобразователи тиристорные ТЕ, ТП, ТЕР, ТПР применяются для питания якорных цепей электродвигателей постоянного тока в электроприводах. Они обеспечивают построение

Подробнее

Полупроводниковые преобразователи

Полупроводниковые преобразователи В замкнутых, а иногда в разомкнутых структурах автоматизированного электропривода применяются полупроводниковые преобразователи для управления двигателями постоянного

Подробнее

ИЗУЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина ИЗУЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ Методические указания по выполнению

Подробнее

СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов» Н.М. Улащик СИЛОВАЯ

Подробнее

Плавный заряд емкости: что выбрать?

1 Автор: Новиков П.А. Наш сайт: www.electrum-av.com Плавный заряд емкости: что выбрать? Решению задачи ограничения зарядного тока посвящено немало работ, в которых описаны устройства так называемого «мягкого

Подробнее

Оглавление. Введение 3

Оглавление Введение 3 Глава!. Основы электростатики 6 1.1. Строение вещества 6 1.2. Электрические заряды. Закон Кулона. Электрическое поле. Принцип суперпозиции 10 1.3. Проводники и диэлектрики в электрическом

Подробнее

ИЛТ1-1-12, ИЛТ модули управления тиристорами

ИЛТ, ИЛТ модули управления тиристорами Схемы преобразователей на тиристорах требуют управления мощным сигналом, изолированным от схемы управления. Модули ИЛТ и ИЛТ с выходом на высоковольтном транзисторе

Подробнее

RU (11) (51) МПК H02M 7/06 ( )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК H02M 7/06 (2006.01) 170 594 (13) U1 R U 1 7 0 5 9 4 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (21)(22)

Подробнее

ТИРИСТОРЫ СИММЕТРИЧНЫЕ ( СИМИСТОРЫ ) ТС106-10, ТС112-10, ТС112-16, ТС122-20, ТС122-25, ТС13240, ТС132-50, ТС , ТС142-80

ТИРИСТОРЫ СИММЕТРИЧНЫЕ ( СИМИСТОРЫ ) ТС106-10, ТС112-10, ТС112-16, ТС122-20, ТС122-25, ТС13240, ТС132-50, ТС-132-63, ТС142-80 Симметричные тиристоры (симисторы) изготовлены на основе пятислойной кремниевой

Подробнее

Схемотехника выпрямителей напряжения

В электрических приборах может использоваться постоянное или переменное напряжение. Энергию они получают от аккумулятора, батареи или электрической сети. В последнем случае речь идёт о переменном напряжении. Чтобы электроприбор мог его использовать, оно должно иметь строго определённые характеристики. Если же на выходе нужно получить постоянный ток, тогда устанавливается выпрямитель напряжения. Чтобы его правильно выбрать, необходимо знать, какие бывают выпрямители и как они работают.

Что такое выпрямитель

Это устройство на входе получает синусоидальный сигнал и преобразует его в постоянное напряжение нужной величины. Важно понимать, что результат на выходе в большинстве случаев не является ровной прямой линией. Фактически речь идёт о сигнале, который близок к ней. Его получают в результате сглаживания импульсов.

Обычно выпрямление напряжения происходит в два этапа. На первом поступаемый переменный ток преобразуют таким образом, чтобы он приобрел нужную амплитуду. Преобразования осуществляются с помощью трансформатора. На втором этапе происходит выравнивание колебаний напряжения.

Процесс выпрямления основан на явлении односторонней проводимости. При этом ток в одном направлении может проходить, а в другом — нет. Раньше для этого применяли вакуумные приборы или синхронизирующие машины, но сейчас подобные методы не используют. В современных выпрямляющих устройствах устанавливаются полупроводниковые диоды.

Каждое такое устройство состоит из трёх блоков: трансформатора, выпрямителя и схемы для сглаживания (фильтра). Первый предназначен для регулировки уровня выходного напряжения. У него на входе и на выходе используется переменное напряжение. Выпрямитель отсекает отрицательные импульсы, а на выход подаёт только положительные.

Сглаживание обычно выполняется с помощью конденсатора. При повышении напряжения на его обкладках накапливается заряд, а при снижении он снимается с них. Таким образом, резкие изменения сглаживаются, делая выходное напряжение приемлемым для потребляющего оборудования. Сигнал не выравнивается полностью, но становится пригодным по своим параметрам для используемого электричество оборудования. Качество выполненной работы характеризует коэффициент выпрямления. Обычно это отношение прямого тока прибора к обратному. Но такой расчет приемлем для идеального устройства. Так коэффициент выпрямления может достигать нескольких сотен тысяч. Чем он больше, тем лучше выпрямитель делает свою работу.

Выпрямители, основу которых составляют полупроводниковые элементы, классифицируются по таким признакам, как:

  • Мощность на выходе (повышенной, средней и малой мощности).
  • Фазность питания (однофазные, трехфазные, многофазные).
  • Тип управления вентилями (управляемые, неуправляемые).
  • Вид нагрузки (активная, активно-индуктивная, активно-емкостная).

Выбор схемы прибора зависит от нагрузки и формы потребления тока. При этом нужно учитывать такие параметры выпрямителей, как:

  • ток;
  • напряжение;
  • коэффициент мощности;
  • пульсация напряжения на выходе;
  • коэффициент полезного действия.

Для чего используется выпрямитель

Для передачи и транспортировки электроэнергии удобно использовать переменный ток. Однако электроприборы часто рассчитаны на применение постоянного тока. С целью преобразования переменного тока в постоянный используются различные схемы выпрямления. В частности, преобразовывающие устройства бывают нужны для:

  • формирования входного напряжения в высоковольтных силовых установках. Это необходимо, например, для тяговых подстанций, предназначенных для электролиза установок, мощных двигателей постоянного тока.
  • автоматической регулировки коэффициента усиления. Преобразующее устройство позволяет получить постоянный сигнал, а также информацию о существующем уровне сигнала и определяет требуемый коэффициент усиления.
  • сглаживания слишком резких и иногда случайных колебаний напряжения. Такое выпрямление входного тока применяется и для бытовых, и для производственных целей. Оно гарантирует, что даже при неполадках в питающей сети будут созданы выходные ток и напряжение, обеспечивающие хорошую и правильную работу оборудования.

Выпрямитель тока также используется с целью детектирования модулированных сигналов. Поскольку в обычной жизни и для решения производственных задач электричества требуется всё больше, подстанции стараются модернизировать, чтобы они действовали эффективнее. Иногда это приводит к различным искажениям поступающего переменного напряжения. В таком случае потребителю выгодно самостоятельно устанавливать и использовать выпрямители, которые также называются стабилизаторами.

Преимущества применения

Использование выпрямителей пользователями выгодно по следующим причинам:

  • Устанавливаются требуемые основные параметры выходного напряжения.
  • Повышается качество поступающего электропитания.
  • Обеспечивается высокий коэффициент полезного действия оборудования.
  • Снижается пульсация напряжения.
  • Выпрямительное устройство можно использовать для однофазной или трехфазной сети в зависимости от его структурной схемы.
  • Высокая эффективность преобразующих устройств сочетается с компактностью и относительно небольшим весом. В некоторых моделях предусмотрена даже возможность удаленного управления.
  • Выпрямитель в большинстве случаев имеет незначительное реактивное сопротивление.

Однофазные выпрямители

Существуют разные схемы выпрямителей. Они различаются по своей эффективности и экономичности в зависимости от того, какой используется принцип работы выпрямителя.

Диодное устройство

Когда говорят о преобразовании переменного напряжения в постоянное, то обычно это не означает, что на выходе оно будет выражаться горизонтальной прямой линией. Качество обработки сигналов может быть различным в зависимости от того, какой тип устройства используется и как работает это устройство. Гарантируется только то, что выходное выпрямленное напряжение будет иметь один знак. Наиболее простым способом преобразования является использование цепи, состоящей из диода и нагрузки.

