Выпрямитель устройство: Устройство и принцип работы сварочного выпрямителя

Содержание

Устройство и принцип работы сварочного выпрямителя

Дата публикации: 27 августа 2021

Дата обновления: 29 октября 2021

При выполнении сварочных работ важную роль играет обеспечение условий, в которых образуется ровный, аккуратный, прочный шов и сводится к минимуму разбрызгивание металла. Для создания именно таких условий служит сварочный выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный.

В этом аппарате, состоящем из нескольких блоков, осуществляется выпрямление входного переменного тока, снижение напряжения и увеличение силы тока до необходимого значения.

Устройство, назначение и принцип работы сварочного выпрямителя

Производители предлагают несколько конструктивных схем аппаратов, но их главные компоненты одинаковы.

Как устроен сварочный выпрямитель – основные составные части:

  • понижающий трансформатор;
  • полупроводниковые элементы – диоды;
  • охлаждающий блок;
  • регуляторы электротока;
  • измерительные устройства.

Основные этапы преобразования тока, поступающего в аппарат:

  • На первичную обмотку понижающего трансформатора поступает переменный одно- или трехфазный питающий ток.
  • На вторичной обмотке, благодаря электромагнитной индукции, генерируется ток со сниженным значением напряжения и силой тока, повышенной до требуемого значения.
  • Переменный ток с новыми параметрами поступает на выпрямительный блок, состоящий из полупроводниковых элементов.
  • В сварочную зону подается постоянный ток с нужными параметрами. Для контроля силы тока и значения напряжения в составе сварочного выпрямителя предусмотрены амперметр и вольтметр.

При эксплуатации полупроводниковые элементы (диоды) нагреваются, поэтому для их охлаждения устанавливаются специальные радиаторы и вентилятор. Во время функционирования аппарата диоды постоянно охлаждаются воздушным потоком, что значительно продлевает беспрерывный период функционирования выпрямителя. В современных моделях устанавливаются датчики перегрева, которые дают сигнал на отключение возможности сварки при перегреве аппарата.

Для настройки требуемой силы тока предусмотрено несколько режимов регулировки:

  • Витковая. Осуществляется в аппаратах с секционированными обмотками, входящими в устройство сварочного выпрямителя.
  • Фазовая. Осуществляется с использованием тиристоров.
  • Импульсная – широтная, частотная и амплитудная. Применяется в преобразователях с транзисторным регулятором или в инверторных моделях.
  • Магнитная. Осуществляется благодаря присутствию в схеме сварочного выпрямителя дросселя насыщения, смонтированного между блоком выпрямления и понижающим трансформатором. Дроссель – это несколько катушек, через которые пропускается напряжение. При переключении рычага изменяется путь прохождения тока, а следовательно, его сила.

Преимущества и недостатки применения сварочных выпрямителей

Сварочный выпрямитель имеет ряд достоинств, по сравнению с традиционным сварочным трансформатором, от которого он отличается наличием выпрямительного блока.

Это:

  • более стабильная дуга;
  • минимальное разбрызгивание металлического расплава;
  • качественная поверхность шва;
  • возможность качественной сварки легированных сталей, цветных металлов и сплавов на их основе.

Минусами являются:

  • чувствительность к колебаниям напряжения в электрической сети;
  • быстрый выход из строя при КЗ в сети;
  • чувствительность к условиям окружающей среды – высокой влажности и запыленности.

Для чего служит сварочный выпрямитель?

Преобразователь с блоком-выпрямителем используется как для сварки, так и для резки металлов.

Для каких видов сварки эффективны сварочные выпрямители:

  • толщина свариваемых заготовок с разделкой кромок – 1-50 мм, конкретная минимальная и максимальная толщина зависит от возможностей аппарата-преобразователя;
  • при использовании плавящихся электродов с сечением 2-6 мм;
  • при работе неплавящимися электродами – угольными и вольфрамовыми;
  • свариваемые металлы – нелегированная и легированная сталь, чугун, цветные металлы и сплавы на их основе.

Виды сварочных выпрямителей по количеству фаз

В зависимости от числа фаз первичного тока питания различают одно- и трехфазные преобразователи. Однофазные модели, работающие от бытовой электросети переменного тока с напряжением 220 В, имеют небольшую и среднюю мощность. В основном применяются в бытовых целях. Имеют однополупериодное или двухполупериодное выпрямительное устройство (мостовое или с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора). Двухполупериодные устройства имеют большую мощность и КПД, по сравнению с однополупериодными. Наиболее популярны двухполупериодные мостовые модели, состоящие из понижающего трансформатора и четырех диодов, сформированных в диодный мост.

Трехфазные аппараты, бывающие одно- и многопостовыми, работают от сети напряжением 380 В, имеют среднюю и большую мощность, эффективны для сварки и резки металлов значительной толщины.

Типы сварочных выпрямителей – одно- и многопостовые

В зависимости от модели выпрямительного аппарата, к нему могут подключаться один или несколько сварочных кабелей.

Описание однопостового сварочного выпрямителя

Однопостовые аппараты, к которым может подключаться только один сварочный кабель, используются для выполнения работ небольших объемов. Это компактное устройство, обладающее невысокой мощностью, чаще всего используется в бытовых целях или в небольших мастерских. Имеет небольшие размеры и массу, поэтому его легко перемещать на новые рабочие места. В конструкции современных аппаратов предусмотрены защиты от перегрева и слишком высокого напряжения. В помещениях с естественной вентиляцией часто используются выпрямительные устройства серии ВД.

Однопостовые аппараты работают от одно- или трехфазного тока. Для бытовых целей обычно используются однофазные модели.

Характеристики многопостовых сварочных выпрямителей

Многопостовые аппараты востребованы для ручной и механизированной сварки. Модели для ручной сварки серии ВДМ имеют несложную конструкцию. Управление силой тока осуществляется балластными реостатами. Такие выпрямители часто используются при организации систем, питающихся от общецехового магистрального шинопровода. Отличаются стабильной выходной вольтамперной характеристикой.

Многопостовые аппараты для механизированной сварки могут обслуживать до 30 рабочих мест сварщиков. Применяются для наплавки и сваривания под флюсом. Взаимное влияние постов друг на друга исключено.

Подготовка к эксплуатации и эксплуатационные условия для сварочных выпрямителей

Эксплуатацию выпрямительных аппаратов можно начинать только после тщательного изучения сопроводительной документации, в которой изложена информация об устройстве модели, допустимых условиях работы, правилах безопасности. Перед использованием устройство очищается от пыли, заземляется и проверяется в соответствии с инструкцией.

Установку, подключение к электросети и регулировку должен осуществлять электромонтажник с третьей и выше группой электробезопасности. Сварочные работы может вести сварщик, прошедший обучение по использованию аппарата, имеющий удостоверение на право сварки и группу электробезопасности вторую и выше.

Поскольку сварочные выпрямительные устройства чувствительны к качеству питающего тока, в сетях с нестабильным электроснабжением их подключают через источники бесперебойного питания (ИБП) соответствующей мощности. Также следует контролировать уровни запыленности и влажности, максимальный уровень которых указывается в техдокументации.

Обслуживание и ремонт сварочных выпрямителей

Для обеспечения бесперебойной работы выпрямительное устройство нуждается в периодическом техобслуживании и своевременном ремонте. Перед эксплуатацией необходимо проверить надежность заземления. Обязательное условие – наличие защитного кожуха.

Основные этапы технического обслуживания:

  • контроль целостности изоляции всех конструктивных элементов, находящихся под напряжением;
  • обследование прочности фиксации клемм;
  • удаление пыли и загрязнений с внутренних механизмов.

Распространенными неисправностями, требующими незамедлительного ремонта, являются появление гула и перегрев устройства.

Вероятные причины этих проблем:

  • неправильно подобранная крыльчатка вентилятора;
  • заклинивание вала вентилятора;
  • замыкание первичной обмотки понижающего трансформатора;
  • нарушение изоляции токоведущих частей.

Падение выходного напряжения ниже заданного значения может произойти из-за обрыва вторичной обмотки или замыкания витков. Одной из причин выхода из строя оборудования является поломка выпрямительного диодного моста.

Если напряжение холостого хода и рабочего режима нестабильно, то необходимо проверить:

  • ручку регулятора;
  • предохранители первичной обмотки;
  • устойчивость фиксации клемм пускателя.

Для ремонта выпрямителей требуются определенные знания и навыки, поэтому диагностику и восстановление рабочих характеристик аппаратов рекомендуется доверить работникам специализированного сервис-центра.

Сварочный выпрямитель: схема, технические характеристики, устройство

Для соединения металлических элементов могут применяться самые различные методы, среди которых отметим сварку. Сваривание металлов и сплавов проводится на протяжении последних нескольких десятилетий. Подобное неразъемное соединение можно получить при применении специального оборудования и материалов: сварочного аппарата, электродов, выпрямителя. Сварочный выпрямитель – устройство, предназначенное для формирования постоянного напряжения. Преобразовывая переменный ток в постоянный, можно обеспечить благоприятные условия для проведения сварочных работ, так как уменьшается степень разбрызгивания расплавленного металла. Рассмотрим все подробности данного аппарата подробнее.

Сварочный выпрямитель

Применение выпрямителей

Выпрямитель для сварочного аппарата – устройство, которое состоит из нескольких блоков для преобразования и выпрямления входящего напряжения. При работе устройство также повышает показатель силы тока, за счет чего обеспечиваются наиболее благоприятные условия. Назначение сварочного выпрямителя заключается в генерации постоянного тока с высоким значением А.

Рассматривая применение сварочного выпрямителя следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

  1. Устройство позволяет проводить сварочные работы при применении электродов, покрытых различными веществами. За счет использования электродов с покрытием, дуга становится более устойчивой, что обеспечивает благоприятные условия для получения качественного шва.
  2. В продаже встречаются аппараты, которые могут применяться для сваривания металлов толщиной до 50 мм. Регулировка показателей тока позволяет также проводить работы с металлом толщиной стенок около 1мм. Этот момент определяет, что сварочные выпрямители существенно расширяют область применения аппаратов для сварки.
  3. Сварочное устройство может применяться для плавки кромки обрабатываемого металла или стержня применяемого электрода.
  4. Многие модели могут использоваться для работы с присадочной проволокой. Кроме этого, они практически незаменимы при применении неплавящихся электродов, к примеру, покрытие которых изготавливается из вольфрама.
  5. При применении сварочного выпрямителя можно проводить соединение элементов, которые изготавливаются из нержавеющей стали, чугуна, малоуглеродистой стали или других сплавов.
  6. Кроме сварочных работ, с применением рассматриваемого аппарата можно выполнять резку металлов. Для этого проводится существенное увеличение показателя силы тока, дуга прожигает металл.

Если сравнивать с ранее применяемыми трансформаторами, выпрямители способны существенно снизить расход электродов. Сегодня они довольно часто встраиваются в сварочные аппараты, но можно приобрести и подключаемые вариант исполнения.

Внешний вид сварочного выпрямителя

Применяется устройство достаточно просто, подходит оно для самых различных случаев работы. К особенностям использования отнесем нижеприведенные моменты:

  1. Устройство, как правило, имеет две клеммы.
  2. Одна клемма предназначена для подключения к обрабатываемому изделию, а вторая присоединяется к держателю.
  3. В зависимости от конкретного полюса определяется полярность, а также наиболее подходящие режимы работы.

Сваривание металла происходит при образовании дуги между обрабатываемой поверхности и применяемым электродом. Процесс относительно прост, но даже при применении сварочного выпрямителя могут возникнуть некоторые трудности при работе, и только при наличии определенных знаний, навыков и опыта сварщик может получить качественный шов.

Устройство и принцип работы

Классическая конструкция представлена сочетанием нескольких устройств, которые и обеспечивают контроль показателей тока. Основными блоками можно назвать:

  1. диоды;
  2. понижающий трансформатор;
  3. охлаждающую систему, которая зачастую представлена вентилятором;
  4. приборы для измерения показателя тока;
  5. регуляторы различного типа.

Устройство сварочного выпрямителя позволяет с высокой точностью проводить регулировку показателей тока. В отличие от конструкции трансформатора оно может не только увеличивать силу тока, но и делать показатель постоянным, за счет чего и обеспечивается высокая устойчивость дуги.

Устройство сварочного выпрямителя

Принцип работы сварочного выпрямителя имеет следующие особенности:

  1. Входящий ток изначально подается на первичную обмотку встроенного трансформатора понижающего типа.
  2. За счет электромагнитной индукции происходит процесс понижения значения напряжения и повышения силы тока на вторичной обмотке. Схема современного сварочного выпрямителя определяет максимальное значение напряжения при холостом ходу 48В.
  3. Создаваемое напряжение подается на установленные диоды. Новые модели изготавливаются при применении диодов на кремневой основе. Устанавливаются они в качестве полупроводника, который обеспечивает ход тока только в одну сторону. Именно за счет диодов обеспечивается постоянное напряжение, так как они устраняют колебание при реверсном ходе электричества.
  4. Стоит учитывать, что на момент работы диоды существенно нагреваются. Именно поэтому все модели сварочных выпрямителей имеют систему охлаждения, которая в большинстве случаев представлена вентиляторами. При активном применении устройства постоянный обдув воздухом позволяет снизить температуру применяемых полупроводников. Некоторые модели снабжаются датчиком, который фиксирует перегрев системы.
  5. Устанавливаются датчики, контролирующие напряжение. Они работают совместно с автоматом и могут отключить устройство в автоматическом режиме при высоком значении напряжения.
  6. Регулятор устанавливается для того, чтобы можно было выбирать напряжение в зависимости от толщины свариваемого металла.