Виды диодных выпрямителей работают следующим образом: на клеммы слева поступает переменное напряжение. Диод пропускает только положительные импульсы. Когда поступают отрицательные, на выходе появляется нулевое значение. В результате создается напряжение одного знака. Графики представлены далее.

Выпрямитель с диодом называется простым, но применяется редко, поскольку имеет очевидные недостатки. Здесь теряется более половины энергии, а выходное напряжение резко изменяется, что для некоторых электрических приборов не приемлемо.

Однополупериодный выпрямитель

Схема выпрямителя с конденсатором также считается одной из наиболее простых. Она выглядит следующим образом:

Как можно увидеть на схеме, выпрямитель переменного электрического тока с конденсатором снабжен еще трансформатором, позволяющим получать нужное напряжение. На этом этапе оно остаётся переменным, но меняет амплитуду. Выпрямительное действие основано на работе диода и конденсатора. На обкладки конденсатора попадают только положительные полупериоды синусоиды, поскольку отрицательные не проходят через диод.

На верхнем графике изображена синусоида напряжения, поступающего в выпрямитель на представленной схеме. На нижнем показано, каким будет это напряжение в результате прохождения через диод.

Заряд на обкладках конденсатора растёт при увеличении напряжения. При его уменьшении до нуля он начинает стекать, компенсируя скачки. На выход поступает постоянное напряжение. В схеме применяют для этой цели электролитический конденсатор с большой емкостью. Считается, что лучшие преобразователи для бытовой аппаратуры должны иметь ёмкость не меньше 2200 микрофарад.

Двухполупериодный выпрямитель

Рассматриваемый выпрямитель — это довольно сложное устройство, в схему которого включен трансформатор с двумя вторичными обмотками. Такой преобразователь позволяет использовать не только положительные полупериоды, но и отрицательные.

Выпрямитель со средней точкой работает следующим образом: входное напряжение изменяется по синусоидальному закону. Во время положительного полупериода выпрямление тока будет происходить с использованием того диода, который расположен в верхней части схемы (В1), а при отрицательном — в нижней части (В2).

На нижнем графике показано, какое напряжение образуется после прохождения диодов. Оно не будет принимать отрицательных значений. Теперь его необходимо сгладить. Это выполняется с помощью мощного конденсатора аналогично тому, как реализовано в однополупериодном выпрямителе. Полупроводниковый двухполупериодный выпрямитель обеспечивает на выходе схемы постоянное напряжение со сглаженным сигналом.

Мостовая схема

Этот электронный популярный выпрямитель относится к категории двухполупериодных. Мостовая схема является одной из наиболее распространённых.

При переменном напряжении направление тока меняется по синусоидальному закону. Это происходит дважды в течение одного цикла. При частоте 50 Герц направление меняется 100 раз за секунду. В результате работы диодного моста на выходе будут получены только положительные импульсы напряжения.

На приведённой схеме показано как через диодный мост проходит ток для каждого полупериода. Он выбирает соответствующий маршрут в зависимости от знака напряжения.

Когда на верхней клемме положительное напряжение, ток проходит на провод, ведущий к положительному выходу постоянного тока, выбирая для этого верхнюю правую ветвь диодного моста. Если напряжение отрицательное, то на указанный провод проходит ток с нижней клеммы. Аналогичным образом работает другая ветвь схемы.

При сборке такого выпрямителя нужно учитывать полярность моста. В противном случае можно подключить конденсатор неправильно, что может привести к его порче. Для этого достаточно запомнить следующее правило. В точке, куда смотрят катоды нужно подключать положительный провод, а в той, где аноды — отрицательный.

На выход с диодного моста напряжение будет поступать в виде последовательности импульсов положительной полярности. При его росте конденсатор заряжается, а при уменьшении — отдает заряд, сглаживая импульсы. В результате на выходе схемы образуется постоянное напряжение.

Преобразователь, состоящий из диодного моста, можно сделать самостоятельно из четырёх радиодеталей или воспользоваться готовым. В последнем случае он является цельным элементом с обозначениями на каждом выходе, необходимыми для правильного подключения.

Трёхфазные выпрямители

Рассмотренные выше схемы эффективно работают с однофазным напряжением. Однако на практике часто используется трёхфазное. Можно, конечно, установить преобразователь отдельно для каждой фазы, но при этом поступающая электроэнергия будет использоваться неэффективно. Поэтому применяются разные типы трехфазных выпрямителей.

Полупериодный трёхфазный выпрямитель

Такие электротехнические устройства принимают сигналы от каждой из трёх фаз и от нуля. Схема выглядит следующим образом:

Дополнительно для сглаживания применяется конденсатор. Подобный метод используется и в однофазном выпрямителе, но в трехфазном сглаживание получается более качественным из-за сдвига фаз относительно друг друга.

Мостовая трёхфазная схема

Этот вариант считается наиболее эффективным для устройств, выпрямляющих трёхфазное напряжение.

Получаемый сигнал сглаживают, для чего также применяют конденсатор. За счёт использования трёх фаз выпрямитель считается более качественным по сравнению с однофазным.

Многофазные выпрямители

Обычно в электросети бывает однофазное или трёхфазное электричество. Однако в такой отрасли, как электротехника используют и многофазное напряжение. Речь идёт о ситуации, когда количество фаз больше трёх. В этом случае применяются выпрямители, которые называются N-фазными.

С ними работают также, как и с трёхфазными. Практически всегда для этой цели используют мостовые схемы в нужном количестве. Классификация выпрямителей для этого случая предусматривает устройства, раздельные для каждой фазы, объединённые кольцом или звездой, а также последовательные.

История создания

В 1873 году британским учёным Фредериком Гутри была предложена схема выпрямления, основанная на использовании вакуумных диодов. В следующем, 1874 году, Карл Фердинанд Браун из Германии изобрёл точечный твердотельный выпрямитель.

В 1904 году Джон Флемминг создал качественный ламповый диод, который в дальнейшем служил основой для создания рассматриваемых устройств. Спустя 2 года был придуман кристаллический детектор. В тридцатых годах проводились активные исследования эффектов, которые возникали на границе между кристаллами и металлическими деталями. На их основании в 1939 года было обнаружено явление p-n перехода. Одновременно было раскрыто влияние тех или иных примесей на тип проводимости (электронный или дырочный).

Выпрямительный мост в том виде, в котором он сейчас известен, создан польским электротехником Каролем Поллаком. Позже, но независимо от него, такое же открытие было сделано Лео Гретцем. Иногда в технической литературе используется название, данное в честь последнего — схема Гретца.

В заключение следует сказать, что принцип построения выпрямляющего устройства может использоваться самый разный. Но любой из них обеспечивает на выходе напряжение, которое можно назвать постоянным лишь условно. Выпрямитель выдает однонаправленное пульсирующее напряжение. В большинстве случаев его требуется сглаживать фильтрами.

Видео по теме

Что такое выпрямитель? — определение из техопедии — развитие

Определение — Что означает выпрямитель?

Выпрямитель — это электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, которые преобразуют переменный ток (переменный ток) в постоянный ток (постоянный ток). Диод похож на односторонний клапан, который позволяет току течь только в одном направлении. Этот процесс называется исправлением.

Выпрямитель может принимать форму нескольких различных физических форм, таких как твердотельные диоды, вакуумные ламповые диоды, ртутные дуговые клапаны, кремниевые выпрямители и различные другие кремниевые полупроводниковые переключатели.

Выпрямители используются в различных устройствах, в том числе:

  • Источники постоянного тока
  • Радиосигналы или детекторы
  • Источник энергии вместо генерации тока
  • Высоковольтные системы электропередачи постоянного тока
  • Некоторые бытовые приборы используют силовые выпрямители для производства энергии, такие как ноутбуки или ноутбуки, системы видеоигр и телевизоры.

Техопедия объясняет выпрямитель

Выпрямитель — это электрическое устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный. AC регулярно меняет направление, а DC течет только в одном направлении.

Выпрямление производит тип постоянного тока, который включает в себя активные напряжения и токи, которые затем корректируются в тип постоянного напряжения постоянного тока, хотя это варьируется в зависимости от конечного использования тока. Ток может течь непрерывно в одном направлении, и ток не может течь в противоположном направлении.

Почти все выпрямители содержат более одного диода в определенных устройствах. Выпрямитель также имеет различные формы сигнала, такие как:

  • Полуволна: проходит либо положительная, либо отрицательная волна, а другая волна блокируется. Это неэффективно, потому что только половина формы входной волны достигает выхода.
  • Полная волна: инвертирует отрицательную часть формы волны переменного тока и объединяет ее с положительной
  • Однофазный переменный ток: два диода могут образовывать двухполупериодный выпрямитель, если трансформатор подключен к центру. Четыре диода, расположенные в мосту, необходимы, если нет центрального ответвления.
  • Трехфазный переменный ток: обычно используется три пары диодов

Одна из ключевых проблем с выпрямителями заключается в том, что мощность переменного тока имеет пики и минимумы, которые могут не давать постоянного напряжения постоянного тока. Обычно сглаживающую цепь или фильтр необходимо соединить с выпрямителем мощности для получения плавного постоянного тока.

Выпрямитель тока что это такое

Преимущество — минимум вентильных элементов. Недостаток — нагрузка трансформатора существенно зависит от фазы, из-за чего возникают дополнительные гармоники на выводах трансформатора. Но для приводов движителей транспорта обычно применяются двигатели постоянного тока, так как они позволяют простым переключением полюсов питающего тока управлять направлением движения. Это позволяет отказаться от сложных, тяжёлых и ненадёжных коробок переключения передач. Также применяется и для привода бурильных станков буровых вышек.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ПОЛУЧИТЬ ИЗ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Что такое выпрямитель


В современном многообразии электрических приборов как бытового назначения, так и для иных задач большинство содержит выпрямитель.

Это связано с их непрерывным усложнением в связи с увеличением функциональности. А для многофункциональности необходима электроника, потребляющая постоянный ток. Его обеспечивает источник питания. В нем всегда расположен выпрямитель. Далее расскажем об этом устройстве более подробно. Развитие электроснабжения начиналось с нуля. А это значит, что не было ни знаний, ни, тем более, оборудования для этого. Потребовалось почти столетие, чтобы появились современные полупроводниковые выпрямители.

Они являются следствием исторически сложившейся инфраструктуры электроснабжения. А она, как известно, развивалась на основе переменного напряжения. Электроснабжение на постоянном напряжении эффективнее, поскольку не сказываются потери в ЛЭП из-за индуктивности и емкости проводов.

Но почти везде электроэнергия в сети соответствует переменному напряжению. Это происходит потому, что электроснабжение невозможно без изменения величины напряжения. А эту задачу до сих пор наиболее эффективно решает только трансформатор.

Различие свойств электрических цепей с переменным и постоянным напряжением было сразу же замечено исследователями. А поскольку эффективным источником электроэнергии является вторичная обмотка трансформатора, надо было так или иначе получить некое подобие постоянного напряжения на ее основе.

На первом этапе развития электротехники появились только электромагнитные машины. Их и приспособили для выпрямления напряжения. Также было известно явление электролиза. Его тоже использовали для изготовления выпрямителей — электролитических. Определение выпрямления означает получение однонаправленного электрического тока.

Его величина при этом будет зависеть от формы переменного напряжения в каждом полупериоде. Но однонаправленный электрический ток при этом получается, как при положительном полупериоде напряжения, так и при его отрицательном значении.

При этом нагрузка при переходе напряжения через ноль должна отключаться от ненужной полуволны напряжения. Первые выпрямители выполняли эту задачу механическими контактами.

Они либо приводились в движение синхронным двигателем, либо перемещались достаточно быстродействующим соленоидом. В обеих схемах контакты, переключающие напряжение, перемещаются синхронно с напряжением. В схеме с двигателем они вращаются, замыкаясь в нужный момент времени.

Узел, предназначенный для выпрямления напряжения, при вращении аналогичен коллектору двигателя постоянного тока. Количество ламелей — контактов определяется числом оборотов синхронного двигателя. При переходе синусоиды выпрямляемого напряжения через ноль обе щетки контактируют либо с началом, либо с концом ламели. Начало ламели совпадает с острием стрелки, указывающей направление вращения двигателя. Время контакта щеток с ламелью совпадает с длительностью половины периода выпрямляемого напряжения.

Синхронный двигатель вращается точно и кратно частоте питающего напряжения, которое он выпрямляет присоединенным к нему коллектором. Но его инерционность не позволит выпрямить скачкообразное изменение частоты питающего напряжения. Поэтому он эффективен только как выпрямитель напряжения электросети. Выпрямитель на соленоиде замыкает контакт либо на время, когда сердечник втягивается, либо наоборот. Он может сработать только при некотором минимальном напряжении, которое достаточно для перемещения контактов.

Поэтому часть полуволны вблизи перехода напряжения через ноль не будет обработана как следует. Но зато такой выпрямитель может быть изготовлен довольно-таки небольшим. Поэтому он был широко распространен в свое время. Очевидно то, что без коммутации электрической цепи выпрямления напряжения не может быть.

А возможности механического контакта ограничены мощностью искры, которая возникает в момент разрыва электрической цепи. Она постепенно уничтожает этот контакт тем быстрее, чем больше электрическая мощность при его размыкании. Это устройство работает без коммутации.

Однако оно было изобретено только после появления достаточно чистого алюминия. Известно, что этот металл образует тонкую пленку прочного окисла на своей поверхности. Окись алюминия — это почти изолятор. Если погрузить алюминиевую пластину в определенный раствор и подать на нее отрицательный потенциал, пленка разрушится. При этом ток в растворе должен исходить из погруженной рядом железной пластины — анода.

Пленка окиси алюминия моментально растворится в растворе, например, фосфорнокислого натрия. Поэтому поверхность катода получится из чистого алюминия. А ток будет беспрепятственно течь между погруженными электродами. Но как только полярность электродов сменится на противоположную, поверхность алюминиевой пластины моментально окислится. Пленка с большим сопротивлением не будет пропускать электрический ток.

Энергетические характеристики электролитического выпрямителя зависят от объема сосуда, а также от размеров и числа пластин. Пластина из чистого алюминия работоспособна длительное время.

Вывести из строя такой выпрямитель можно только механическим разрушением. Слишком высокое напряжение просто не будет выпрямляться. Но при его возвращении к номинальной величине этот выпрямитель продолжит работу.

Он просто не убиваем. Такие механические и электролитические выпрямляющие устройства просуществовали несколько десятилетий до того времени, как появились электронные лампы.

Но и они были ограничены потерями электроэнергии. Хотя и не связанными с коммутацией. Дело в том, что для работы лампы необходим предварительно созданный запас электронов. А его не научились получать в лампах иначе, как раскаляя нить накала. Вот и получалось, что, несмотря на быстродействие, обычная лампа-диод расходовала слишком много электроэнергии на выпрямление напряжения.

Но со временем была изобретена мощная ртутная лампа — ртутный выпрямитель. Она отличалась тем, что в ней возникал управляемый электрический разряд в парах ртути. Разряд существовал только на одной полуволне напряжения. Это позволило довести мощность выпрямителя до значений, приемлемых для промышленного использования.

И на основе ртутных выпрямителей были построены первые ЛЭП, работающие при постоянном напряжении. А во всех остальных электроприборах так и применялись электронные лампы-диоды.