Создать выпрямитель сварочного аппарата своими руками достаточно сложно, так как для этого нужно владеть определенными навыками работы с электротехникой. Промышленные варианты исполнения обладают высокой точностью работы и надежностью, что определят их высокую популярность.

При выборе устройства следует уделить внимание тому, что оно может иметь несколько различных элементов регулировки напряжения подаваемого тока.

К особенностям устанавливаемых устройств регулировки отнесем нижеприведенные моменты:

  1. В большинстве случаев регулировка ступенчатая. Она представлена секционным подключением обмотки.
  2. При ступенчатой регулировке имеет значение шаг. Для управления секционным подключением обмотки устанавливается рычаг.
  3. Большинство моделей для использования сильных токов имеют конструкцию, которая предусматривает отсекание части обмотки. За счет этого ток подается по короткой схеме.

Приведенная выше настройка достаточно грубая. Встречаются модели с тонкой настройкой, которая основана на применении метода дроссельного насыщения: устанавливается устройство между двумя кремневыми диодами и понижающим трансформатором. Дроссель – конструкция, представленная сочетанием нескольких катушек, через которые во время работы оборудования также подается ток. За счет переключения позиции регулятора изменяется и длина пути обмотки.

Наиболее высокой эффективностью характеризуется работа теристорного блока. Этот элемент включается в конструкцию сварочного выпрямителя для обеспечения наиболее точной регулировки силы тока. За счет применения теристора можно выставить самые различные характеристики тока.

Большинство моделей имеет большую рукоятку на корпусе, за счет движения которой приводится в движение винтовой вал со вторичной обмоткой трансформатора. За счет изменения ее положения также регулируется протяженность пути, который преодолевает ток. Однако подобная настройка также характеризуется низкой точностью.

Схема сварочного выпрямителя

Практически все сварочные выпрямители имеют блок управления в виде сочетания различных рычагов и выключателей. За счет изменения их положения проводится регулировка характеристик подаваемого тока.

Разновидности аппаратов

В продаже встречается просто огромное количество разновидностей рассматриваемого оборудования, все они имеют свои определенные достоинства и недостатки. Классификация промышленных сварочных выпрямителей проводится следующим образом:

  1. однофазный;
  2. двухфазный;
  3. трехфазный.

Выпрямитель для проведения ручной дуговой сварки трехфазного типа состоит из 6-12 диодов, которые зачастую подключаются параллельно. Двухфазные характеризуются параллельным и последовательным подключением мостов.

Управляемый и неуправляемый выпрямители

Кроме этого, классификация может проводится по следующим критериям:

  1. Сила тока на выходе. С увеличением этого показателя существенно повышается толщина обрабатываемого металла. Если устройство выдает небольшой ток, то можно будет проводить обработку тонких элементов. Также слишком высокий показатель силы тока позволяет применять сварочный аппарат для проведения резки металла.
  2. Точность регулировки. Как ранее было отмечено, выпрямитель может использоваться для установки самых различных параметров тока. Чем выше показатель точности регулировки, тем более оптимальные условия для работы может себе обеспечить мастер.
  3. Количество выходов для подключения. Сложное сварочное оборудование может применяться для одновременного подключения нескольких держателей для электродов. Подобная модель может понадобиться в том случае, когда работу поблизости одновременно выполняют несколько сварщиков. Однако, за счет усложнения конструкции она становится больше и дороже.
  4. Эффективность охлаждения. Недорогие модели предназначены для бытового применения, так как могут эксплуатироваться на протяжении короткого промежутка времени. Это связано с тем, что конструкция не имеет эффективной системы охлаждения. Профессиональное оборудование может использоваться для сварки на протяжении длительного периода.
  5. Размеры конструкции. Как правило, сварочные работы проводятся на выезде. Доставка всей аппаратуры может быть затруднена в случае, если оно имеет большой вес и габаритные размеры. В продаже встречаются компактные модели, которые просты в транспортировке.

В целом можно сказать, что выбор сварочного выпрямителя – достаточно сложная задача. При выборе учитывается то, при каких условиях будут проводиться работы.

Большой популярностью пользуются модели трехфазного типа. Это связано с тем, что они могут применяться для работы с металлом самой различной толщины. Однопостовой выпрямитель больше всего подходить для бытового применения, так как применяется при использовании только одного держателя электродов. В продаже есть и модели, которые позволяют подключать одновременно сразу несколько электрододержателей.

Универсальные современные сварочные выпрямители выпускаются достаточно большим количеством различных производителей. Марки во многом определяют качество сборки, срок службы и стоимость оборудования.

Для бытового применения подходить инверторный выпрямитель. Подобные модели можно охарактеризовать следующим образом:

  1. За понижение напряжения отвечает трансформатор.
  2. Устанавливается выпрямляющий блок, который отвечает за подачу постоянного напряжения.
  3. Далее проводится преобразование в переменное электричество с высоким показателем частоты.

Сварочный выпрямитель

Подобное оборудование предусматривает использование переменного тока. Однако за счет существенного увеличения частоты подаваемого тока есть возможность применять инверторный выпрямитель для получения соединительных швов высокого качества. За счет существенного упрощения конструкции инверторы имеют относительно небольшие размеры, а также просты в эксплуатации.

Плюсы и минусы оборудования

Как ранее было отмечено, при работе вместо выпрямителя может также использоваться трансформатор. Преимуществами сварочного выпрямителя назовем нижеприведенные моменты:

  1. Можно получить более стабильную дугу. Во время выполнения сварочных работ характеристики получаемой дуги во многом определяют качество шва. Рассматриваемое оборудование характеризуется тем, что обеспечивает более стабильное горение дуги. Именно поэтому в последнее время оно получило широкое распространение.
  2. Преимущества сварочного выпрямителя также заключаются в том, что после проведения работы получается ровный шов с мелким чешуйчатым рисунком. За счет этого существенно расширили область применения подобного оборудования.
  3. Низкая склонность к образованию брызг расплавленного металла существенно упрощает поставленную задачу и повышает качество получаемого результата.
  4. Высокая степень экономичности. Как ранее было отмечено, применение рассматриваемого оборудования позволяет существенно снизить скорость плавки электрода.

Кроме этого, сварочный выпрямитель в большей степени подходит для соединения цветных и легированных металлов, которые могут обладать различными эксплуатационными качествами.

Недостатки сварочных выпрямителей во многом связаны с его довольно высокой стоимостью и необходимостью в транспортировке. Стоит учитывать, что для обеспечения длительного срока службы устройства следует уделять внимание его состоянию перед каждым использованием. Обслуживание предусматривает:

  1. Проверку надежности фиксации используемых клемм.
  2. Удаление накопившейся пыли.
  3. Проверку изоляции всех токопроводящих элементов.

Что касается частых поломок, то зачастую их признаками становятся сильный гул во время работы устройства или его нагрев. При наблюдении подобных симптомов следует проверить состояние устройства, так как причинами их появления может стать:

  1. Деформация или полная остановка вентилятора охлаждающей системы. Стоит учитывать, что неправильная работа охлаждающей системы может привести к серьезным проблемам.
  2. Замыкание первичной обмотки или нарушение изоляции листов сердечника.
  3. Снижение выходного напряжение происходить из-за замыкания или обрыва во вторичной обмотке.

В заключение отметим, что современные выпрямители позволяют получать качественные швы при соединении различных металлов. Большое количество положительных качеств определило обширное распространение устройства. В продаже встречаются самые различные варианты исполнения, которые обладают исключительными эксплуатационными качествами.

Выпрямители — Delta Electronics

Выпрямитель тока преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), который используется для заряда аккумуляторов. Благодаря постоянному стремлению нашей компании к снижению совокупной стоимости использования систем, выпрямители Delta в сочетании с новейшими функциями контроля и управления позволяют сократить как капитальные, так и эксплуатационные затраты. Наши выпрямители тока имеют максимальную в отрасли плотность мощности, и при этом отвечают требованиям по занимаемому пространству и весу оборудования. Они оставляют много свободного пространства для размещения другого оборудования и позволяют экономить на упаковке и транспортировке. Кроме того, их высокая производительность позволяет снизить общее потребление энергии и уменьшить негативное влияние на окружающую среду.

Выпрямители тока Delta легко монтируются, так как их разъемы располагаются сзади, а подключение возможно выполнять во время работы. Благодаря вентиляторному охлаждению с функцией регулирования скорости вращения лопастей, устройство работает практически бесшумно. Большинство выпрямителей работают в широком диапазоне значений входного напряжения переменного тока, имеют защиту от перенапряжения и дополнительно защищены от потери нейтрали, что обеспечивает надежность использования этих систем даже в регионах, испытывающих трудности с сетями подачи переменного тока.

Выпрямители тока EnergE – новый стандарт в области энергоэффективности.

Являясь оптимальным устройством для компактных полочных систем типа 1U, DPR 2000 обеспечивает до 8 кВт мощности для полочной системы CellD. Благодаря компактным размерам, эта система идеально…

далее

Являясь оптимальным устройством для компактных полочных систем типа 1U, DPR 2900 EnergE обеспечивает до 11,6 кВт мощности. Благодаря компактным размерам, эта система идеально подходит для обеспечения питания базовых станций…

далее

Выпрямитель высокой мощности идеально подходит для применения в отраслях, использующих высокую мощность, например, для центральных офисов, центров сбора данных и мобильных центров коммутации…

далее

DPR 6000-48 – это трехфазный выпрямитель с очень высоким КПД и удельной мощностью. Благодаря своим уникальным характеристикам, он обеспечивает исключительные, по сравнению с заменяемыми мощными системами…

далее

Выпрямитель — устройство — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Выпрямитель — устройство

Cтраница 1


Выпрямитель устройств ВСА-11 и ВСА-12 состоит из двух съемных взаимозаменяемых выпрямителей, собранных по трехфазной двухполупе-риодной мостовой схеме и работающих параллельно.  [2]

Выпрямитель В-АГП устройства предназначен для питания нагрузки в режиме буфера с аккумуляторной батареей и зарядки аккумуляторной батареи.  [3]

Выпрямители устройств питания ЭЦВМ обеспечивают низкие напряжения при значительных токах. Поэтому в этих выпрямителях обычно применяются силовые полупроводниковые диоды с малыми внутренними сопротивлениями. При однофазной сети выпрямители выполняются двухполупериодными, а при трехфазной сети — шестиполупериодными. В последнем случае облегчается фильтрация выпрямленного напряжения. Для фильтрации используются емкостные и LC-фильтры.  [5]

По этим причинам сглаживающий фильтр выпрямителя многокаскадного устройства делают многозвенным, питая первый каскад ( или несколько каскадов) через все его звенья и подавая напряжения на остальные каскады с промежуточных конденсаторов фильтра.  [6]

При достижении напряжением двукратного значения, опасного для сохранности выпрямителей устройства, ток выхода усилителя МУВ резко возрастает. Этот ток по цепи обмотки ОФ вызывает уменьшение тока выхода магнитного усилителя МУ-1 и увеличение тока выхода магнитного усилителя МУ-2 ( рис. 1 — 14), что приводит к резкому уменьшению тока форсировки.  [8]

Мягкий монтаж применяют для НЧ цепей, целей питания и выпрямителей устройств. Его выполняют гибким многожильным проводом.  [10]

Излом в точке Ь внешней характеристики abcK объясняется тем, что по мере снижения тока генератора при малых его значениях вторичная ЭДС трансформатора TL становится меньшей напряжения на обмотке возбудителя LE, обусловленного током / СЕ, и выпрямитель VS устройства компаундирования закрывается. Излом отсутствует, если ток / рег поступает не в основную, а в дополнительную обмотку возбуждения. При больших значениях тока / г из-за насыщения магнитопроводов генератора, возбудителя и трансформаторов схемы компаундирования наблюдается некоторое снижение внешней характеристики.  [11]

ВП трансформаторы устанавливаются для питания накала ВВ тиратронов, газотронов, экситронов, нить накала которых электрически связана с катодом. Обмотки питания выпрямителей сеточных устройств тиратронов или других ВВ вентилей могут в момент обратного зажигания оказаться под высоким потенциалом относительно сетевой обмотки и магнитопровода. Защита от попадания высокого напряжения в сеть осуществляется ВП трансформаторами питания сеточного устройства.  [12]

Электромагнит отключения привода питается постоянным током. В схеме рис. 43 — 41 для этой цели используется энергия предварительно заряженной батареи конденсаторов. Заряд конденсаторов производится от зарядного устройства УЗ-401. Это устройство содержит повышающий трансформатор с ответвлениями для подгонки зарядного напряжения; выпрямители, включенные по однополупериодной схеме; поляризованное реле для сигнализации пробоя выпрямителей устройства или конденсаторов батареи; реле напряжения, которое отсоединяет своим замыкающим контактом устройство от нагрузки, предотвращая разряд конденсаторов при снижении и исчезновении напряжения питания.  [13]

Электромагнит отключения привода питается постоянным током. В схеме рис. 47.50 для этой цели используется энергия предварительно заряженной батареи конденсаторов. Заряд конденсаторов производится от зарядного устройства CG. Это устройство содержит повышающий трансформатор с ответвлениями для подготовки зарядного напряжения; выпрямители, включенные по однополупериодной схеме; поляризованное реле для сигнализации пробоя выпрямителей устройства или конденсаторов батареи; реле напряжения, которое отсоединяет своим замыкающим контактом устройство от нагрузки, предотвращая разряд конденсаторов при снижении и исчезновении напряжения питания.  [15]

Страницы:      1    2

Устройство сварочного выпрямителя

Сварочные агрегаты для сварки постоянным током разделяются на генераторы и выпрямители. Устройство сварочного выпрямителя может быть выполнено


по однофазной и трехфазной схеме тока на входе. Поскольку качество формирования сварного шва при сварке постоянным током выше, чем при сварке переменным током, то, не смотря на более высокую стоимость, сварочные выпрямители получили широкое распространение во многих отраслях промышленности. Например, в судостроении и судоремонте. Да и самодельные сварочные устройства преимущественно делают под постоянный ток. Зажигание и стабильность горения дуги от постоянного тока сварки позволяют варить, не имея хороших навыков и практики, т.е. самоучкам.

В промышленном исполнении устройство сварочного выпрямителя выполняются по схемам трехфазного и шестифазного выпрямления. Это дает возможность оборудования до шести постов для сварки от одного выпрямителя. Подобные схемы возможны при использовании трехфазного тока на входе понижающего трансформатора. На входе устройства находится понижающий трансформатор с одной или тремя (трехфазные) первичными обмотками. Количество вторичных обмоток соответствует первичным. Все обмотки располагаются на едином магнитопроводе ш-образной формы стержневого типа. За трансформатором идет дроссель насыщения, который обеспечивает падающую вольт/амперную характеристику. Регулятор тока/напряжения позволяет производить плавное управление величиной сварочного тока. Выпрямительный блок, выполненный по диодной схеме, преобразует переменный ток в постоянный. Характер выпрямленного тока имеет пульсирующую характеристику, что негативно влияет на стабильность горения сварочной дуги. Для улучшения параметров постоянного тока используется сглаживающий фильтр, состоящий из дросселя и электролитического конденсатора большой емкости с рабочим напряжением не менее 200в.

Сварочный выпрямитель позволяет производить сварку прямой полярностью (минус на электроде, а плюс на свариваемой детали) и обратной полярностью, когда плюс подается на сварочный электрод. Температура в сварной зоне при обратной полярности ниже. Прямая полярность используется при сварке в защитных газах полуавтоматом.

Сравнивая выпрямители с преобразователями, можно отметить более высокий КПД за счет меньших потерь холостого хода трансформатора, значительный выигрыш в массе аппарата. Меньшие габариты и масса придают удобства в расположении и перемещении.

Выпрямитель для волос REDMOND RCI-2329: характеристики, описание, инструкция

Описание модели

Выпрямитель RCI-2329 – отличное устройство по уходу за волосами любого типа. Выбирайте подходящий температурный режим для сухих, окрашенных, вьющихся или непослушных волос и будьте уверены за результат!

Изменение температурного режима

Переживаете, что выпрямитель слишком сушит волосы? Боитесь сжечь тонкие кончики? Выбирайте безопасную температуру выпрямления 120 градусов. Волнуетесь, что прибор не разгладит жесткие волосы или окажется бессильным перед вьющейся шевелюрой? Просто увеличьте температуру выпрямления на несколько десятков градусов!

Используя кнопки «+» и «-», вы сможете подобрать оптимальный температурный режим для своих волос. Диапазон температуры нагрева пластин варьируется от 120 до 220 градусов, поэтому вы точно определите для себя идеальный режим выпрямления волос! Светодиодный индикатор отобразит выбранную вами температуру выпрямления на ручке устройства.

Безопасное использование

RCI-2329 быстро нагревается, а функция автоматического отключения позволяет безопасно завершить использование прибора. Если вы не эксплуатируете выпрямитель в течение 60 минут, прибор перестает нагреваться. Можете больше не переживать о том, что забыли выдернуть из розетки шнур от выпрямителя – устройство корректно завершит работу без вас.

Пластины выпрямителя отлично скользят по волосам. Благодаря специальному фиксатору рабочего положения вы сможете плотно зажать прядку волос – это обезопасит вас от случайного скольжения выпрямителя и позволит лучше разгладить проблемные элементы прически.

Защита от электризации

Встроенный ионизатор защитит вас от ситуации, когда выпрямленные волосы буквально начинают «магнититься». Локоны, уложенные выпрямителем REDMOND, не прилипают к одежде и коже. А короткие волоски не выбиваются из прически и не «зависают» в воздухе.

Выпрямитель RCI-2329 – это настоящая находка для женщин, обожающих экспериментировать со своим образом! Сегодня вы покрасили волосы? Выбирайте щадящий температурный режим! Решили разгладить тугие от природы кудри? Нагрейте пластины прибора посильнее! RCI-2329 справится с волосами любой плотности, жесткости и формы!

Выпрямители для волос REDMOND. Преображение в два движения!


функции и принцип работы устройства

  • Какие бывают выпрямители: типы выпрямителей переменного тока
  • Однополупериодный выпрямитель
  • Двухполупериодные выпрямители
  • Выпрямитель с удвоением напряжения
  • Умножитель (удвоитель) напряжения
  • Трёхфазные выпрямители
  • Видео: выпрямитель- особенности простых схем

Выпрямители напряжения широко используются в устройствах электропитания и обнаружения радиосигналов. Приобрести такое устройство можно на сайте компании newet.ru. ООО «Новые энергетические технологии» занимается поставками источников питания и преобразователей напряжения промышленного назначения, а также специализированного оборудования для защиты потребителей электроэнергии.

Выпрямитель напряжения.

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. После того как электронная лампа была забыта, главным элементом любого выпрямителя стал полупроводниковый диод. Схемотехника выпрямителей весьма обширна, но самым простым является однополупериодный выпрямитель.

Преобразователь напряжения: отзывы, какой выбрать стабилизатор (прочитать подробнее)


Выпрямитель напряжения.

В этой статье мы поговорим с вами о выпрямителях. Рассмотрим несколько вариантов конструкций выпрямителей, а также, как можно удвоить и умножить напряжение без переделки трансформатора.

Какие бывают выпрямители: типы выпрямителей переменного тока

Большинству радиосхем требуется источник питания постоянного напряжения. Чтобы электронный аппарат мог питаться от сети переменного напряжения, он должен иметь выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное. После выпрямителя получается пульсирующий ток, который течет в одном направлении, изменяя свою величину от нуля до амплитудного значения. Чтобы из пульсирующего напряжения получить постоянное, после выпрямителя ставится сглаживающий фильтр.

На рис.1 показана схема однополупериодного выпрямителя. Она состоит из одного диода (D), который пропускает ток только в одном направлении. Достоинством его является простота схемного исполнения, к недостаткам можно отнести низкое использование трансформатора по мощности и большие пульсации, так как используется только один полупериод.


Выпрямитель-однополупериодный. Двухполупериодный-выпрямитель.

Наиболее часто применяется мостовая схема двухполупериодного выпрямителя.

В этой схеме в течении каждого полупериода работают попарно два диода – VD1VD4, VD2VD3, пропуская ток только в одном направлении.

Сглаживающие фильтры обычно выполняются из относительно больших емкостей и индуктивностей. Пульсирующее напряжение заряжает емкость до амплитудного значения, которое разряжается в промежутках между амплитудами, поддерживая постоянным напряжение на нагрузке. Индуктивность для пульсирующей составляющей представляет большое реактивное сопротивление, а емкость – малое, поэтому фильтр не пропускает ее в нагрузку. Качество выпрямленного постоянного напряжения оценивается коэффициентом пульсаций: K=U˜/U0, где U˜ — пульсирующее напряжение, U0 – постоянное напряжение.

Мостовой-выпрямитель. Параллельное-удвоение.

В маломощных выпрямителях иногда используются фильтры из сопротивлений и емкости. К их достоинствам можно отнести простоту схемы, к недостаткам – большой коэффициент пульсаций и малый КПД.

Принцип работы выпрямителя

Структурная схема выпрямителя показана ниже:

Главною его частью является выпрямляющее устройство В, образованное из диодов, объединенных особым образом. Именно здесь и происходит преобразование переменного тока в пульсирующий постоянный. Переменное напряжение подается на выпрямляющее устройство через трансформатор Тр. В некоторых случаях трансформатора может и не быть (если напряжение силовой сети отвечает той, которая необходима для работы выпрямителя). Трансформатор(если он есть) в большинстве также имеет особенности в соединении его обмоток. Пульсирующий ток , как правило не является постоянным по величине в каждое мгновение времени, и когда необходимо иметь более сглаженное его значение, чем полученный после выпрямляющего устройства, применяют фильтры Ф. В случае необходимости выпрямитель дополняют стабилизатором напряжения или тока Ст, который поддерживает их на постоянном уровне, если параметры силовой сети изменяется по разным причинам. Структурную схему завершает нагрузка Н, которая значительно влияет на работу всего устройства и поэтому считается составляющей частью всего преобразователя.

Собственно выпрямителем является та его часть, которая обведена на рисунке выше пунктиром и состоит из трансформатора и выпрямительного устройства.

В этом подразделе рассматриваются выпрямители малой мощности, которые необходимы для обеспечения постоянным напряжением всяких устройств в областях управления, регулирования, усилителях тока, генераторах малой мощности и так далее. Как правило, они питаются от однофазного переменного напряжения 220 или 380 В частотою 50 Гц.

Однополупериодный выпрямитель

Напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора подаётся на один единственный диод. Вот схема.

Поэтому выпрямитель и назван однополупериодным. Выпрямляется только один полупериод и на выходе получается импульсное напряжение. Форма его показана на рисунке.

Схема проста и не требует большого количества элементов. Это и сказывается на качестве выпрямленного напряжения. При низких частотах переменного напряжения (например, как в электросети — 50 Гц) выпрямленное напряжение получается сильно пульсирующим. А это очень плохо.

Для того чтобы снизить величину пульсации выпрямленного напряжения приходится брать величину конденсатора С1 очень большую, порядка 2000 – 5000 микрофарад, что увеличивает размер блока питания, так как электролиты на 2000 — 5000 мкф имеют довольно большие размеры. Поэтому на низких частотах эта схема практически не используется. Зато однополупериодные выпрямители прекрасно зарекомендовали себя в импульсных блоках питания работающих на частотах 10 – 15 кГц (килогерц). На таких частотах величина ёмкости фильтра может быть очень небольшой, а простота схемы уже не столь сильно влияет на качество выпрямленного напряжения.

Примером использования однополупериодного выпрямителя может служить простой зарядник от сотового телефона. Так как зарядник сам по себе маломощный, то в нём применяется однополупериодная схема, причём как во входном сетевом выпрямителе 220V (50Гц), так и в выходном, где требуется выпрямить переменное напряжение высокой частоты со вторичной обмотки импульсного трансформатора.

К несомненным достоинствам такого выпрямителя следует отнести минимум деталей, низкую стоимость и простые схемные решения. В обычных (не импульсных) блоках питания многие десятилетия успешно работают двухполупериодные выпрямители.


Зарядник сотового телефона. Мостовая схема.

Что такое диоды

Схема диодной сборки Из приведенного выше рисунка видно, что в мостовую схему входят четыре полупроводниковых элемента диода , порядок соединения которых соответствует встречно-параллельному принципу. Любое преобразование напряжения требует применения диодных мостов.

Избыток заряда одного знака заставляет носителей отталкиваться друг от друга, в то время как область с противоположным зарядом стремится притянуть их к себе. В электронике данная схема применяется в настоящее время повсеместно.

Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное — к катоду VD3. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление.

Схема диодного моста Это так называемый однофазный выпрямительный мост, один из нескольких типов выпрямителей , которые активно применяются в электронике. Его превращение в постоянный — достаточно часто встречающаяся необходимость. В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер.

Физические свойства p-n перехода

Также в нем будет рассмотрен вопрос, касающийся того, как сделать диодный мост своими руками. Образованный избыток электронов формирует отрицательный заряд, а дырок — положительный. Но самое интересное, что два типа проводимости могут существовать в одном куске полупроводника. Пару слов о том, как работает диодный мост.

Схема и принцип работы диодного моста На данной схеме 4 диода соединенных по мостовой схеме подключены к источнику переменного напряжения В. Диод Раньше, в эпоху стеклянных электронных вакуумных ламп, это была самая простая из ламп.

Если взглянуть на принципиальные схемы блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных, то после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока

Важно отметить, что ток Iн протекающий через нагрузку Rн, не изменяется по направлению, то есть является постоянным

Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. При загорании включенного через ограничивающий резистор светодиода можно быть уверенным в том, что на выходе появился постоянный потенциал. В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Потому что анод холодный, а к катоду теперь приложен положительный потенциал, который возвращает выброшенные накалом катода электроны обратно. Однако отдельные образцы современных электронных устройств ваш мобильный, например нуждаются в постоянном или выпрямленном напряжении. Способы соединения диодных мостов, выпрямителей для увеличения их максимального тока и напряжения

Преобразовать переменный ток в постоянный поможет диодный мост – схема и принцип действия этого устройства приводятся ниже. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление. Его превращение в постоянный – достаточно часто встречающаяся необходимость.