В е годы ХХ века появились первые полупроводниковые выпрямители на основе селена. Однако характеристики этих выпрямителей оставляли желать лучшего. Поэтому поиски более эффективных технических решений продолжались и завершились появлением полупроводникового диода. Но его преимущества тоже относительны. Температура полупроводника не может превышать — градусов Цельсия.

По этой причине все предшествующие виды выпрямителей имеют свою нишу для условий с высокой температурой и радиацией. При остальных условиях эксплуатации применяются диодные выпрямители. Любой выпрямитель — это схема. Она включает в себя вторичную обмотку трансформатора, выпрямляющий элемент, электрический фильтр и нагрузку. При этом существует возможность получать умножение напряжения. Выпрямленное напряжение — это сумма постоянного и переменного напряжений.

Переменная составляющая — это нежелательная компонента, которую уменьшают тем или иным способом. Но поскольку используются полуволны переменного напряжения, иначе быть не может.

Простейший выпрямитель однополупериодный. Он отсекает одну из полуволн переменного напряжения. Поэтому коэффициент пульсаций в такой схеме получается самым большим. Но если выпрямляется трехфазное напряжение с одним диодом в каждой фазе, а также одним и тем же фильтром, получится в три раза меньший коэффициент пульсаций. Однако наилучшими характеристиками обладают двухполупериодные выпрямители.

Сравним обе эти схемы для одного и того же значения выпрямленного напряжения. В схеме моста используется меньше витков вторичной обмотки трансформатора, что является преимуществом. Но при этом в однофазном выпрямительном мосте необходимы четыре диода. В схеме со средней точкой необходимо в два раза больше витков вторичной обмотки со средней точкой, что является недостатком.

Еще один недостаток этой схемы — необходимость симметрии частей обмотки относительно средней точки. Асимметрия будет дополнительным источником пульсаций. Но зато в этой схеме нужны только два диода, что является преимуществом.


Типы выпрямителей переменного тока

Ещё в начале ХХ века имел место очень принципиальный спор между корифеями электротехники. Какой ток выгоднее передавать потребителю на большие расстояния: постоянный или переменный? Научный спор выиграли сторонники передачи переменного тока по проводам высоковольтных линий от подстанции к потребителю. Эта система принята во всём мире и успешно эксплуатируется до сих пор. Но большинство электронной техники и не только бытовой, но и промышленной питается постоянными напряжениями и это привело к созданию целой отрасли электрики — преобразование выпрямление переменного тока.

Это означает, что переменный ток придётся превращать в постоянный Выпрямители тока, приобрести их можно на сайте all-audio.pro

ВЫПРЯМИТЕЛЬ ТОКА

Выпрямители электрического тока представляют собой различные преобразователи сигналов. Согласно характеру устройства, могут быть полупроводниками на базе диодов или транзисторов, механическими либо вакуумными. Функция агрегата — превращение переменного сигнала, идущего ко входу, в постоянный на выходе. Большая часть подобных устройств может создать пульсирующий электрический ток, оставляя на выходе пульсации. Поэтому требуется дополнительно доукомплектовывать цепь фильтрами, которые бы сглаживали колебания. Устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный, называется инвертором и применяется в источниках бесперебойного питания и аккумуляторах. Построение устройств, выпрямляющих переменный ток, базируется на функции итогового агрегата.

Однополупериодный выпрямитель

В данной статье расскажем что такое выпрямитель тока, принципы его работы и схемы выпрямления электрического тока. Выпрямитель электрического тока — электронная схема, предназначенная для преобразования переменного электрического тока в постоянный одно полярный электрический ток. В полупроводниковой аппаратуре выпрямители исполняются на полупроводниковых диодах. В более старой и высоковольтной аппаратуре выпрямители исполняются на электровакуумных приборах — кенотронах. Раньше широко использовались — селеновые выпрямители.

Значительная часть элементов электронных устройств потребляет электрическую энергию постоянного, тока.

1. Электронные выпрямители

Выпрямитель электрического тока — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток. Выпрямители используются в блоках питания радиоэлектронных устройств для преобразования переменного напряжения в постоянное. Схема любого выпрямителя содержит 3 основных элемента:. Силовой трансформатор — устройство для понижения или повышения напряжения питающей сети и гальванической развязки сети с аппаратурой. Выпрямительный элемент вентиль , имеющий одностороннюю проводимость — для преобразования переменного напряжения в пульсирующее. По типу выпрямительного элемента — ламповые кенотронные , полупроводниковые, газотронные и др.

Выпрямитель тока

Вам необходим выпрямитель тока, но Вы плохо владеете информацией об этом устройстве, чтобы купить качественный, функциональный и практичный прибор? Что нужно о нём знать? Выпрямитель электрического тока — это электрическая машина по преобразованию электрической энергии, которая позволяет контролировать и регулировать напряжение в сети. Классификаций выпрямителей тока существует много, но особенно ходовыми являются следующие виды выпрямителей. Вид выпрямителя может зависеть от количества напряжения, которое подвергается преобразованию:. На любой выпрямитель цена будет зависеть прежде всего от технических характеристик прибора.

Однополупериодный выпрямитель — это устройство или контур, проводящее во время одной половины цикла переменного тока.

Правда об однополупериодном выпрямителе

Существует два типа выпрямителей:. Однополупериодный выпрямитель , показан на рис. Диод D 1 в схеме на рис.

Что такое выпрямитель и как он работает?

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ЧТО ТАКОЕ ДИОДНЫЙ МОСТ

Выпрямитель электрического тока — преобразователь электрической энергии ; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток. Большинство выпрямителей создаёт не постоянные, а пульсирующие однонаправленные напряжение и ток, для сглаживания пульсаций которых применяют фильтры. Из-за принципа обратимости электрических машин выпрямитель и инвертор являются двумя разновидностями одной и той же электрической машины справедливо только для инвертора на базе электрической машины. Выпрямители классифицируют по следующим признакам:.

Однополупериодные выпрямители применяются крайне редко, но с ними связано одно заблуждение, которое хочется развеять. Итак, схема выпрямителя.

Выпрямитель

Выпрямитель электрического тока это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Он обычно реализуется на полупроводниковых диодах. Простейший выпрямитель тока содержит трансформатор, выпрямительный диод и нагрузку. В этой схеме трансформатор позволяет преобразовать переменное напряжение до необходимого на выходе значения. Полупроводниковый диод пропускает ток только в одном направлении, и именно этот ток подается в нагрузку.

Зачем нужен выпрямитель тока?

Большинство выпрямителей создаёт не постоянный, а пульсирующий ток, для сглаживания пульсаций применяют фильтры. Из-за принципа обратимости электрических машин выпрямитель и инвертор являются двумя разновидностями одной и той же электрической машины справедливо только для инвертора на базе электрической машины. Выпрямители обычно используются там, где нужно преобразовать переменный ток в постоянный ток. Применение выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный вызвало понятие среднего значения тока по модулю то есть без учёта знака ординаты за период.


Что такое выпрямитель


Сегодня электроснабжение осуществляется с использование переменного напряжения, частота которого – 50 герц. Однако большинство электронных приборов (транзисторы, микропроцессоры, модули электронной памяти), некоторые контрольно измерительные приборы, для поддержания своей работоспособности и функционирования, требуют постоянный ток, напряжение которого находится на определенном уровне. Для преобразования переменного тока в постоянный используются электронные выпрямители.

Сегодня не найти такого электронного прибора, в составе которого не было бы выпрямляющего устройства. Компьютеры, музыкальные центры, телевизоры имеют в своих схемах электронные выпрямители. В промышленности эти устройства применяются для питания и регулировки частоты вращения двигателей постоянного тока; они необходимы для работы систем промышленной автоматики; некоторые источники освещения также требуют наличия постоянного напряжения. При этом выпрямители могу встраиваться в электронную технику, а могут быть выполнены в виде самостоятельно, отдельного блока.