Двухполупериодные выпрямители

Они бывают двух схемных решений: выпрямитель со средней точкой и мостовая схема, известная, как схема Гретца. Выпрямитель со средней точкой требует более сложного в исполнении силового трансформатора, хотя диодов там используется в два раза меньше чем в мостовой схеме. К недостаткам двухполупериодного выпрямителя со средней точкой можно отнести то, что для получения одинакового напряжения, число витков во вторичной обмотке трансформатора должно быть в два раза больше, чем при использовании мостовой схемы. А это уже не совсем экономично с точки зрения расходования медного провода.

Далее на рисунке показана типовая схема двухполупериодного выпрямителя со средней точкой.

Величина пульсаций выпрямленного напряжения меньше чем у однополупериодного выпрямителя и величину конденсатора фильтра так же можно использовать гораздо меньшую. Наглядно увидеть, как работает двухполупериодная схема можно по рисунку.

Как видим, на выходе выпрямителя уже в два раза меньше «провалов» напряжения — тех самых пульсаций.

Активно применяется схема выпрямителя со средней точкой в выходных выпрямителях импульсных блоков питания для ПК. Так как во вторичной обмотке высокочастотного трансформатора требуется меньшее число витков медного провода, то гораздо эффективнее применять именно эту схему. Диоды же применяются сдвоенные, т.е. такие, у которых общий корпус и три вывода (два диода внутри). Один из выводов — общий (как правило катод). По виду сдвоенный диод очень похож на транзистор.

Наибольшую популярность приобрела в бытовой и промышленной аппаратуре мостовая схема. Взгляните.

Можно без преувеличения сказать, что это самая распространённая схема. На практике вы с ней ещё не раз встретитесь. Она содержит четыре полупроводниковых диода, а на выходе, как правило, ставится RC-фильтр или только электролитический конденсатор для сглаживания пульсаций напряжения.

О данной схеме уже рассказывалось на странице про диодный мост. Стоит отметить, что и у мостовой схемы есть недостатки. Как известно, у любого полупроводникового диода есть так называемое прямое падение напряжения (Forward voltage dropVF). Для обычных выпрямительных диодов оно может быть 1 — 1,2 V (зависит от типа диода). Так вот, при использовании мостовой схемы на диодах теряется напряжение, равное 2 x VF, т.е. около 2 вольт. Это происходит потому, что в выпрямлении одной полуволны переменного тока участвуют 2 диода (затем другие 2). Получается, что на диодном мосте теряется часть напряжения, которое мы снимаем со вторичной обмотки трансформатора, а это явные потери. Поэтому в некоторых случаях в составе диодного моста применяются диоды Шоттки, у которых прямое падение напряжения невелико (около 0,5 вольта). Правда, стоит учесть, что диод Шоттки не рассчитан на большое обратное напряжение и очень чувствителен к его превышению.

Большой интерес вызывает выпрямитель с удвоением напряжения.

Неисправности выпрямителя

Поскольку узел выпрямителя генератора состоит из нескольких полупроводниковых приборов, в 90% случаев защищен крышкой, для диагностики понадобятся электроприборы и частичная разборка генератора. Однако в некоторых случаях признаки неисправности диодного моста водитель может услышать:

  • при появлении пульсаций (в бортовую сеть подается переменное напряжение вместо постоянного) электродвигатели некоторых потребителей могут воспроизводить звуки по аналогии с динамиком;
  • чаще всего «пищит» привод стеклоподъемников и печки, причем тональность изменяется при изменении оборотов этих приборов, а не частоты вращения коленвала.

Во всех остальных случаях неисправности генератора автомобиля в узле выпрямителя диагностируются исключительно приборами. Для этого потребуется схема подключения диодного моста в конкретной модификации генератора, так как симптомы нарушения механической части полностью аналогичны поломке электрических деталей.

Диагностика поломок

Узел выпрямителя собирается по различным технологиям – часть деталей крепится механическим способом, мелкие диоды впаиваются в схему, крупногабаритные обычно запрессовываются. Поэтому потребоваться ремонт выпрямителя может, не только при выходе из строя полупроводниковых элементов, но и при некорректной их установке на «подкове» теплоотводящей пластины.

Перед тем, как прозвонить схему или отдельный полупроводник, следует визуально осмотреть конструкцию. Даже в отсутствие тестера, омметра, вольтметра можно использовать лампочку и специальную схему подключения АКБ, чтобы понять, неисправен диод или работает корректно.

Методика диагностики выглядит следующим образом:

  • с генератора снимается задняя крышка для обеспечения доступа к диодам;
  • на пластину подается проводом «–» от АКБ, она прижимается к корпусу на генераторе, один провод лампы касается к диоду в месте присоединения статорной обмотки, второй – к «+» аккумулятора, при пробое лампочка загорится;
  • тестер выставляется в режим омметра на 1 кОм, если поменять местами щупы мультиметра, показания должны измениться с 0 на 400 – 800 Ом в разных направлениях.

Это интересно: Мнение законодателя о ГБО


Рис. 10 Диагностика выпрямителя лампой


Рис. 11 Диагностика мультиметром

В большинстве случаев горит диодный мост при проникновении влаги.

Выпрямитель с удвоением напряжения

Принцип удвоителя напряжения Латура-Делона-Гренашера основан на поочерёдном заряде-разряде конденсаторов С1 и С2 разными по полярности полуволнами входного напряжения. В результате между катодом одного диода и анодом второго диода возникает напряжение в два раза превышающее входное.

Стоит отметить, что данная схема применяется в блоках питания нечасто. Но её можно смело использовать, если необходимо вдвое увеличить напряжение, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора. Это будет более логичным и правильным решением, чем перематывать вторичную обмотку трансформатора с целью увеличить выходное напряжение вторичной обмотки в 2 раза (ведь при этом придётся наматывать вторичную обмотку с вдвое большим числом витков). Так что, если не удалось найти подходящий трансформатор — смело применяем данную схему.

Развитием схемы стало создание умножителя на полупроводниковых диодах.

Умножитель (удвоитель) напряжения

В тех случаях, когда нецелесообразно повышать напряжение при помощи трансформатора, применяют удвоители и умножители напряжения. В схеме параллельного удвоения в течении каждого полупериода заряжается один из конденсаторов до амплитудного значения. Так как конденсаторы соединены последовательно, то снимаемое с них постоянное напряжение будет равно двойному амплитудному значению:

В последовательной схеме удвоения в течение одного полупериода заряжается конденсатор С1 через диод VD2 до амплитудного значения. В течение следующего полупериода напряжение обмотки, складываясь с напряжением конденсатора С1, через диод VD1 заряжает конденсатор С2 до двойного амплитудного значения:

Увеличивая количество звеньев в такой схеме, можно получить умножение напряжения любой кратности.


Последовательное-удвоение.


Четырёхзвенный умножитель.

Каждый диод и конденсатор образуют «звено» и эти звенья можно соединять последовательно до получения напряжения в несколько десятков киловольт. Конечно, для этого входное напряжение тоже должно быть достаточно большим.

На рисунке изображён четырёхзвенный умножитель и на выходе мы получаем напряжение в четыре раза превышающее входное (U). Эти выпрямители получили большое распространение там, где нужно получить высокое напряжение при достаточно малом токе. Например, по такой схеме были выполнены источники высокого напряжения в старых телевизорах и осциллографах для питания анода электронно-лучевой трубки.

Сейчас такие источники питания используются в научных лабораториях, в детекторах элементарных частиц, в медицинской аппаратуре (люстра Чижевского) и в оружии самообороны (электрошокер). При повторении подобных конструкций и подборе деталей, следует учитывать рабочее напряжение, как диодов, так и конденсаторов исходя из напряжения, которое вы хотите получить. Весь умножитель, как правило, заливается специальным компаундом или эпоксидной смолой во избежание высоковольтных пробоев между элементами схемы.

Для нормальной работы некоторых устройств как, например, люстры Чижевского необходимы достаточно высокие напряжения. Как считают специалисты, излучатель отрицательных аэроионов, эффективен только при напряжении не менее 60 киловольт.

Трёхфазные выпрямители

Устройства, которые используются для получения постоянного тока из переменного трёхфазного тока, называются трёхфазными выпрямителями. Трёхфазные выпрямители в бытовой технике, конечно, не используются. Единственный прибор, который может использоваться в быту это сварочный аппарат. В качестве трёхфазных выпрямителей используются наработки двух известных электротехников Миткевича и Ларионова. Самая простая схема Миткевича называется «три четверти моста параллельно», что означает три силовых диода включенных параллельно через вторичные обмотки трёхфазного трансформатора. Схема.

Коэффициент пульсаций на нагрузке очень мал, что позволяет использовать конденсаторы фильтра небольшой ёмкости и малых габаритов.

Более сложной является схема Ларионова, которая называется «три полумоста параллельно», что это такое хорошо видно из рисунка.

В схеме используется уже шесть диодов и немного другая схема включения. Вообще схем трёхфазных выпрямителей достаточно много и наиболее совершенной, хотя редко употребляемой является схема «шесть мостов параллельно», а это уже 24 диода! Зато эта схема может выдавать высокое напряжение при большой мощности.

Трёхфазные мощные выпрямители используются в электровозах, городском электротранспорте (трамвай, троллейбус, метро), в промышленных установках для электролиза. Так же промышленные системы очистки газовых смесей, буровое и сварочное оборудование используют трёхфазные выпрямители.

Ну вот, в общем-то, и все! Теперь вы знаете, какие бывают выпрямители переменного тока и сможете легко обнаружить их на принципиальной схеме или печатной плате любого прибора.

Все вопросы, пожелания и предложения вы можете оставить в комментариях.

Диодные и выпрямительные устройства | Микросеми

Обзор

Microsemi является пионером в создании выпрямительных диодов с 1960 года. В настоящее время компания предлагает диоды высокой мощности, радиочастотные диоды и практически все разновидности диодов, используемых в Space , Commercial Aviation , Hi-Reliability , Военные и Промышленные (включая Автомобильные ) приложения. Дискретные решения Microsemi сертифицированы по стандарту MIL-PRF-19500 , и у компании больше требований DLA , чем у любого другого производителя космического уровня.Мы были первым производителем диодов, выбранным военными службами США в качестве источника поставок, который соответствует высочайшему заданному уровню надежности продукции.

Для Коммерческих / Промышленных приложений , охватывающих широкий спектр требований приложений, предложения Microsemi диодов включают серию DL с низким VF и сверхмягким восстановлением, серию D со средней скоростью и напряжением, серию DQ с высокой скоростью и сверхбыстрым восстановлением , очень быстродействующие диоды серии DS и кремниевые диоды Шоттки серии S.Диоды со сверхбыстрым восстановлением (DQ), в частности, подходят для приложений с более высокой частотой переключения, таких как преобразователи AC-DC/DC-DC в зарядных устройствах H/EV и импульсных источниках питания. Семейство диодов DQ выпускается в сериях на 600 В, 1000 В и 1200 В с номинальным током от 8 А до 100 А. Квалификация AEC-Q101 для семейства высоковольтных диодов DQ расширяет проникновение продукта в приложения с более высокой надежностью, такие как бортовые зарядные устройства и силовые агрегаты.

Особенности диода

DQ

  • Сверхбыстрое время восстановления
  • Мягкое восстановление
  • Малый ток утечки
  • Энергия лавин с рейтингом
  • Соответствует стандарту AEC-Q101
Преимущества диода DQ

  • Более высокая частота коммутации
  • Низкие коммутационные потери
  • Переключение с низким уровнем шума (EMI)
  • Легко параллельно
  • Повышенная надежность системы

Применение диодов DQ

  • Преобразователи AC-DC/DC-DC
  • Инверторы
  • Импульсный блок питания
  • Зарядные устройства H/EV
  • Бортовые зарядные устройства и силовой агрегат H/EV

Таблица 1. Продукция Microsemi со стандартными диодами и диодами с быстрым восстановлением

Серия Номинальное напряжение (В) Характеристики Приложения Комментарий
ДЛ 600 Low VF
Сверхмягкое восстановление
Лавинный рейтинг
Выходной выпрямитель
Резонансный контур
Сверхмягкое восстановление сводит к минимуму или устраняет демпфер
Д 200, 300, 400, 600, 100, 1200 Средняя VF
Средняя скорость
Промежуточный диод
Выходной выпрямитель
Преобразователь постоянного тока в постоянный
запатентованный платиновый процесс
ДК 600, 100, 1200 Высокая скорость
Лавинный рейтинг
PFC
Обратный диод
DC-DC преобразователь
Ступенчатая эпиляция улучшает мягкость
Запатентованный платиновый процесс
Сертифицирован AECQ101
ДС 600 Очень высокая скорость Высокочастотный PFC Запатентованный платиновый процесс
Шоттки 200 Low VF
Лавинный рейтинг
Выходной выпрямитель
Обратный диод
Преобразователь постоянного тока в постоянный
 

Приложения

Рекомендуемые приложения для диодных и выпрямительных устройств

Параметрический поиск

  • « Предыдущий
  • {{n+1}}
  • Следующий »
  • Показано 2550100 на странице
Части Статус детали упаковка Тип Пакетодержатель {{атрибут.имя | noComma}} ({{attribute.type}})

В этой категории нет параметрических данных! попробуйте другие категории

Выпрямители — обзор | ScienceDirect Topics

II.E Преобразовательные станции переменного/постоянного тока

Преобразовательная станция переменного/постоянного тока состоит из преобразователей, действующих как выпрямители на передающем конце, и инверторов на принимающем конце линии передачи постоянного тока. Базовая схема преобразователя представляет собой трехфазный мост, который дает 6-импульсное постоянное напряжение.Обычно в современных преобразовательных станциях выходы двух 6-импульсных преобразователей, подключенных к разным трансформаторам, объединяются для получения 12-импульсного преобразователя для полного постоянного напряжения. Когда клемма питается от биполярной линии постоянного тока, как показано на рис. 9, цепи обычно устроены таким образом, чтобы два полюса могли работать независимо друг от друга, обеспечивая биполярную работу с металлическим или заземленным возвратом.

РИСУНОК 9. Схема главной цепи высоковольтной схемы передачи постоянного тока.

Поскольку постоянным током можно легко и быстро управлять с помощью оборудования управления клапаном преобразователя, в схемах постоянного тока до сих пор не использовались автоматические выключатели линии питания постоянного тока.Однако такие выключатели были разработаны и могут использоваться в будущих установках, особенно в связи с многополюсными высоковольтными схемами постоянного тока, где они обеспечат дополнительную эксплуатационную гибкость.

Преобразовательные трансформаторы питаются от высоковольтной системы переменного тока с фильтрами переменного тока, используемыми для поглощения токов гармоник, генерируемых преобразователями. Для слабых систем переменного тока недопустимых колебаний частоты и напряжения можно избежать за счет использования синхронных конденсаторов.

Требуемая реактивная мощность подстанции с преобразователем постоянного тока обычно составляет 50–60 % от активной мощности.Синхронные конденсаторы или статические конденсаторы могут использоваться по отдельности или в комбинации для управления коэффициентом мощности. Часто удобно обеспечивать часть потребности системы в реактивной мощности, используя конденсаторы в сочетании с реакторами для формирования фильтров гармоник тока, создаваемых преобразователями. Затем большая часть гармоник тока поступает в фильтры, а не в сеть переменного тока, что снижает вероятность помех в цепях связи переменного тока.

Обычно требуются отдельно настраиваемые фильтры для контроля гармоник более низкого порядка, возникающих на частотах, превышающих основную частоту в 5, 7, 11 и 13 раз.Фильтр верхних частот подавляет гармоники более высокого порядка.

Преобразовательные трансформаторы в основном разработаны как силовые трансформаторы переменного тока. Особое внимание следует уделить определенным частям изоляции обмоток, которые должны выдерживать сочетание нагрузки переменного и постоянного напряжения.

Сами преобразователи представляют собой последовательно соединенные кремниевые выпрямители или тиристоры и доступны с номинальным током до 4000 А на тиристорный блок. Демпфирование клапана требуется и обычно включается в цепь клапана.Его целью является улучшение распределения напряжения и контроль скорости изменения напряжения.

Сглаживающий реактор постоянного тока, используемый на стороне постоянного тока станции, сглаживает постоянный ток и ограничивает гармонические токи, протекающие по линии постоянного тока. Кроме того, он обеспечивает гашение колебаний постоянного напряжения и тока, связанных с возмущениями в системе. На стороне постоянного тока линии могут быть установлены специальные фильтры для уменьшения гармоник, которые могут мешать приему телефонных звонков.

Постоянные токи в преобразовательной подстанции обычно измеряются преобразователями.

Зажигание клапана в преобразовательной станции постоянного тока создает высокочастотное электромагнитное излучение и вводит в систему высокочастотные колебания. Проблема потенциальных помех, создаваемая этими явлениями, может быть уменьшена за счет правильного расположения преобразовательной подстанции, электромагнитного экранирования преобразовательной подстанции, фильтрации и минимизации размера распределительного устройства.

Высокочастотный выпрямитель 20000A | Гальваническая машина

Тенденция развития высокочастотного выпрямителя:

Применение в различных энергосистемах и силовой электронике, технология высокочастотного выпрямителя импульсного источника питания находится в центре внимания.Для большого источника питания с электролитическим покрытием обычная схема очень большая и тяжелая, если использовать технологию питания с режимом переключения высокочастотного выпрямителя, что приведет к значительному снижению объема и веса, но также может значительно повысить эффективность использования энергии, сэкономить материалы и сократить расходы. Электромобили и частотно-регулируемый привод, они более незаменимы в режиме переключения высокочастотного выпрямителя, частота электричества изменяется за счет переключения источника питания, поэтому можно достичь почти идеального согласования нагрузки и управления приводом.Технология высокочастотного импульсного источника питания, а также все виды мощных импульсных источников питания (инверторный сварочный аппарат, мощность связи, мощность высокочастотного нагрева, источник питания лазера, источник питания и т. Д.) Основная технология.

Выпрямитель ВЧ
Выпрямитель ВЧ частота:

Теоретический анализ и практический опыт показывают, что объемный вес трансформаторов, катушек индуктивности и конденсаторов обратно пропорционален квадратному корню из частоты источника питания.Итак, когда мы увеличиваем частоту с 50 Гц до 20 кГц, увеличиваем в 400 раз, то объемный вес электрооборудования существенно снижается до 5 ~ 10% от расчетной частоты. Будь то сварочный инверторный выпрямитель или выпрямитель с переключателем режима питания, все они показывают этот основной принцип. Точно так же традиционная «ректификационная промышленность» гальваника, электролиз, электрическая обработка, зарядка, поплавковая зарядка, силовое замыкание с различной мощностью постоянного тока также могут быть преобразованы в соответствии с этим принципом, «импульсный преобразователь питания класса», основной материал может сэкономить 90% и более, а также экономия электроэнергии не менее 30% и более.Из-за постепенного увеличения предела рабочей частоты силового электронного устройства, что побуждает многие оригинальные трубки использовать обычное твердочастотное оборудование, приносят значительную экономическую выгоду в виде энергии, воды, экономичных материалов, но также могут отражать ценность этого технического содержания.

9 вых 9 вых. составляет около 1,4 В в низкочастотном диапазоне.Как показано на рис. 5b, в отрицательных полупериодах на частоте 10 кГц происходила небольшая утечка, что объясняется внутренней особенностью ультратонких органических слоев. На высокой частоте (100 МГц) среднеквадратичное значение выходного напряжения снижается до 0,4 В, как показано на рис. 5в. Частота -3 дБ нашего диодного выпрямителя достигает более 10 МГц. По сравнению с предыдущими работами, как показано на рис. 5d, мы делаем вывод, что впервые были созданы полностью интегрированные выпрямители на основе нанометровых тонких органических слоев, способных работать на высокой частоте 4,8,14,43,44, 45,46,47,48,49,50 .Статистический анализ исходного массива устройств на кристалле представлен на дополнительном рисунке 12 и дополнительном примечании 6.

Рис. 5: Частотные характеристики выпрямителя на основе Au (палец)/F 16 CoPc (1 нм) /CuPc (7 нм)/Au (трубка).

a Установка для измерения частотных характеристик. Цепь разомкнута, что означает, что сопротивление нагрузки бесконечно. b Выпрямление Au (палец)/F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм)/Au (трубка) с Вт конструкция  = 10 мкм при 10 кГц. c Выходное напряжение постоянного тока как функция частоты входного сигнала. d Сравнение частотных характеристик нашего органического выпрямителя с ранее опубликованными результатами.

Руководство по выбору силовых выпрямителей

: типы, характеристики, области применения

Силовые выпрямители — это электрические устройства, преобразующие переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Они являются неотъемлемой частью телекоммуникационных выпрямителей для телекоммуникационной отрасли, а также в зарядных устройствах, системах питания постоянного тока и других устройствах системы питания.Силовые выпрямители включают один или несколько диодов, электронных компонентов, проводящих ток только в одном направлении. В однодиодных силовых выпрямителях отсутствует отрицательная часть формы волны переменного тока. Напротив, силовые выпрямители с несколькими диодами инвертируют отрицательную часть формы волны переменного тока, позволяя ей сливаться с положительной частью для получения полностью положительного тока. Обычно в однофазных силовых выпрямителях используются четыре диода. Если переменный ток имеет отвод от центра, то диоды располагаются анод к аноду или катод к катоду, образуя двухполупериодный выпрямитель.Если переменный ток не имеет отвода от центра, то четыре диода соединяются мостом. При трехфазном питании переменного тока используются шесть диодов. Каждая из трех пар расположена последовательно. Многие диоды имеют четыре вывода, поэтому их можно использовать в однофазном разделенном питании, полумосте или в трехфазном режиме.

 

Силовые выпрямители

различаются по входам переменного тока и выходам постоянного тока. Общие входные напряжения переменного тока включают 115, 208, 230 или 480 В переменного тока. Общие входные частоты переменного тока включают 50, 60 и 400 Гц.Важные выходные характеристики включают в себя выходное напряжение постоянного тока, выходной постоянный ток, мощность и эффективность. Как правило, мостовые выпрямители обеспечивают выходное напряжение, которое примерно в два раза выше, чем у обычной двухполупериодной схемы. Например, при трехфазном питании переменного тока двойные диоды могут генерировать шесть импульсов постоянного тока для трех фаз переменного тока. Трехфазные мостовые выпрямители могут обеспечивать выходную мощность до 500 кВт при 500 В постоянного тока. Для низковольтных и сильноточных приложений можно использовать межфазный трансформатор (IPT) для соединения пары трехфазных трехимпульсных выпрямителей.

Варианты крепления

Существует несколько способов монтажа силовых выпрямителей. Некоторые устройства устанавливаются на стандартную DIN-рейку или могут быть прикреплены к стене, шкафу или шасси. Другие имеют открытую рамку или закрывают входные и выходные соединения. Технология сквозных отверстий (THT) позволяет монтировать силовые выпрямители на печатную плату (PCB), вставляя выводы компонентов через отверстия в плате, а затем припаивая выводы на месте на противоположной стороне платы. Технология поверхностного монтажа (SMT) позволяет добавлять компоненты путем пайки выводов или клемм на верхнюю поверхность платы.Мощные выпрямители для монтажа в стойку включают в себя такое оборудование, как рельсовые направляющие, фланцы и выступы. Многие монтируемые в стойку устройства подходят для стандартной 19-дюймовой телекоммуникационной стойки. Размеры для монтажа в стойку включают 1U, 2U, 3U, 4U и 5U.

Использование
Силовые выпрямители

используются в приводах постоянного тока с регулируемой скоростью, зарядных устройствах и источниках питания постоянного тока. Они также используются в сигнализации, переключении, гальванике, гальваническом покрытии и обработке. Низковольтные устройства используются в узлах зажигания автомобилей.Устройства высокого напряжения подходят для военных и аэрокосмических применений.


Использование выпрямителя – типы, их использование и функции

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Мобильный телефон можно быстро зарядить только в том случае, если на него подается постоянное последовательное напряжение. Когда зарядное устройство подключено к сети, входное переменное напряжение, подаваемое на него, составляет 220 В, и это питание при прохождении через зарядное устройство дает выходное напряжение 5 В постоянного тока.Это возможно при использовании выпрямителя в цепи зарядного устройства телефона.

Здесь падение напряжения происходит с помощью трансформатора, а преобразование переменного тока в постоянный происходит с помощью устройства, известного как выпрямитель.

На этой странице мы узнаем около следующих:

    • Выпрямительные выпрямители

    • Выпрямители используются для конвертации

    • 1 Использование полуволнового выпрямителя

    • Использование двухполупериодного выпрямителя

    • Что такое выпрямитель?

    • 1 Типы выпрямителя

    • 0 1 Выпрямитель выпрямителя

      0

      Выпрямитель моста полноволнового моста

    Выпрямитель

    Выпрямитель — это электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, которые позволяют однонаправленному потоку тока.Он в основном преобразует переменный ток (который периодически меняет направление тока) в постоянный. Выпрямители могут быть изготовлены в нескольких формах в соответствии с требованиями, такими как полупроводниковые диоды, тиристоры (кремниевые выпрямители), ламповые диоды, ртутно-дуговые клапаны и т. д.

    Функция выпрямителя

    ОКРУГ КОЛУМБИЯ. Этот диод с PN-переходом позволяет протекать электрическому току при прямом смещении и блокирует электрический ток при обратном смещении.Проще говоря, диод с PN-переходом обеспечивает однонаправленный поток тока. Это уникальное свойство диода позволяет ему работать как выпрямитель. На рисунке ниже показана форма выходного сигнала базового выпрямителя.

    Типы выпрямителей

    Однополупериодный выпрямитель

    В таком выпрямителе входное напряжение описывается синусоидальной волной для положительного полупериода.

    Двухполупериодный выпрямитель

    1. Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом

    2. Двухполупериодный мостовой выпрямитель   

    Двухполупериодный выпрямитель

    90 .Такой выпрямитель допускает только один полупериод формы волны переменного напряжения, отсекая другой полупериод. Для создания этих устройств требуется только один диод. Преимущество факта использования диода состоит в том, что он допускает однонаправленное протекание тока.