Простейшие выпрямители


Часто пользователю необходимо простое преобразование переменного тока в постоянный. При этом его не интересует стабильность уровня напряжения или его регулировка. Для этой цели, выпрямляющие устройства строятся с использованием полупроводниковых диодов или диодных мостов. Простейший однополупериодный выпрямитель можно создать, включив в сеть питания прибора один диод. Конечно при этом следует выбирать электронный прибор, рассчитанный на определенное напряжение и способный пропускать заданный ток. Коэффициент полезного действия однополупериодных выпрямителей невелик. Диод отсекает положительную или отрицательную фазу переменного напряжения, благодаря чему на выходе получается пульсирующее напряжение одной полярности.

Двухполупериодные выпрямители имеют в своей схеме или два диода, или диодный мост. При использовании двух полупроводниковых приборов необходим трансформатор, имеющий вторичную обмотку, с отводом от середины. Это значительно увеличивает габариты трансформатора и требует большего расхода медного провода. Поэтому сегодня практически все промышленные выпрямляющие устройства строятся по схеме с диодным мостом.

Диодный мост представляет собой электронный элемент в составе которого содержится минимум 4 диода. Современные мосты моноблочны и достаточно миниатюрны. Мосты из отдельных диодов в основном применяются в промышленности (сварочные аппараты, дублирующие источники питания, системы регулировки двигателей) где требуется выпрямить переменное напряжение при больших токовых нагрузках.

Если говорить строго, то ни диодный мост, ни единичный диод не дают чисто постоянного напряжения. На выходе простейшего выпрямителя пользователь всегда получает пульсирующее. Для сглаживания уровня пульсаций в состав выпрямителя включают сглаживающие фильтры. Простейший фильтр представляет собой конденсатор определенной емкости, который за счет «накопления-отдачи» энергии сглаживает выходные пульсации. В более сложных системах применяется схема с двумя конденсаторами, между которыми включен сглаживающий индуктивный дроссель.

Помимо однофазных выпрямителей, широко распространённых в бытовой аппаратуре и промышленном оборудовании, на производстве часто применяются трехфазные системы. По своей схемотехнике они аналогичны обычным однофазным выпрямителям. В каждую питающую фазу встраивается диодный преобразователь, благодаря чему на выходе можно получить комбинацию различных напряжений, зависящую от схемы подключения потребителя.

  • Предыдущее: Устройство и работа инверторного электросварочного аппарата
  • Следующее: Кованые металлические решетки на окна

Что такое выпрямитель? — Советы по управлению движением

Двигатели переменного тока могут работать напрямую от сети переменного тока, но это подходит только в том случае, если двигатель должен работать с постоянной скоростью. Если требования к скорости или нагрузке двигателя изменяются, привод переменного тока, также называемый частотно-регулируемым приводом (VFD), может изменять напряжение и частоту питания двигателя для управления его скоростью.

Что такое выпрямитель?

Привод переменного тока состоит из трех основных частей: выпрямителя, который преобразует поступающее напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока; шина постоянного тока (также называемая промежуточной схемой постоянного напряжения), в которой хранится мощность постоянного тока; и инвертор, который преобразует мощность постоянного тока обратно в переменный ток с необходимой частотой и напряжением, что делает его подходящим для двигателя.

Привод переменного тока состоит из выпрямителя, шины постоянного тока (промежуточного контура) и инвертора.
Изображение предоставлено: ABB Group

В результате процесса выпрямления мощность постоянного тока состоит из импульсов тока, поэтому, когда устройству требуется постоянный постоянный ток, шина постоянного тока действует как фильтр нижних частот и сглаживает ток.

Типы выпрямителей привода переменного тока

Простейшей версией выпрямителя привода переменного тока является диодный выпрямитель, который также называют 6-пульсным диодным мостом.(Каждой фазе питания требуется два выпрямителя: один пропускает ток при отрицательном напряжении, а другой — при положительном. Таким образом, для трехфазного питания требуется шесть выпрямителей.)

Диодные выпрямители

просты и недороги, но они пропускают энергию только в одном направлении: от источника питания к двигателю. Поэтому, когда двигатель замедляется и работает как генератор, рекуперированная мощность не может быть возвращена в электрическую сеть — она должна быть направлена ​​на конденсатор через систему динамического торможения.

Одной из альтернатив, позволяющих рекуперировать мощность, вырабатываемую двигателем, является тиристорный выпрямитель. В каждом тиристорном мосту используется шесть тиристоров, а мосты обычно применяются парами. Один мост используется, когда двигатель потребляет электричество (двигатель), а другой используется, когда двигатель вырабатывает электричество (регенерация). Это позволяет энергии течь в обоих направлениях, а регенеративную энергию возвращать обратно в сеть электроснабжения.


Обратите внимание, что термины SCR и тиристор иногда используются как синонимы, хотя SCR является торговой маркой General Electric для определенного типа тиристора.


Другой альтернативой регенерации является использование выпрямителя IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором). Устройства IGBT состоят из шести IGBT и шести диодов, при этом переключение IGBT контролируется электроникой. Это позволяет энергии течь в двух направлениях, поэтому энергия может быть возвращена в сеть питания во время регенерации. Эти выпрямители значительно уменьшают гармоники низшего порядка. Однако они вносят гармоники более высокого порядка, поэтому требуется фильтр, что делает первоначальные затраты выше для версий IGBT, чем для других типов выпрямителей.Приводы переменного тока, в которых в выпрямителе используются транзисторы, называются «активными входными каскадами».

Одним из способов снижения затрат в системе с несколькими двигателями переменного тока и приводами является использование одного выпрямителя для нескольких устройств. Выпрямитель подает питание на общую шину постоянного тока, которая подключена к каждому инвертору. Это не только снижает стоимость оборудования, но также позволяет распределять мощность между осями, что повышает общую эффективность.

Использование одного выпрямителя для нескольких осей повышает общую эффективность системы.
Изображение предоставлено Siemens Industry

Что делает этот выпрямитель в вашем гитарном усилителе?

Вы чувствуете, что ваш звук немного сжат и ему не хватает четкости? Или, может быть, он слишком тугой или «идеальный», и ему не помешала бы небольшая «естественная компрессия»? Иногда это не предварительная или силовая секция усилителя, а иногда это ваш выпрямитель, который влияет на четкость.

Выпрямитель усилителя предназначен для преобразования переменного тока (переменный ток от стены) в постоянный (постоянный ток, необходимый для работы усилителя).Ключом к работе выпрямителя является небольшое устройство, называемое «диод». Диод — это затвор или «клапан», который пропускает ток только в одну сторону; без выпрямителя ваш усилитель перестанет работать. Но какой выпрямитель взять? Мы, Rogueguitarshop.com, не верим, что есть лучший выбор выпрямителя, просто есть некоторые различия, которые выделяют каждый выпрямитель (ламповый или полупроводниковый) и определяют тон, который вы ищете.

                          

Давайте посмотрим на два разных типа выпрямителей, которые мы находим в гитарном усилителе, и на их характеристики:

Ламповые выпрямители — Подумайте о классической компрессии, подумайте о «провале усилителя», подумайте о теплом, мягком низе и гладких высоких частотах.Ламповые выпрямители оригинальны и не только как выпрямитель, но и как ламповый вообще. Да, ламповый выпрямитель был оригинальной вакуумной лампой, что в первую очередь показывает исключительную необходимость выпрямителя. Вероятно, главная причина использования лампового выпрямителя в вашем усилителе — это «винтажное звучание», которое обеспечивает ламповый выпрямитель. Например, просто посмотрите на усилитель Fender 57 Tweed или, как большинство его называет, «схему 5E3». Что это за 5Е3? это выпрямитель. Да, звук усилителя определяется его выпрямителем, а не усилителем мощности или предварительным усилителем.Ламповый выпрямитель имеет естественную внутреннюю компрессию, что приводит к провисанию усилителя или «падению напряжения», когда сигнал проходит через усилитель. Некоторым исполнителям это не нравится, они жалуются, что им не хватает четкости от усилителя и что их чистота не совсем то, что им нужно. Это понятно, и, скорее всего, этому игроку нужен твердотельный выпрямитель.