    [Изображение будет загружено в ближайшее время]

                      

    На рис. 1 показано функционирование однополупериодных выпрямителей. отрицательный цикл.

    Эффективность выпрямителя определяется по формуле,

    Где ηmax   = 40,6 % (низкая)

    Эффективность выпрямителя η определяется как отношение мощности постоянного тока (Pdc) к приложенной мощности переменного тока на входе (Pac), где ηmax имеет очень низкое значение .

    Использование однополупериодного выпрямителя

    Однополупериодный выпрямитель можно использовать по-разному, некоторые из них указаны ниже.

    Используется в

    • Схема простого зарядного устройства малой мощности.

    • Цепи генератора импульсов.

    • Цепи демодуляции сигналов.

    • Цепи розжига.

    • Схема паяльника.

    • Амплитудная модуляция (AM) Радиосхемы в качестве детектора.

    Двухполупериодный выпрямитель

    [Изображение будет загружено в ближайшее время]

    Двухполупериодный выпрямитель представляет собой схему, которая преобразует напряжение переменного тока в пульсирующее постоянное напряжение, используя оба полупериода приложенного источника переменного напряжения.
    В нем используются два диода, один из которых проводит ток в течение полупериода, а другой диод остается выключенным и проводит ток в течение другого полупериода приложенного переменного напряжения. Следовательно, в таком устройстве мы получаем положительный и отрицательный выходной цикл, однако один диод останавливает протекание тока, а другой диод проводит и пропускает ток.

    В этом устройстве для обоих входных сигналов переменного тока, положительных или отрицательных, генерируется выходной постоянный ток.

    Двухполупериодный мостовой выпрямитель

    [Изображение будет загружено в ближайшее время]

    Двухполупериодный мостовой выпрямитель представляет собой схему, которая использует оба полупериода входного переменного тока и преобразует их в постоянный ток.4 диода (D1, D2, D3, D4) соединены мостом. Поэтому эта схема известна как мостовой выпрямитель

    Положительный полупериод

    [Изображение будет загружено в ближайшее время]

    Во время положительного полупериода диоды D2 и D4 смещены в прямом направлении, а диоды D1 и D3 открыты. с обратным смещением остается в виде разомкнутой цепи. Таким образом, ток (i) протекает через нагрузочный резистор RL.

    Отрицательный полупериод

    [Изображение будет загружено в ближайшее время]

    Во время отрицательного полупериода диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении, а D1 и D2 остаются выключенными.Ток течет через нагрузку в том же направлении, что и раньше.

    Применение двухполупериодного мостового выпрямителя

    Двухполупериодные мостовые выпрямители в основном используются из-за низкой стоимости диодов из-за их легкости и высокой эффективности.

    Ниже приведены важные области применения двухполупериодного мостового выпрямителя.

    • Мобильные телефоны, ноутбуки, схемы зарядных устройств.

    • Цепи источников бесперебойного питания (ИБП) для преобразования переменного тока в постоянный.

    • Наши домашние инверторы преобразуют переменный ток в постоянный.

    • LCD, LED телевизоры.

    • Автомобильный генератор для зарядки аккумуляторов во время движения автомобиля.

    • 1 Светодиодные схемы драйвера

    • 0

      0

      Аудио Усилитель

      0 RADIOS

Полноволновая и полуволновая теория выпрямителя — проанализировать счетчик

Выпрямитель, также известный так как преобразователь переменного тока в постоянный является одним из наиболее важных устройств в любой электрической цепи.Он используется для преобразования одной формы тока в другую. И благодаря этому свойству у нас в доме есть электричество. Итак, в этой главе мы рассмотрим определение выпрямителя, его использование, процесс выпрямления, схему и типы.

Что такое выпрямитель

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, пропускающих ток только в одном направлении. Он в основном преобразует переменный ток в постоянный ток. Процесс преобразования переменного тока в постоянный называется процессом выпрямления.И его также называют преобразователем переменного тока в постоянный .

Выпрямители могут быть отлиты в нескольких формах в соответствии с требованиями, такими как полупроводниковый диод, управляемые кремнием выпрямители, ртутные дуговые клапаны, ламповые диоды и т. д. проектирование электронных схем. Они используются в различных устройствах, включая радиосигналы или детекторы, источники питания постоянного тока, бытовую технику, такую ​​​​как ноутбуки, системы видеоигр, телевизоры и т. Д.

Теперь, когда мы поняли определение, пришло время узнать, как работает выпрямитель. Это легко понять, вспомнив «как работает диод». Как мы знаем, диод пропускает ток только в одном направлении. Он блокирует либо положительный цикл тока, либо отрицательный цикл тока.

Теперь то же свойство диода используется при выпрямлении сигнала. Вот как:

Теория работы выпрямителя

В этом разделе мы узнаем, как работает выпрямитель или как достигается выпрямление в цепи.

Выпрямление

Как известно, переменный ток имеет два цикла; положительный цикл и отрицательный цикл. И постоянный ток течет прямо в одном направлении.

Когда в цепь с переменным током на входе добавляется диод, он блокирует определенный цикл переменного тока. Следовательно, создание выходного тока, который будет течь только в одном направлении, что означает постоянный ток.

В этом процессе теряется один конкретный цикл переменного тока, и это зависит от стороны подключенного диода.Под этим мы подразумеваем, подключена ли к цепи анодная или катодная часть диода. Таким образом, чтобы использовать оба цикла, мы добавляем в цепь более одного диода.

Весь этот процесс называется Исправление .

Напряжение пульсаций

Напряжение, которое мы получаем на выходе схемы после выпрямления, не является чистым напряжением постоянного тока. Это всегда пульсирующий постоянный ток, обладающий некоторыми свойствами переменного напряжения. Напряжение пульсаций определяется как «остаток переменного напряжения, смешанного с напряжением постоянного тока, полученного на выходе схемы выпрямителя».

Чтобы получить чистое постоянное напряжение, это пульсирующее пульсирующее напряжение обрабатывается схемой фильтра. А затем регулируется регулятором для достижения постоянного напряжения нужной силы.

Это легко понять на примере устройства бытового электроснабжения.

Бытовой источник питания:

Из экономических соображений электроэнергия передается, распределяется и вырабатывается в виде переменного тока, т.е. переменного напряжения, доступного в сети.

Иногда для работы большинства электронных схем требуется постоянное напряжение, для этого все электронное оборудование включает в себя схему, которая преобразует переменное напряжение сети в постоянное напряжение. Эта схема известна как цепь питания. Блок-схема источника питания

Источник питания является наиболее важной цепью всех электронных и электрических цепей. Без этого все устройства бесполезны.

Блок-схема блока питания показана выше.На входе источника питания используется трансформатор для понижения напряжения в соответствии с требованиями. Он известен как силовой трансформатор.

После понижения напряжения это выходное напряжение становится входом следующего блока, то есть выпрямителя, который преобразует это переменное напряжение в постоянное.

Этот пульсирующий постоянный ток подается обратно в схему фильтра, который удаляет пики, пульсации и сглаживает их. После фильтрации этот постоянный ток подается обратно в регулятор , который получает регулируемый d.в на выходе.

Эффективность выпрямителя

Эффективность выпрямителя определяется как «отношение выходной мощности постоянного тока к входной мощности от источника переменного тока».

КПД всегда меньше 100 %, поскольку часть выходной мощности представляет собой переменный ток, а не чистый постоянный ток. Его можно улучшить, используя схемы сглаживания, которые уменьшают пульсации и содержание переменного тока на выходе.

Уравнение эффективности выпрямителя:

P в = Входная мощность

P OUT = Выходная мощность

η = Эффективность

Как мы знаем,

P в = (V пик /2) * (I пик /2)

P вых = (V пик /π) * (I пик /π)

Следовательно,

η = P 909 P вых 90

η = (V пик / π) * (I пик / π)  /  (V пик /2) * (I пик / 2)

η = 4 / 9 3 9037

Вы также можете посмотреть ниже Видео от Simply Electronics

Типы схем выпрямителей

На рынке доступны различные типы диодных цепей , каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.Цепи выпрямителей могут быть однофазными или многофазными.

Для промышленного применения необходимо трехфазное выпрямление, а для бытового применения достаточно однофазного выпрямления.

Однополупериодный выпрямитель

В однополупериодном преобразователе переменного тока в постоянный , когда на вход подается питание переменного тока, на нагрузке появляется только положительный полупериод, тогда как отрицательный полупериод подавляется.

При однофазном питании требуется один диод, а при трехфазном питании требуется три диода.Это неэффективно, потому что только половина входных сигналов достигает выхода.

Для уменьшения пульсаций или устранения гармоник частоты переменного тока на выходе требуется дополнительная фильтрация. Для получения полной информации прочитайте нашу подробную статью о однополупериодном выпрямителе.

[irp posts=”1175″ name=”Схема однополупериодного выпрямителя, работа, работа и характеристики”]

Двухполупериодный выпрямитель

В процессе двухполупериодного выпрямления, в течение обоих полупериодов, когда a.в. на вход подается питание, ток течет через нагрузку в том же направлении.

Двухполупериодная схема обеспечивает более высокое среднее выходное напряжение за счет изменения обеих полярностей входного сигнала на пульсирующий постоянный ток. Этот тип выпрямления может быть достигнут путем использования по крайней мере двух диодов, проводящих ток попеременно.

Во время положительного, а также отрицательного полупериода входного переменного тока две цепи, а именно двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом и двухполупериодный мостовой выпрямитель, используются для получения одинакового направления тока в нагрузочном резисторе.

[irp posts=”1195″ name=”Схема двухполупериодного выпрямителя, характеристики, преимущества и недостатки”]

Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом

В схеме с центральным отводом используется трансформатор со вторичной обмоткой, отводящейся от центральной точки. Два диода включены в схему так, что каждый из них использует половину периода входного переменного напряжения.

Для выпрямления один диод использует переменное напряжение, возникающее на верхней половине вторичной обмотки, а другой диод использует нижнюю половину вторичной обмотки.

Выходная мощность и эффективность этой схемы высоки, потому что источник переменного тока обеспечивает питание в течение обеих половин.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Схема мостового выпрямителя является одной из эффективных форм двухполупериодного преобразователя переменного тока в постоянный. Он использует четыре диода в мостовой топологии.

Вместо трансформатора со средней точкой в ​​этом случае используется обычный трансформатор. Выпрямляемый источник переменного тока подается на диагонально противоположные концы моста, а нагрузочный резистор подключается к оставшимся двум диагонально противоположным концам моста.

Сравнительная таблица выпрямителей

Сравнение различных выпрямителей по различным параметрам приведено в таблице ниже.

[Su_Table Отзывчивый = «Да»]

4 1 1 Высокочастотный выпрямитель Входное напряжение 3 AC 3 этапа 380 В / 415V / 440V 50-60HZ 1 Выходное напряжение 1 Выходной ток 1 Стабильность напряжения 1 Фактор пульсации 3 1% -2% 1 1 1 3 ≥90% ≥90% 1 Режим стабилизации 3 Текущая стабилизация / стабилизация напряжения (переключаемый легко) 1 Диапазон регулировки 1 Метод защиты 3 вход 1 Рабочая температура 3 -20-50 ℃ 171 ≤90% ≤90% 1 1 Рабочая погрузка
Высокочастотный выпрямитель Спецификация и параметр:
6V / 12V / 15V / 18V / 24V / 36V / 48V / 24V / 36V / 48V / 24V / 36V / 48V / 40050
0-20000A (случайные дополнительно)
≤1%
Стабильность тока ≤1%
Напряжение/ток от 0 до 100 % с плавной регулировкой в ​​пределах номинального диапазона
Система охлаждения Воздушное охлаждение/вода r охлаждение/масляное охлаждение
Метод управления Ручной/ПЛК
Содержание дисплея Вольтметр/амперметр/Работа/Перегрев/Ошибка и т. д..
Ввод на напряжение / под напряжением / над током / выходом коротко / над нагревом Самозащита и т. Д.
температура окружающей среды 30-65 ℃
Работа полной мощности, более 1000 метров над уровнем моря, снижение эксплуатации нагрузки

встроенный молекулярный диод как 10 МГц половина -волновой выпрямитель на основе гетероперехода органической наноструктуры