Твердотельные выпрямители — Думайте плотно, думайте о ясности и четкости, о пробивных низах и четких высоких частотах.Твердотельные технологии появились в 50-х годах, и многие производители усилителей предпочитают стабильную характеристику, которую обеспечивает твердотельный выпрямитель. В отличие от лампы, твердотельный выпрямитель не имеет абсолютно никакой внутренней компрессии, что делает звук вашего усилителя четким и определенным, когда он тихий, и очень плотным, когда его нажимают. Поскольку полупроводниковый сигнал настолько стабилен, вы получаете больший запас мощности и более плотные низкие частоты от выпрямителя. Это, скорее всего, причина, по которой современные производители усилителей выбирают полупроводниковый выпрямитель для своих тональных платформ.Тем не менее, одним недостатком твердотельного выпрямителя является отсутствие «винтажного» тона или окраски, которую может обеспечить лампа.

Тщательно обдумайте свой выбор! нет лампы, если у вас есть усилитель с твердотельным выпрямителем. Однако наши друзья из компании Ted Weber Company (вместе с несколькими другими) делают отличное маленькое устройство, которое мы любим… и продаем; это называется Медная шапка Вебера. Медный колпачок — это твердотельный выпрямитель размером с лампу, который можно подключить прямо в гнездо лампового выпрямителя вашего усилителя.Теперь вы можете получить лучшее из обоих миров. Например, вы хотели бы, чтобы ваш усилитель Blackface мог иметь немного больше четкости, мощности и по-прежнему поддерживать этот классический перезвон крыльев? Получите медную шапку!

Ну, это про рэп для выпрямителя поговорим. Есть еще вопросы о выпрямителях, различиях в марках ламп или даже о вашем усилителе? Не стесняйтесь звонить или писать Нейту по адресу [email protected], и он обязательно вас найдет!

 

Привет!

РГС

Что такое выпрямитель, какие бывают его виды? Электроника

Что такое выпрямитель, какие бывают его виды?

Выпрямитель представляет собой электронное устройство, преобразующее переменный ток в постоянный.Этот процесс называется ректификацией.

Существует три основных типа выпрямителей:

Однополупериодный выпрямитель: Это самый простой тип выпрямителя, который состоит всего из одного диода.

я. Когда напряжение переменного тока положительное, диод смещается в прямом направлении и через него протекает ток.

ii. Когда напряжение отрицательное, диод смещается в обратном направлении и ток прекращается.

iii. В результате получается обрезанная копия сигнала переменного тока только с положительным напряжением.Этот пульсирующий постоянный ток подходит для некоторых компонентов, но для других требуется более стабильный ток.

Двухполупериодный выпрямитель: Этот выпрямитель в основном состоит из двух однополупериодных выпрямителей и может состоять из двух диодов и заземленного центрального ответвления на трансформаторе. Центральный отвод позволяет замыкать цепь, потому что ток не может течь через другой диод.

я. Когда напряжение переменного тока положительное, один из диодов смещается в прямом направлении, тогда как другой смещается в обратном направлении.Следовательно, ток течет через диод, смещенный в прямом направлении.

ii. Когда напряжение переменного тока отрицательно, предыдущий диод с обратным смещением становится смещенным в прямом направлении, тогда как другой смещается в обратном направлении. Следовательно, ток течет через диод, смещенный в прямом направлении.

iii. Таким образом, ток протекает хотя бы через один из диодов одновременно.
Таким образом, в результате получается пульсирующий постоянный ток, но с удвоенной частотой.

Мостовой выпрямитель: Мостовой выпрямитель использует четыре диода в мостовой схеме для достижения двухполупериодного выпрямления.

я. Основным преимуществом этой мостовой схемы является то, что она не требует специального трансформатора с отводом от середины, что снижает ее размер и стоимость.

ii. Единственная вторичная обмотка подключена к одной стороне сети диодного моста, а нагрузка к другой стороне, как показано ниже.

iii. В результате получается пульсирующий постоянный ток, но с удвоенной частотой.

Что такое мостовой выпрямитель?_Topdiode

Что такое мостовой выпрямитель?
Мостовой выпрямитель представляет собой схему из четырех или более диодов в конфигурации мостовой схемы, которая обеспечивает одинаковую выходную полярность для любой входной полярности.Он используется для преобразования входного переменного тока (AC) в выходной постоянный ток (DC). Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодное выпрямление от двухпроводного входа переменного тока, что приводит к меньшим весу и стоимости по сравнению с выпрямителем с 3-проводным входом от трансформатора с вторичной обмоткой с отводом от середины.

Типы мостовых выпрямителей
Компания Topdiode предлагает множество различных типов мостовых выпрямителей, мы поставляем многие из наиболее распространенных типов, классифицированных по максимальному среднему выпрямленному току, максимальному обратному напряжению, максимальному пиковому току, прямому напряжению, типу корпуса и максимальному обратному току. ток.

Наиболее распространенные размеры для максимального среднего выпрямленного тока: 1 А, 1,5 А, 4 А, 25 А и 35 А. Мы также предлагаем мостовые выпрямители с максимальным средним выпрямленным током до 1000 А. Прямое напряжение может варьироваться от 450 мВ до 1,1 кВ. , с наиболее распространенными полупроводниковыми микросхемами мостового выпрямителя, имеющими прямое напряжение 1,1 В или 1 В.
Мостовые выпрямители от Topdiode.

Применение мостовых выпрямителей:
Основное применение мостовых выпрямителей — преобразование источника переменного тока в постоянный.Все электронные устройства требуют постоянного тока, поэтому внутри блоков питания почти всего электронного оборудования используются мостовые выпрямители. Мостовые выпрямители также используются для определения амплитуды модулированных радиосигналов. Сигнал может быть усилен до того, как он будет обнаружен. Если это не так, то необходимо использовать диод с очень низким падением напряжения или диод, смещенный при фиксированном напряжении. Выпрямители также используются для подачи поляризованного напряжения для сварочных работ. В таких схемах требуется контроль выходного тока, и это может быть достигнуто заменой некоторых диодов в мостовом выпрямителе тиристорами, которые представляют собой диоды, выходное напряжение которых можно регулировать, включая и выключая фазовые регуляторы.

Мостовой выпрямитель от Topdiode
Компания Topdiode предлагает полный набор микросхем мостового выпрямителя, которые можно использовать для проектирования схемы двухполупериодного мостового выпрямителя, полуволнового выпрямителя или любого другого типа схем, для которых может потребоваться мостовой выпрямитель.