Конструкция органического гетероперехода

Одной из важнейших предпосылок для интегральных устройств является стабильность, особенно для органических материалов, которая должна сохраняться на протяжении всего сложного процесса изготовления и последующей длительной эксплуатации продолжительность жизни.Фталоцианин меди (CuPc) выделяется своей исключительной термической и химической стабильностью, поскольку он был впервые синтезирован в начале прошлого века 16 . В нашей работе необходимо преодолеть два критических препятствия, прежде чем можно будет применять ультратонкий молекулярный слой CuPc в качестве органической полупроводниковой прокладки в устройствах молекулярного масштаба; это плохая проводимость и неэффективная инжекция заряда с металлических электродов. Эти два фактора приводят к большому падению напряжения на диодах, что приводит к низкой выходной мощности выпрямителей 14 .Существует по крайней мере две стратегии улучшения электрических характеристик CuPc: во-первых, контролировать ориентацию планарных молекул путем модификации поверхности подложки 8,17 , а во-вторых, изменять распределение носителей путем введения гетероперехода или легирующих примесей 18,19 . Ранее гетеропереходы между фталоцианинами металлов (MPcs) и фторированными MPcs (F-MPcs) использовались для повышения концентрации носителей путем гибридизации на границе раздела 20,21 .Поэтому в этой работе фторированный фталоцианин кобальта (F 16 CoPc) толщиной 1 нм был введен между подложкой Au и нанометровым слоем CuPc, который действовал как буферный слой и как полупроводник n-типа. Рентгеновская дифракция скользящего падения (GIXRD) была проведена для определения структуры тонких пленок CuPc, выращенных на подложке Au с F 16 CoPc и без нее, как показано на рис. 1 и дополнительном рис. 1. Во-первых, нет очевидной дифракции. пик был обнаружен при нанесении 1 нм F 16 CoPc на подложку Au (рис.1а), что указывает на то, что пленка F 16 CoPc слишком тонкая, чтобы ее можно было обнаружить. Картины GIXRD для обоих образцов, без (рис. 1b) и с (рис. 1c) F 16 CoPc, показывают характерную особенность поликристаллической структуры CuPc, идентифицированную по типичному пику отражения при 2θ ≈ 6,9° (дополнительный рис. . 1a), соответствующей плоскости решетки (001) α-фазы CuPc 22 . Этот пик возникает из-за межслоевого расстояния наклоненных молекулярных стопок. Молекулы CuPc, выращенные на слое F 16 CoPc, демонстрируют более острый пик (001) по сравнению с ростом на чистом Au, что означает, что введение F 16 CoPc увеличивает кристалличность молекул CuPc, как показано на рис. .1д. Кроме того, на дополнительном рисунке 1а дополнительные пики (22° < 2θ < 28°) CuPc без F 16 CoPc были идентифицированы как (241), (412), (242) и (250) соответственно 16 . Это также указывает на то, что пленка CuPc, выращенная на голой подложке из Au, отклоняется от сильной предпочтительной ориентации в направлении [001], т. е. имеет меньшую кристалличность слоя CuPc без F 16 CoPc. Кроме того, пик (001) α-CuPc появился как на дифракционных картинах вне плоскости, так и в плоскости (см.1). Пик (001) на картине вне плоскости намного сильнее, чем на картине в плоскости, особенно в случае CuPc, выращенного на F 16 CoPc, что указывает на то, что плоскости ab большинства кристаллов CuPc домены параллельны подложке, а небольшая часть расположена перпендикулярно подложке. Соответствующие АСМ-изображения показаны на вставках рис. 1a–c соответственно. Межфазные и тонкопленочные свойства органических материалов тесно связаны с межмолекулярными взаимодействиями и взаимодействиями молекул с подложкой.Распределение размеров доменов CuPc, выращенных на модифицированной CoPc подложке F 16 Au, шире (рис. 1в) по сравнению со слоем CuPc, выращенным на голой подложке Au (рис. 1а), и появляются более крупные нанокристаллы.

Рис. 1: Структура и морфология слоев молекулы фталоцианина.

a c 2D-GIXRD диаграммы F 16 CoPc (1 нм), CuPc (7 нм) и F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм), На соответствующих вставках представлены стопки слоев и изображения АСМ (масштабные полосы, 250 нм). d Схематическая структура молекулярных упаковок CuPc, выращенного на голом Au, и 1 нм F 16 CoPc с покрытием Au.

Вставка 1 нм F 16 CoPc не только влияет на расположение молекул CuPc, но и изменяет распределение носителей. Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (UPS) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) были выполнены для исследования электронных структур наноразмерных гетеропереходов. На рис. 2а, б показано изменение энергии отсечки и высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО) во время инкрементного осаждения гибридного слоя F 16 CoPc/CuPc на подложку Cr/Au.Соответствующая работа выхода (Φ) и ВЗМО представлены на рис. 2c. Следует отметить, что измеренная работа выхода подложки Au составила 4,18 эВ, что значительно ниже типичных значений чистых поверхностей Au (~5,0 эВ), но хорошо соответствует значениям для загрязненных поверхностей Au 23 . Фактически, поверхность Au подвергалась воздействию воздуха во время переноса подложки в вакуумную камеру, поэтому загрязнение H 2 O, NO 2 , CO 2 и O 2 было неизбежным.Это явление было подтверждено XPS подложки, поскольку были обнаружены пики O1s, N1s и C1s (см. Дополнительный рисунок 2a).

Рис. 2: Перенос носителя между дном Au/F 16 CoPc/CuPc.

a , b Спектры УПС (He–Iα = 21,22 эВ), соответствующие областям отсечки и ВЗМО (или VB) системы Au/F 16 CoPc/CuPc. c Эволюция работы выхода (Φ) и краев пика ВЗМО относительно уровня Ферми ( E F ) подложки Cr/Au. d , e Схемы переноса заряда между подложкой Au и 1 нм F 16 CoPc, а также между CoPc n-типа F 16 и CuPc p-типа (+/−: свободные носители, ⊕/⊝ : центры заряда).

В то же время, в соответствии с эволюцией Φ, показанной на рис. 2в, энергетические уровни F 16 CoPc изгибаются вниз в сторону границы раздела Au/F 16 CoPc, а энергетические уровни CuPc изгибаются вверх в сторону интерфейс F 16 CoPc/CuPc. Теоретически искривление зон вызвано переносом заряда на гетеропереходе 24 .Полоса CoPc F 16 n-типа, изгибающаяся вниз к границе раздела металл-полупроводник, указывает на перенос электрона от Au к CoPc F 16 , что приводит к омическому контакту с молекулами из-за резервуара заряда, находящегося в области контакт 25 . Когда мы попытались определить края ВЗМО ультратонких слоев CoPc F 16 , как показано на дополнительном рисунке 2b, расчетные значения для слоев F 16 CoPc 0,5 и 1,0 нм равны 0.21 и 0,16 эВ соответственно, что очень близко к работе выхода подложки, тогда как ВЗМО объемного F 16 CoPc составляет около 1,2 эВ 26 . Фактически типичное занятое состояние возникает в результате переноса электрона от Au к Co3d, что является уникальным, но хорошо известным для монослоя F 16 CoPc 27 . Согласно предыдущим отчетам, занятое состояние Co относится к бывшей нижней незанятой молекулярной орбитали (F-LUMO) 28 , которая может преобразовать полупроводниковое состояние в ультратонком F 16 CoPc в металлические состояния, поскольку оно очень близко к Уровень Ферми, как показано на рис.2в. Этот перенос заряда был дополнительно подтвержден эволюцией уровня ядра Co 2p 3/2 на интерфейсе Au / F 16 CoPc (см. Дополнительный рисунок 2c). Главный пик толстой пленки CoPc F 16 находится при 780,6 эВ, что характерно для степени окисления Co(II). Однако в случае ультратонких пленок F 16 CoPc (0,5 и 1,0 нм) появляется еще один интенсивный пик при энергии связи 778,5 эВ, который приписывается степени окисления Co(I) 29 .Это указывает на то, что некоторые атомы кобальта восстанавливаются из Co(II) в Co(I) из-за межфазного переноса заряда и, следовательно, разрешается новое химическое состояние, расположенное при более низкой энергии связи.

С другой стороны, относительное содержание Co(I) увеличилось, а относительное содержание Co(II) уменьшилось во время осаждения CuPc на 1 нм F 16 слоя CoPc, как показано на дополнительном рисунке 2c, д. В то же время пик оболочки ядра Cu 2p 3/2 от CuPc сместился в сторону большей энергии связи, что означает уменьшение электронной плотности вокруг Cu (см.2д). Оба эти явления указывают на перенос электрона с CuPc на F 16 CoPc 30 . Следовательно, энергетические уровни CuPc изгибаются вверх к интерфейсу F 16 CoPc/CuPc, как упоминалось выше на рис. 2c. Фактически перенос электрона на гетеропереходе F 16 CoPc/CuPc можно рассматривать с точки зрения зонной структуры 20 . Как показано на рис. 2e, ВЗМО CuPc очень близка к НСМО F 16 CoPc. После контакта электроны с ВЗМО CuPc p-типа легко переходят к НСМО CoPc n-типа F 16 , что приводит к накоплению дырок и электронов в CuPc и F 16 CoPc соответственно.Другими словами, это накопительный гетеропереход, сильно отличающийся от неорганических PN-переходов, имеющих режим истощения. Таким образом, вставленный ультратонкий CoPc F 16 принимает электроны как от подложки Au, так и от CuPc, что приводит к двум межфазным режимам, в которых накапливаются носители, как показано на диаграмме выравнивания зон (см. Дополнительный рисунок 3). Неоднородное распределение дырок на стороне CuPc можно выразить как 31

$$P\left( x \right) = N_v\,{\mathrm{exp}}\left[ { — \frac{{E_F — E_v\left( x \right)}}{{k_BT}}} \right],$$

(1)

где N v — эффективная плотность состояний дырок в валентной зоне (постоянная для данного материала и температуры), E F — уровень Ферми, E V ( x ) — это валинг (или гомо) на позиции x , K B — постоянная Больцмана, T — это температура, а к Б Т  = 0.02588 эВ, когда T  = 300 K. (1), Коэффициенты концентрации отверстий P ( x = 0,4 нм) / p ( x = 0,7 нм) и p ( x = 0,4 нм) / p ( x  = 2,5 нм) составляют 103,5 и 4964,2 соответственно. Это указывает на то, что концентрация дырок значительно увеличивается в интерфейсном режиме по сравнению с объемным CuPc из-за существования гетероперехода.

Микропроизводство молекулярного диода

Как упоминалось выше, помимо повышения мобильности, еще одним потенциальным подходом к повышению частотных характеристик выпрямителей на основе диодов является уменьшение толщины органической прокладки до нескольких нанометров или даже до молекулярного масштаба. .В данной работе мягкий контакт, обеспечиваемый свернутыми наномембранами, используется для реализации выпрямительных устройств на основе органического слоя молекулярного масштаба. Вкратце, слой Au осаждается на меза-структуре в форме пальца, которая действует как нижний контактный электрод, на котором выращиваются органические слои. Наномембраны Ge и Au/Ti/Cr последовательно осаждаются и формируются в виде жертвенного слоя и напряженных металлических слоев, соответственно, в результате чего слои деформации сворачиваются, когда жертвенный слой выборочно вытравливается деионизированной (ДИ) водой.После прокатки свернутые металлические наномембраны обеспечивают неповрежденный и саморегулирующийся верхний электрод для хрупких, сверхтонких органических материалов, образуя сэндвич-структуру металл/органик/металл (рис. 3а). Более подробное описание процесса изготовления представлено в разделе «Методы» (также см. Дополнительный рисунок 4) и предыдущих отчетах 32,33,34 . На рис. 3b показано микроскопическое изображение массива устройств, что указывает на возможность интеграции, а также на воспроизводимость, которые являются ключевыми составляющими для практических приложений.Свернутые трубки имеют однородную форму, а их средний диаметр составляет около 10 мкм, как показано на рис. 3c. Комбинируя мягкий контакт и гетеропереход, превосходный тип органических диодов на основе F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм) был успешно интегрирован в кремниевую пластину, обозначенную как Au (палец)/F . 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм)/Au (трубка). На рис.3д. Соответствующая высота гибридного слоя F 16 CoPc/CuPc составляет 8 ± 2 нм. По сравнению с размером одиночной плоской молекулы фталоцианина (~ 1,5 нм) разумно утверждать, что органический спейсер F 16 CoPc/CuPc соответствует молекулярному масштабу. На рисунке 3e показано концептуальное изображение органического диода молекулярного масштаба, в котором слой гетероперехода F 16 CoPc/CuPc зажат между пальцевым электродом из золота и трубчатым электродом из золота.

Рис. 3: Конфигурация выпрямителей молекулярного масштаба.

a Формирование свернутой трубы. б Микрофотография диодной матрицы. c Типичное одиночное устройство на основе свернутого мягкого контакта. d АСМ-изображение F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм), выращенного на мезе (обозначено в c черным пунктиром), и соответствующий профиль высоты АСМ-изображения. e Концептуальное изображение Au (палец)/F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм)/Au (трубка).

Характеристики молекулярного диода

Для устройств на основе Au (палец)/F 16 CoPc/CuPc/Au (трубка) существует компромисс между плотностью тока и коэффициентом выпрямления, зависящий от толщины, как показано в дополнительном Рис.5 и 6, а также Дополнительное примечание 1. Устройства на основе органической гибридной прокладки соответствующей толщины (8 нм) имеют не только высокий коэффициент выпрямления, но и высокую плотность прямого тока. Кроме того, разработаны два вида меза с различной номинальной шириной ( W дизайн ), т.е. 5 и 10 мкм. Однако реальная ширина ( Вт реальная ), контактирующих с электродами трубки, меньше, около 1,3 и 7,4 мкм соответственно. Уменьшение расчетной ширины вызвано изотропным недотравливанием меза в растворе HF (описано на дополнительном рис.7 и дополнительное примечание 2). Оба устройства с различной конструкцией Вт демонстрируют хорошие коэффициенты выпрямления и высокие плотности тока, пропорциональные их реальным Вт . Наконец, для исследования электрических характеристик был выбран гибридный слой F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм) с конструкцией W  = 10 мкм. На рисунке 4a представлены типичные вольт-амперные характеристики постоянного тока ( ВАХ ) молекулярного диода (обозначены темно-голубыми квадратами).Трубчатый электрод из золота удерживается на земле во время измерений, в то время как напряжение, подаваемое на электрод из пальца из золота, сканируется от отрицательного к положительному. Устройство показывает хороший коэффициент выпрямления до 300 при ±2 В. Учитывая максимальную площадь контакта (7,4 × 10 мкм 2 ), достигается высокая плотность прямого тока 315 А см -2 при 2 В (см. Рис. 8). Кроме того, устройства на основе Au (палец)/F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм)/Au (трубка) демонстрируют превосходную стабильность (см.9 и дополнительное примечание 3).