Мостовой выпрямитель со сквозным отверстием (тип THT)

  Пиковое повторяющееся обратное напряжение   
50В 100 В 200 В 400В 600В 800В 1000 В
Средний прямой ток 0.5А     МБ2М МБ4М МБ6М МБ8М МБ10М
1,0 А ДБ101 ДБ102 ДБ103 ДБ104 ДБ105 ДБ106 ДБ107
1.5А ДБ151 ДБ152 ДБ153 ДБ154 ДБ155 ДБ156 ДБ157
    Д2СБ20 Д2СБ40 Д2СБ60 Д2СБ80  
2.0А ГБЛ201 ГБЛ202 ГБЛ203 ГБЛ204 ГБЛ205 ГБЛ206 ГБЛ207
КБП201 КБП202 КБП203 КБП204 КБП205 КБП206 КБП207
3.0А КВР301 КВР302 КВР303 КВР304 КВР305 КВР306 КВР307
4,0 А ГБЛ401 ГБЛ402 ГБЛ403 ГБЛ404 ГБЛ405 ГБЛ406 ГБЛ407
КБДЖ4А КБДЖ4Б КБДЖ4Д КБДЖ4Г КБДЖ4ДЖ КБДЖ4К КБДЖ4М
D3SB05 Д3СБ10 Д3СБ20 Д3СБ40 Д3СБ60 Д3СБ80  
ГБУ4А ГБУ4Б ГБУ4Д ГБУ4Г ГБУ4ДЖ ГБУ4К ГБУ4М
6.0А КБДЖ6А КБДЖ6Б КБДЖ6Д КБДЖ6Г КБДЖ6Ж КБДЖ6К КБДЖ6М
ГБУ6А ГБУ6Б ГБУ6Д ГБУ6Г ГБУ6ДЖ ГБУ6К ГБУ6М
8.0А ГБУ8А ГБУ8Б ГБУ8Д ГБУ8Г ГБУ8ДЖ ГБУ8К ГБУ8М
КБДЖ8А КБДЖ8Б КБДЖ8Д КБДЖ8Г КБДЖ8Ж КБДЖ8К КБДЖ8М
10А ГБУ10А ГБУ10Б ГБУ10Д ГБУ10Г ГБУ10ДЖ ГБУ10К ГБУ10М
КБДЖ10А КБДЖ10Б КБДЖ10Д КБДЖ10Г КБДЖ10ДЖ КБДЖ10К КБДЖ10М

Мостовой выпрямитель для поверхностного монтажа (тип SMT)

  Пиковое повторяющееся обратное напряжение
50В 100 В 200 В 400В 600В 800В 1000 В
Средний прямой ток 0.5А     МБ2С МБ4С МБ6С МБ8С МБ10С
0,8 А     АБС2 АБС4 АБС6 АБС8 АБС10
1.0А ДБ101С ДБ102С ДБ103С ДБ104С ДБ105С ДБ106С ДБ107С
1,5 А ДБ151С ДБ152С ДБ153С ДБ154С ДБ155С ДБ156С ДБ157С

Что такое силовой выпрямитель?

Силовой выпрямитель — это устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока (AC) в мощность постоянного тока (DC).Выпрямитель — это противоположность инвертору мощности, который превращает мощность постоянного тока в мощность переменного тока. Многие мелкие бытовые приборы, такие как ноутбуки, телевизоры и системы видеоигр, используют эти устройства для выработки полезной энергии.

Существует два основных вида электроэнергии. Мощность переменного тока периодически меняет направление с отрицательного на положительное и обратно. Постоянный ток не меняет направление.

Поскольку электроэнергия переменного тока может передаваться по проводам с минимальными потерями, электроэнергия, поступающая от электрической компании в средний дом, представляет собой электроэнергию переменного тока.Проблема в том, что большинство небольших бытовых устройств работают от постоянного тока. Чтобы эти устройства могли работать при подключении к общей сетевой розетке, необходимо использовать выпрямитель.

Это может быть просто один диод.Диод — это небольшой компонент из стекла и проволоки, который проводит электричество только в одном направлении. Один диод может действовать как выпрямитель, блокируя отрицательный или положительный переменный ток.

Силовой выпрямитель, в котором используется один диод, выполняет однополупериодное выпрямление. Это означает, что только половина волны достигает выхода. Это недорого и просто, но очень неэффективно.

Эффективность можно увеличить, используя несколько диодов.Двухполупериодный выпрямитель преобразует весь сигнал переменного тока в мощность постоянного тока. Этот метод требует четырех диодов в формации, называемой диодным мостом.

Двухполупериодный выпрямитель, аналогичный диодному мосту, можно сделать с помощью трансформатора и двух диодов. Трансформатор должен иметь вторичную обмотку с отводом от середины. Это означает, что соединение выполняется посередине трансформатора.Это более эффективно, чем один диод, но дороже, чем метод диодного моста. Существуют и другие формы выпрямителей, но эти используются чаще всего.

Основная проблема с любым выпрямителем заключается в том, что мощность переменного тока имеет пики и провалы.Постоянный ток, сделанный из такого источника питания, не имеет постоянного напряжения. Это может привести к проблемам с электрическим оборудованием.

Для получения устойчивого сигнала постоянного тока силовой выпрямитель должен быть соединен с каким-либо сглаживающим контуром или фильтром. Простейшим из них является накопительный конденсатор, размещенный на выходе силового выпрямителя. Чем больше конденсатор, тем сильнее будут сглажены пульсации.Недостатком является то, что большой конденсатор будет создавать более высокие пиковые токи.

Что такое выпрямитель? и его использование и применение

Мы знаем, что основным назначением выпрямителя является преобразование переменного тока в постоянный.Для выполнения этой функции выпрямитель состоит из полупроводниковых диодов. Существуют различные типы выпрямителей, а именно: полуволновые, двухполупериодные и двухполупериодные мосты. Прежде чем мы поймем применение выпрямителя, давайте быстро вспомним, что такое выпрямитель.

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель — это электрический компонент, который преобразует сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Выпрямитель является аналогом одностороннего клапана, который позволяет электрическому току течь только в одном направлении.Процесс преобразования переменного тока в постоянный называется выпрямлением. Выпрямитель может иметь несколько физических форм, таких как твердотельные диоды, ламповые диоды, ртутно-дуговые вентили, выпрямители с кремниевым управлением и различные другие полупроводниковые переключатели на основе кремния. Обсудив, что такое выпрямитель, давайте рассмотрим несколько его применений в следующем разделе:

Применение и использование выпрямителей

Основное применение выпрямителя — получение постоянного тока из переменного тока.Выпрямители используются внутри блоков питания почти всего электронного оборудования. В источниках питания выпрямитель обычно включается последовательно после трансформатора, сглаживающего фильтра и, возможно, регулятора напряжения. Ниже мы обсудили несколько применений выпрямителей:

Выпрямитель используется для питания приборов

Поскольку мы знаем, что все электрические приборы используют источник питания постоянного тока для работы. Использование выпрямителя в блоке питания помогает преобразовать переменный ток в постоянный.Мостовые выпрямители широко используются для больших бытовых приборов, где они способны преобразовывать высокое напряжение переменного тока в низкое напряжение постоянного тока.

Используются с трансформаторами

Использование однополупериодного выпрямителя может помочь нам достичь желаемого напряжения постоянного тока с помощью понижающего или повышающего трансформаторов. Двухполупериодные выпрямители используются даже для питания двигателя и светодиода, работающего от постоянного напряжения.

Использование выпрямителя при пайке

Однополупериодный выпрямитель используется в схемах типа паяльника , а также используется в репеллентах от комаров для управления выводом паров.В электросварке схемы мостового выпрямителя используются для подачи постоянного и поляризованного напряжения постоянного тока.

Также используется в AM-радио

Однополупериодный выпрямитель используется в АМ-радио в качестве детектора, потому что на выходе формируется звуковой сигнал. Из-за меньшей силы тока от более сложного выпрямителя толку от него очень мало.

Использование выпрямителя в цепях

Однополупериодный выпрямитель используется в цепях зажигания и цепях формирования импульсов.

Используется для модуляции

Для демодуляции амплитуды модулированного сигнала используется однополупериодный выпрямитель. В радиосигнале для определения амплитуды модулирующего сигнала используется двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Используется в умножителе напряжения

В качестве умножителя напряжения используется однополупериодный выпрямитель.

Это были приложения выпрямителей, если вы хотите узнать больше, загрузите приложение BYJU’S The Learning App.

Часто задаваемые вопросы:

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель представляет собой один или несколько диодов, которые используются для преобразования сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока.

Назовите три преимущества мостового выпрямителя.

Ниже приведены три преимущества мостового выпрямителя:
Эффективность выпрямления мостового выпрямителя вдвое выше, чем у однополупериодного выпрямителя.
В случае мостового выпрямителя используется простая схема фильтрации, поскольку напряжение пульсаций низкое.
Высокий коэффициент использования трансформатора (TUF).

Назовите три основных типа выпрямителей.

Три основных типа выпрямителей: однополупериодный выпрямитель
, двухполупериодный выпрямитель с отводом от средней точки
и двухполупериодный мостовой выпрямитель
.

Полупериодный, двухполупериодный выпрямитель, типы и области применения

В настоящее время большинство электроэнергетических компаний распределяют электроэнергию в форме переменного тока и напряжения (AC). По сути, линии электропередач, трансформаторы и линии связи предназначены для передачи электроэнергии переменного тока и напряжения.Однако в наших домах, офисах, где эта электроэнергия потребляется, полно электроприборов и устройств, потребляющих электроэнергию в виде постоянного тока и напряжения (DC). Следовательно, возникла необходимость в промежуточном устройстве, которое помогает преобразовывать поступающую от линии мощность в форму, которую можно использовать в электроприборах в наших домах и офисах. Название этого устройства обычно называется , выпрямитель .

В этом контексте выпрямитель представляет собой устройство, которое преобразует переменный ток, подаваемый от линии обслуживания или розетки, в постоянный ток и напряжение, которые можно использовать для питания электроприборов, особенно полупроводниковых устройств.

ТЕОРИЯ ВЫПРЯМЛЕНИЯ

Существуют две основные теории выпрямления, которые используются для описания природы выходной волны. Они есть;

  1. Теория однополупериодного выпрямителя
  2. Теория двухполупериодного выпрямителя

ТЕОРИЯ ПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

В однополупериодном выпрямителе, если мы рассматриваем простое синусоидальное переменное напряжение, либо отрицательный полупериод, либо положительный полупериод цикл сигнала может проходить мимо цепи выпрямителя.Что приведет к выводу, показанному ниже?

Рис. 1 Однополупериодное выпрямление

 

ТЕОРИЯ ДВУХПОЛНОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

В двухполупериодном выпрямителе, если мы рассматриваем простое синусоидальное переменное напряжение, допускается как отрицательный, так и положительный полупериод сигнала. чтобы пройти мимо схемы выпрямителя с одной из половин, перевернутой на другую половину, так что теперь у нас есть две положительные или отрицательные половины, следующие друг за другом на выходе.

Рисунок 2 Двухполупериодное выпрямление

ТИПЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

В прошлом выпрямители разрабатывались с использованием вакуумных ламп, анодных и катодных пластин, но с появлением полупроводниковых устройств выпрямители разрабатывались с использованием твердотельных полупроводниковых компонентов. например диоды и транзисторы. Однако мы кратко остановимся на классическом выпрямителе, который применялся до того, как полупроводниковые приборы стали повсеместными, он называется ртутно-дуговым выпрямителем. Как правило, сегодня на рынке доступно семь типов выпрямителей, но мы
обсудим только три из них, которые в основном используются в источниках питания постоянного тока для наших электронных систем.

Типы выпрямителей классифицируются следующим образом;

  1. Однофазный двухполупериодный выпрямитель
  2. Однофазный (1) двухполупериодный выпрямитель
  3. Двухполупериодный мост
  4. Трехфазный двухполупериодный выпрямитель
  5. Трехфазный двухполупериодный выпрямитель
  6. Шесть двухполупериодный выпрямитель
  7. Трехфазная мостовая схема

РТУТНЫЙ ДУГОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Режим работы этого выпрямителя зависит от образования дуги между анодом и катодом в присутствии паров ртути, отсюда и название ртутно-дуговой выпрямитель .Затем атом ртути ионизируется или расщепляется на положительную (протонную) и отрицательную (электронную) составляющие. Следовательно, положительный по своей природе анод притягивает электроны, а катод притягивает протоны. Какая эта концепция, если мы хотим преобразовать синусоидальный переменный ток в постоянный ток, переменное напряжение будет приложено к аноду и катоду. Анод проводит первую половину синусоиды и не проводит вторую половину синусоиды. Результирующая выходная мощность показана ниже.

ОДНОФАЗНЫЙ ПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Схема этого выпрямителя показана на рис. 4a с резистивной нагрузкой.Переменное напряжение подается на диод, включенный последовательно с нагрузкой RL.

Принцип работы:

Во время положительного полупериода входного напряжения переменного тока диод смещен в прямом направлении (ВКЛ), таким образом, он проводит. Что заставляет ток проходить через него. В то время как во время отрицательного полупериода диод будет смещен в обратном направлении, он не будет проводить, что означает, что отрицательный полупериод входного напряжения не пройдет через него. Результирующий выходной сигнал от действия диода приведет к выходному напряжению, показанному на рисунке 4b.

Рис. 4. Однофазный однополупериодный выпрямитель

ОДНОФАЗНЫЙ ПОЛНОПОЛОСНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

В выпрямителе два диода работают рука об руку, создавая двухполупериодное выпрямленное входное напряжение переменного тока. В основном двухполупериодные выпрямители, в которых используются два диода, всегда используются с трансформатором с отводом от середины. Принципиальная схема показана на рисунке 5а.

Принцип работы:

При включении питания концы трансформатора M и N колеблются между положительным и отрицательным полупериодами.Во время положительного полупериода диод D1 будет смещен в прямом направлении, что означает, что положительная сторона напряжения питания будет проходить, а диод D2 будет смещен в обратном направлении. В качестве альтернативы, во время отрицательного полупериода клемма трансформатора будет иметь M и N, переключая полярность, делая диод D2 смещенным в прямом направлении, что заставляет отрицательную
составляющую напряжения питания проходить через него. Из рисунка 5b видно, что частота выходного напряжения в два раза превышает входное напряжение.

Рис. 5 Однофазный двухполупериодный выпрямитель

ПОЛНОПЕРИОДНЫЙ МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Этот двухполупериодный выпрямитель в стандартной комплектации используется в большинстве источников питания постоянного тока.Он состоит из четырех диодов, которые включаются или выключаются в зависимости от текущего полупериода напряжения переменного тока (AC). Схема показана на рисунке 6а. Трансформатор, используемый в двухполупериодном мостовом выпрямителе, не имеет центрального отвода, что делает его более эффективным, чем его аналог с двумя диодами. Чаще всего он упакован в стандартный корпус ИС с четырьмя клеммами, как показано на рис. 6в.

Принцип работы
Во время положительного полупериода на клемме M положителен, а N отрицателен, как показано на рис. 6b. Диоды D1 и D2 смещены в прямом направлении (ВКЛ), что заставляет ток течь через них.При этом диоды D3 и D4 смещены в обратном направлении, что переводит их в выключенное состояние, где потребляется это электричество. В качестве альтернативы, в отрицательном полупериоде M становится отрицательным, а N положительным, эта новая схема делает диоды D3 и D4 смещенными в прямом направлении, что заставляет их проводить, и ток продолжает течь через сопротивление RL n в одном направлении в обоих полупериодах. входного источника переменного тока.

Рисунок 6 Двухполупериодный мостовой выпрямитель

ПРИМЕНЕНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Выпрямители применяются в основном в источниках постоянного тока.Его основная функция в блоке питания заключается в преобразовании входящего переменного тока и напряжения в постоянный ток, который затем фильтруется с помощью блока конденсаторов, а затем стабилизируется, например, до 5 В, 9 В, 12 В и т. д. в зависимости от спецификации.

Рис. 7 Блок-схема источника питания

ПРЕИМУЩЕСТВА ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

1. С появлением недорогих полупроводников в выпрямителях источник питания постоянного тока стал дешевле
2. Выпрямители помогут сократить использование трансформатора с центральным отводом, который означает более портативную упаковку
3.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.