Рис. 4: Возникновение корректирующего поведения.

а I В характеристики диодов на основе обработанных ацетоном и водой CuPc (7 нм), F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм) и CuPc (7 нм)/F 16 CoPc (1 нм) соответственно. Ширина мезы во всех четырех случаях составляет 10 мкм. b Логарифмический график кривых I V для диодов на основе обработанного ацетоном и водой Au (пальчик)/CuPc (7 нм)/Au (трубка), показывающий три режима, различающиеся по м в I V м . c log( I )– V 1/2 График кривых I V диода на основе обработанного водой Au (штырь)/CuPc (7 нм)/Au (трубка) ). На вставке показаны контакты между нижним пальцевым электродом, прокладкой CuPc и верхним трубчатым электродом. d Ввод носителя из Au-трубки и пальца под влиянием обработки ацетоном/водой, структура органического гетероперехода.

По сравнению с Au (палец)/CuPc (7 нм)/Au (трубка), устройства на основе Au (палец)/F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм)/Au (трубка) показывают ток выше более чем на порядок как при прямом, так и при обратном смещении, при этом коэффициент выпрямления несколько уменьшается (см.4а). Это явление объясняется введением ультратонкого слоя F 16 CoPc, который не только улучшает кристалличность слоя CuPc, но и увеличивает плотность носителей. Фактически, в предыдущем отчете была получена лишь очень небольшая степень ректификации, равная 5, с аналогичной структурой Au (палец)/CuPc (6,5 нм)/Au (трубка) 34 . В процессе изготовления в предыдущей работе отрыв CuPc выполнялся в ацетоне. Мы получили аналогичный результат, следуя этому процессу, как показано на рис.4а. Однако, когда CuPc отрывался в воде во время процесса, примененного в настоящей работе (см. Дополнительный рис. 4f–h), степень ректификации достигает более 400. Кроме того, устройства на основе CuPc, обработанного водой, показывают гораздо более высокое прямой ток и меньший обратный ток по сравнению с CuPc, обработанным ацетоном. Поэтому возникают дополнительные вопросы: во-первых, как влияет на молекулы обработка водой и ацетоном? и, во-вторых, как возникает выпрямляющее поведение, когда и нижний, и верхний электроды сделаны из золота?

Это видно из двойного логарифмического графика, показанного на рис.4b видно, что при прямом смещении логарифмические ( I )–логарифмические ( V ) кривые CuPc, обработанного ацетоном и водой, показывают три различных режима переноса, основанные на показателе степени m V , т. е. I  ∝  В m , характеристика которого также известна как транспортный механизм тока с ограничением пространственного заряда (SCLC) 35 . Одно из предположений SCLC состоит в том, что присутствует только один тип носителей заряда. Для устройств Au (палец)/CuPc/Au (трубка), обработанных водой и ацетоном, отверстия являются носителями.Эти три режима идентифицируются как омический транспорт (режим I), SCLC с мелкими ловушками (режим II) и предельная проводимость с заполнением глубоких ловушек (режим III) соответственно (см. Дополнительное примечание 4). Другими словами, транспорт при прямом смещении управляется ловушками 36 . Очевидно, что среди трех различных режимов проводимости, описываемых дополнительными уравнениями, есть два переходных напряжения. (1)–(3). При В 1 концентрация инжектированных носителей сначала превышает концентрацию термически генерируемых носителей, и мелкие ловушки полностью заполняются при В 2 37 .Основываясь на этих двух критических точках, плотность ловушки CuPc, обработанного ацетоном и водой, оценивается как 2,70 × 10 18 и 1,58 × 10 18 см –3 соответственно. Следовательно, обработка ацетоном создает больше ловушек по сравнению с CuPc, обработанным водой, что приводит к более низкому току. С другой стороны, на основании данных ИБП (см. Дополнительный рисунок 3) барьеры инжекции дырок для исходного, ацетонового и обработанного водой 2,5-нм CuPc по отношению к подложке из Au оцениваются как 0.44, 0,55 и 0,29 эВ соответственно. Следовательно, обработка ацетоном увеличивает разрыв между ВЗМО CuPc и уровнем Ферми ( E F ) электродов из Au, но обработка водой сужает этот разрыв. С точки зрения концентрации дырок в CuPc отношения P (вода)/ P ( x  = 2,5 нм) и P (ацетон)/ P ( x  = 2,5 нм) и 0,02 соответственно. Другими словами, обработка ацетоном снижает концентрацию дырок на стороне CuPc, а обработка водой увеличивает ее.Помимо модели SCLC (с ограничением по объему), две возможные контактно-ограниченные теории проводимости (т. е. туннелирование Фаулера-Нордгейма и излучение Шоттки 38 ) также используются для пояснения процесса инжекции носителей заряда из Au-пальца в Au-трубку. электрод (прямое смещение), как показано на дополнительном рисунке 10 и дополнительном примечании 5. Результат подразумевает, что перенос при прямом смещении, скорее всего, ограничен объемом, а не контактом.

Теоретически SCLC возникает только тогда, когда инжекционный электрод образует омический контакт, что означает, что контакт между пальцевым электродом из Au и CuPc является омическим в обоих случаях 38 .Поскольку устройства на основе CuPc, обработанного водой, демонстрируют более выраженное выпрямляющее поведение, вполне возможно, что контакт между трубчатым электродом из Au и CuPc является контактом типа Шоттки. По этой причине мы исследовали данные I – V обработанного водой CuPc с моделью эффекта Шоттки (понижение полем межфазного барьера на границе раздела инжектирующего электрода). Для стандартной эмиссии Шоттки график зависимости log( I ) от V 1/2 должен быть линейным 39 .Как показано на рис. 4c, данные при обратном смещении хорошо соответствуют линейной зависимости, а данные при прямом смещении — нет. Это указывает на то, что инжекция дырок из трубки Au в обработанную водой ультратонкую пленку CuPc ~ 7   нм соответствует модели Шоттки 40 . Чтобы исследовать электронную структуру верхнего трубчатого Au-электрода, несколько слоев Cr (20 нм)/Ti (15 нм)/Au (5 нм)/Ge (10 нм) были нанесены на кремниевую пластину, чтобы имитировать ситуацию слои деформации, но с обратной последовательностью осаждения.Перед переносом образца в камеру для анализа XPS и UPS слой Ge был удален с помощью воды, чтобы обнажить поверхность Au. В результате было измерено, что работа выхода «Au-трубки» составляет около 4,25  эВ (см. Дополнительный рисунок 11), что очень близко к работе Au-пальца (4,18  эВ). Очень интересно обнаружить, что симметричные Au-электроды (Au-палец и Au-трубка) приводят к асимметричной проводимости. На самом деле интерфейсы Au (палец)/CuPc и CuPc/Au (трубка) существенно различаются.CuPc был свежеосажден в сверхвысоком вакууме (10 -7 мбар) на загрязненный воздухом палец Au, образуя первую границу раздела, в то время как вторая граница раздела была образована механическим контактом между CuPc и напряженными наномембранами (Au/Ti/Cr ), которые происходили в воде. Поэтому интерфейс CuPc/Au (трубка) более сложен. Например, элемент Ge можно наблюдать на поверхности Au (см. Дополнительный рисунок 11f). С учетом вышеизложенного механический контакт в интегральном устройстве относится к типу Шоттки, что является неотъемлемым преимуществом мягкого контакта, использованного в данной работе.

Также были изготовлены устройства на основе Au (палец)/CuPc (7 нм)/F 16 CoPc (1 нм)/Au (трубка). В этом случае слой CuPc находится под CoPc F 16 , и устройство демонстрирует почти симметричные характеристики I V (см. рис. 4a). Это явление интересно и имеет смысл, как показано на рис. 4d. По сравнению с обработанным водой Au (палец)/CuPc (7 нм)/Au (трубка), барьер для инжекции отверстий на границе раздела Au-пальца/CuPc увеличен для обработанного ацетоном Au (пальца)/CuPc (7 нм) /Au (трубка), поэтому перенос дырок через интерфейс Au-пальца/CuPc подавляется, что приводит к снижению тока при прямом смещении.Небольшое улучшение инжекции носителя из металлической трубки может быть связано с модификацией границы раздела CuPc/Au (трубка) ацетоном. Для Au (палец)/CuPc (7 нм)/F 16 CoPc (1 нм)/Au (трубка) введение ультратонкого электронно-обогащенного слоя F 16 CoPc между CuPc и трубкой Au улучшает перенос заряда через Au-трубку, приводящий к более высокому току при обратном смещении по сравнению с обработанным водой Au (палец)/CuPc (7 нм)/Au (трубка). Таким образом, перенос заряда в устройствах на основе свернутого мягкого контакта можно эффективно контролировать с помощью обработки водой или ацетоном и модификации интерфейса.

Приведенное выше обсуждение подразумевает, что выпрямляющее поведение Au (палец)/F 16 CoPc/CuPc/Au (трубка) возникает из-за внутренней разницы на границах между Au (пальцем)/F 16 CoPc и CuPc/ Au (трубка), а не гетеропереход F 16 CoPc/CuPc. Теоретически существует встроенный потенциал от CuPc к F 16 CoPc через накопительный переход F 16 CoPc/CuPc из-за эффекта переноса заряда. Для Au (палец)/F 16 CoPc/CuPc/Au (трубка) встроенный потенциал имеет противоположное направление и действует против прямого напряжения, в то время как встроенный потенциал имеет такое же направление и поддерживает прямое напряжение для Au (палец)/CuPc/F 16 CoPc/Au (трубка).Однако встроенный потенциал, вызванный соединением F 16 CoPc/CuPc, по-видимому, мало способствует выпрямлению устройства, что согласуется с предыдущим отчетом 21 . Это явление связывают с особенностями сверхтонких МП. Слой CoPc F 16 толщиной 1 нм изменился с полупроводникового на металлический за счет переноса заряда с подложки Au. Кроме того, толщина MPc и F-MPc меньше, чем ширина накопления (десятки нм) 41 , так что тонкий гибридный слой имеет тенденцию к полному накоплению, а переходный барьер незначителен.Эффекты выпрямления из-за интерфейса гетероперехода, вероятно, будут более очевидными для гетеропереходов с гораздо более толстыми пленками MPc и F-MPc, которые превышают ширину накопления. Например, диод на основе ITO/CuPc (180 нм)/F 16 CuPc (160 нм)/Au показал обратную выпрямительную характеристику с коэффициентом ~20 при ±2 В 41 .

Частотная характеристика молекулярного выпрямителя

Частотная характеристика органического выпрямителя на основе диодов сильно зависит от способности переноса заряда и толщины органической прокладки, а также от контактных поверхностей с двумя электродами 42 .В этой работе диоды, состоящие из тонких органических пленок в несколько нанометров, были успешно реализованы путем применения свернутой нанотехнологии вместе с вышеупомянутым органическим гетеропереходом. Как обработанные водой Au (палец)/CuPc (7 нм)/Au (трубка), так и Au (палец)/F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм)/Au (трубка) демонстрируют ярко выраженный однонаправленный ток. поведение. Однако частотная характеристика Au (палец)/CuPc (7 нм)/Au (трубка) не может быть обнаружена, что может быть связано с низкой проводимостью.Частотная характеристика диодного выпрямителя на основе Au (палец)/F 16 CoPc (1 нм)/CuPc (7 нм)/Au (ламповый) перспективна, как показано на рис. 5. На рис. 5а показана тестовая установка который использовался для характеристики частотной характеристики. При синусоидальном размахе входного напряжения В А  = 2,5 В (среднеквадратичное (СКЗ) входного напряжения равно 1,77 В), среднеквадратичное значение выходного напряжения В

/ (2RF + RL) / (2RF + RL) 9009 м
  • 0
  • Полуволной выпрямитель Pull-Wave Center-Tap Выпрямитель Pull-Wave Bridge Выпрямитель
    NO диодов 1 2 4
    D.C Текущий I M / π 2i M / π 2i M / π
    NO NO Да
    Максимальное количество тока V M / (РФ + RL) V M / (RF + RL) V M / (2RF + RL)
    Коэффициент пульсации 1.21 0.482 0.482
    Выходная частота f in 2 f in 2 f in
    5 Maximum6% 81,2% 81,2% 81,2% 81,2%
    50039 V м 2V м
  • 0
  • м

    [/ Su_table]


    Надежда вам всем нравится эта статья. Для любых предложений, пожалуйста, прокомментируйте ниже.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *