Mikä on täysiaaltotasasuuntaaja: Piiri työskentelyteorian kanssa

Mikä on täysiaaltotasasuuntaaja: Piiri työskentelyteorian kanssa

Jos tiedät mikä on tasasuuntaaja , niin saatat tietää tapoja vähentää tasavirran tai jännitteen vaihteluita tasavirtajännitteellä kytkemällä kondensaattorit kuormitusvastuksen poikki. Tämä menetelmä voi olla sopiva pienitehoiset sovellukset , mutta ei sovelluksiin, jotka tarvitsevat tasaisen ja tasaisen tasavirtalähteen. Yksi tapa parantaa tätä on käyttää tulojännitteen jokaista puolijaksoa jokaisen toisen puolisyklisen aaltomuodon sijaan. Piiriä, jonka avulla voimme tehdä tämän, kutsutaan Full Wave Rectifieriksi (FWR). Katsotaanpa täyden aallon tasasuuntaajan teoria yksityiskohtaisesti. Kuten puoliaaltopiiri, tämän piirin toiminta on lähtöjännite tai virta, joka on puhtaasti tasavirta tai jolla on jokin määritelty tasajännite.



Mikä on täyden aallon tasasuuntaaja?

Puolijohdelaite, jota käytetään vaihtamaan koko vaihtovirta sykkiväksi tasavirraksi, tunnetaan täysiaallon tasasuuntaajana. Tämä piiri käyttää i / p-vaihtosignaalin täyttä aaltoa, kun taas puoliaallon tasasuuntaaja käyttää puoliaaltoa. Tätä virtapiiriä käytetään pääasiassa puoliaaltosuuntaajien haittojen, kuten matalan hyötysuhteen, poistamiseen.


Täyden aallon tasasuuntaajan piiri

Näillä tasasuuntaajilla on joitain perustavanlaatuisia etuja verrattuna niihin puoliaallon tasasuuntaaja kollegansa. Keskimääräinen (DC) lähtöjännite on korkeampi kuin puoliaaltotasasuuntaajalla, tämän tasasuuntaajan ulostulolla on paljon vähemmän aaltoilua kuin puoliaallon tasasuuntaajalla, joka tuottaa tasaisemman lähtöaaltomuodon.





Täyden aallon tasasuuntaajan kaavio

Täyden aallon tasasuuntaajan kaavio

Täyden aallon tasasuuntaajan teoria

Tässä piirissä käytämme kahta diodia, yhtä kummallekin aallon puoliskolle. Moninkertainen käämimuuntaja käytetään, jonka toissijainen käämi on jaettu tasan kahteen puolikkaaseen, joissa on yhteinen keskellä oleva napautettu liitos. Konfiguraatio johtaa siihen, että kukin diodi johtaa vuorotellen, kun sen anodiliitin on positiivinen muuntajan keskipisteen suhteen C tuottaa lähdön molempien puolijaksojen aikana. Tämän tasasuuntaajan edut ovat joustavia puoliaaltotasasuuntaajaan verrattuna.



Täyden aallon tasasuuntaajan teoria

Täyden aallon tasasuuntaajan teoria

Tämä piiri koostuu kahdesta tehodiodista, jotka on kytketty yhteen kuormitusvastukseen (RL), jolloin kukin diodi ottaa sen puolestaan ​​syöttämään virtaa kuormitusvastukseen. Kun muuntajan piste A on positiivinen pisteeseen A nähden, diodi D1 kulkee eteenpäin nuolien osoittamalla tavalla. Kun piste B on positiivinen jakson negatiivisessa puoliskossa C-pisteeseen nähden, diodi D2 johtaa eteenpäin ja vastuksen R läpi kulkeva virta on samassa suunnassa molemmille aallon puolisyklille.

Lähtöjännite vastuksen R yli on kahden aaltomuodon vaiheiden summa, se tunnetaan myös kaksivaiheisena piirinä. Jokaisen diodin kehittämän jokaisen puoliaallon väliset tilat täyttävät nyt muut. Keskimääräinen tasavirtalähtöjännite kuormitusvastuksen yli on nyt kaksinkertainen yhden puoliaallon tasasuuntaajapiirin kanssa ja on noin 0,637 Vmax huippujännitteestä olettaen, ettei häviöitä ole. VMAX on suurin huippuarvo toissijaisessa käämityksessä ja VRMS on RMS-arvo.


Täysi aallon tasasuuntaajan toiminta

Lähtöaaltomuodon huippujännite on sama kuin aiemmin puoliaallon tasasuuntaajalle, joka toimitetaan kumpaankin puoliskoon muuntajan käämit on sama RMS-jännite. Eri tasajännitelähdön saamiseksi voidaan käyttää erilaisia ​​muuntajasuhteita. Tämän tyyppisen tasasuuntaajapiirin haittapuoli on, että tarvitaan suurempi muuntaja annetulle teholle kahdella erillisellä mutta identtisellä toissijaisella käämillä, mikä tekee tämän tyyppisestä täysiaallon tasasuuntauspiiristä kallista verrattuna FW Bridge Rectifier -piiriin.

Täyden aallon tasasuuntaajan lähtöaaltomuodot

Täyden aallon tasasuuntaajan lähtöaaltomuodot

Tämä piiri antaa yleiskuvan täyden aallon tasasuuntaajan toiminnasta. Piiri, joka tuottaa saman lähtöaaltomuodon kuin täysiaallon tasasuuntaajapiiri, on täysi aalto Silta tasasuuntaaja . Yksivaiheinen tasasuuntaaja käyttää neljää erillistä tasasuuntausdiodia, jotka on kytketty a suljettu silmukka sillan kokoonpano halutun lähtöaallon tuottamiseksi. Tämän siltapiirin etuna on, että se ei vaadi erityistä keskellä olevaa muuntajaa, joten se vähentää sen kokoa ja kustannuksia. Yksittäinen sekundäärikäämi on kytketty diodisillan verkon toiselle puolelle ja kuorma toiselle puolelle.

Neljä diodia, jotka on merkitty D1 - D4, on järjestetty sarjapareihin, joissa vain kaksi diodia johtaa virtaa kullakin puolijakson kestolla. Kun virran positiivinen puolijakso menee, D1-, D2-diodit johtavat sarjana, kun taas diodit D3 ja D4 ovat päinvastaisessa suunnassa ja virta kulkee kuorman läpi. Negatiivisen puolijakson aikana D3- ja D4-diodit johtavat sarjassa, ja diodit D1 ja D2 kytkeytyvät pois päältä, koska ne ovat nyt päinvastaisessa kokoonpanossa.

Kuorman läpi kulkeva virta on yksisuuntainen tila, ja kuorman yli kehittynyt jännite on myös yksisuuntainen jännite, sama kuin kahdella edellisellä diodilla, aallon tasasuuntaajan malli. Siksi keskimääräinen tasajännite koko kuormalla on 0,637 V. Jokaisen puolijakson aikana virta kulkee kahden diodin läpi vain yhden diodin sijasta, joten lähtöjännitteen amplitudi on kaksi jännitehäviötä 1,4 V pienempi kuin tulon VMAX-amplitudi, aaltoilutaajuus on nyt kaksinkertainen syöttötaajuudella 100 Hz 50 Hz: n taajuudella tai 120 Hz 60 Hz: n virtalähteelle.

Täysi aallon tasasuuntaajan tyypit

Näitä on saatavana kahdessa muodossa, nimittäin keskikierteinen täysaaltosuuntaaja ja sillan tasasuuntaajapiiri. Jokainen täysiaallon tasasuuntaajan tyyppi sisältää omat ominaisuutensa, joten niitä käytetään eri sovelluksissa.

  • Keskellä Napauta Full Wave Rectifier
  • Full-Wave Bridge -tasasuuntaaja

Keskellä Napauta Full Wave Rectifier

Tämän tyyppinen tasasuuntaaja voidaan rakentaa napautetulla muuntajalla toissijaisen käämityksen kautta, jossa keskipisteessä 'C' napautuva AB ja kaksi diodia, kuten D1, D2, on kytketty piirin ylä- ja alaosaan. Signaalin tasaamiseksi D1-diodi käyttää vaihtojännitettä, joka ilmestyy toissijaisen käämityksen yläpuolelle, kun taas D2-diodi käyttää käämin alapintaa. Tällaista tasasuuntaajaa käytetään laajasti termioniventtiileissä ja tyhjiöputkissa.

Keskitetty Napauta FWR

Keskitetty Napauta FWR

Keskellä oleva täyden aallon tasasuuntaajan piiri on esitetty alla. Piirissä vaihtovirtajännite, kuten Vin, virtaa muuntajan toissijaisen käämin AB: n kuten AB: n läpi, kun vaihtovirta on kytketty päälle.

Koko aallon sillan tasasuuntaajapiiri

Bridge-tasasuuntaajan täystaaltosuuntaaja voidaan suunnitella neljällä tasasuuntausdiodilla. Se ei käytä mitään keskellä olevaa napautusta. Kuten nimestä voi päätellä, piiri sisältää siltapiirin. Neljän diodin kytkentä piiriin voidaan tehdä suljetun silmukan sillan kuviona. Tämä tasasuuntaaja on halvempi ja kooltaan pienempi, koska siinä ei ole keskellä olevaa muuntajaa.

FW-sillan tasasuuntaajapiiri

FW-sillan tasasuuntaajapiiri

Tässä piirissä käytetyt diodit ovat nimeltään D1, D2, D3 ja D4, joissa kaksi diodia johtaa kerrallaan neljän sijasta, kuten D1 & D3 tai D2 & D4, piiriin syötetyn ylemmän puoliskosyklin tai alemman puolijakson perusteella.

Täysaalisen tasasuuntaajan ja puoliaallon tasasuuntaajan ero

Eri parametrien perusteella täyden aallon ja puoliaallon tasasuuntaajan välistä eroa käsitellään jäljempänä. Näiden kahden tasasuuntaajan välinen ero sisältää seuraavat.

Puoliaallon tasasuuntaaja Täyden aallon tasasuuntaaja
Puoliaallon tasasuuntaajan virta vain käytetyn tulon positiivisen puolijakson aikana, joten sillä on yksisuuntaiset ominaisuudet.Täysaaltotasasuuntaaja, tulosignaalin molempia puoliskoja käytetään samanaikaisesti, joten se näyttää kaksisuuntaiset ominaisuudet.
Tämä puoliaallon tasasuuntaajapiiri voidaan rakentaa yhdellä diodillaTämä täyden aallon tasasuuntaajapiiri voidaan rakentaa kahdella tai neljällä diodilla
Muuntajan käyttöaste HWR: lle on 0,287Muuntajan käyttöaste FWR: lle on 0,693
HWR: n perusvaihtelutaajuus on ”f”FWE: n perusvaihtelutaajuus on ”2f”
Puoliaallon tasasuuntaajan huippu käänteinen jännite on korkea toimitetun tuloarvon kanssa.Täissuuntaisen tasasuuntaajan huippu käänteinen jännite on kaksinkertainen syötettyyn tuloarvoon.
Puoliaaltotasasuuntaajan jännitesäätö on hyväPuoliaallon tasasuuntaajan jännitteen säätö on parempi
Puoliaaltotasasuuntaajan huippukerroin on 2Tämän tasasuuntaajan huippukerroin on 1,414
Tässä tasasuuntaajassa muuntajan ytimen saturaatio on mahdollistaTässä tasasuuntaajassa muuntajan ytimen saturaatio ei ole mahdollista
HWR: n kustannukset ovat pienemmätFWR: n kustannukset ovat korkeat
HWR: ssä keskimmäistä napautusta ei vaaditaFWR: ssä keskimmäinen napautus vaaditaan
Tämän tasasuuntaajan aaltoilukerroin on suurempiTämän tasasuuntaajan aaltoilukerroin on pienempi
HWR: n muotokerroin on 1,57FWR: n muotokerroin on 1,11
Korjauksen suurin hyötysuhde on 40,6%Korjauksen suurin hyötysuhde on 81,2%
HWR: n keskimääräinen nykyinen arvo on Imav / πFWR: n keskimääräinen nykyinen arvo on 2Imav / π

Full Wave -tasasuuntaajan ominaisuudet

Täysaaltoisen tasasuuntaajan ominaisuuksia käsitellään jäljempänä.

  • Ripple-tekijä
  • Muotoseikka
  • DC-lähtövirta
  • Huippu käänteinen jännite
  • Kuormavirran IRMS: n keskimääräinen neliöarvo
  • Tasasuuntaajan tehokkuus

Ripple-tekijä

Aaltoilukerroin voidaan määritellä aaltoilujännitteen ja puhtaan DC-jännitteen suhteena. Tämän päätehtävänä on mitata olemassa olevia aaltoiluja o / p-DC-signaalissa, joten aaltoilutekijän perusteella DC-signaali voidaan osoittaa. Kun aaltoilukerroin on korkea, se osoittaa suurta sykkivää DC-signaalia. Vastaavasti, kun aaltoilukerroin on pieni, se osoittaa matalaa sykkivää DC-signaalia.

Γ = √ (VrmsVDC)kaksi−1

Missä, y = 0,48.

Muotoseikka

Koko aallon tasasuuntaajan muotokerroin voidaan määritellä virran ja tasavirtalähtövirran RMS-arvon suhteena.

Muotokerroin = Virran / DC-lähtövirran RMS-arvo.

Koko aallon tasasuuntaajan muodon kerroin on 1,11

DC-lähtövirta

Virran virtaus molemmissa diodeissa, kuten D1 ja D2 o / p-kuormavastuksessa, kuten RL, on samassa suunnassa. Joten o / p-virta on virran määrä molemmissa diodeissa

D1-diodin kautta tuotettu virta on Imax / π.

D2-diodin kautta tuotettu virta on Imax / π.

Joten, o / p-virta (MinäDC) = 2Imax / π .

Missä,

’Imax’ on suurin tasavirta kuormitusvirta

Huippu käänteinen jännite (PIV)

Huippu käänteinen jännite tai PIV tunnetaan myös käänteisenä huippujännitteenä. Se voidaan määritellä milloin diodi kestää suurinta jännitettä päinvastaisessa esijännitetilassa. Jos käytetty jännite on suurempi kuin PIV, diodi tuhoutuu pysyvästi.

PIV = 2 V maks

DC-lähtöjännite

DC o / p -jännite voi näkyä kuormitusvastuksessa (RL) ja se voidaan antaa kuten VDC = 2 Vmax / π .

Missä,

’Vmax’ on suurin toissijainen jännite.

MinäRMS

Täysaaltoisen tasasuuntaajan kuormitusvirran neliön keskiarvo on

MinäRMS= Im√2

VRMS

Täysaalisen tasasuuntaajan o / p-kuormitusjännitteen keskimääräinen neliöarvo on

VRMS= MinäRMS× RL= Im / √2 × RL

Tasasuuntaajan tehokkuus

Tasasuuntaajan tehokkuus voidaan määritellä DC o / p -tehon ja AC i / p -tehon osuutena. Tasasuuntaajan tehokkuus osoittaa, kuinka tehokkaasti muuntaa vaihtovirta tasavirraksi. Kun tasasuuntaajan hyötysuhde on korkea, sitä kutsutaan hyväksi tasasuuntaajaksi, kun taas hyötysuhde on matala, sitten sitä kutsutaan tehottomaksi tasasuuntaajaksi.

Η = lähtö (PDC) / Tulo (PAC)

Tämän tasasuuntaajan hyötysuhde on 81,2% ja se on kaksinkertainen verrattuna puoliaaltosuuntaajaan.

Edut

täysiaallon tasasuuntaajan edut Sisällytä seuraavat.

  • Puolipiiriin verrattuna tällä piirillä on enemmän hyötysuhdetta
  • Tämä piiri käyttää molempia jaksoja, joten o / p-tehossa ei ole menetyksiä.
  • Puoliaaltotasasuuntaajaan verrattuna tämän tasasuuntaajan aaltoilukerroin on pienempi
  • Kun molemmat korjauksessa käytetyt syklit eivät häviä i / p-jännitesignaalissa
  • Voit käyttää neljää yksittäistä tehodiodia täysiaallosillan valmistamiseen, valmiin sillan tasasuuntaajan komponentteja on saatavana hyllyltä useina eri jännite- ja virtakokoina, jotka voidaan juottaa suoraan Piirilevy tai liitettävä lapaliittimillä.
  • Täyden aallon silta antaa meille suuremman keskimääräisen DC-arvon ja vähemmän päällekkäisiä aaltoiluja, kun taas lähtöaaltomuoto on kaksinkertainen tulojännitteen taajuuteen nähden. Siksi nosta sen keskimääräistä tasavirtalähdön tasoa vielä korkeammaksi liittämällä sopiva tasoituskondensaattori siltapiirin lähdön yli.
  • Täysaaltosillan tasasuuntaajan edut ovat, että sillä on pienempi vaihtovirta-arvo annetulle kuormalle ja pienempi säiliö tai tasoituskondensaattori kuin vastaava puoliaaltopiiri. Aaltoilujännitteen perustaajuus on kaksinkertainen AC-syöttötaajuuteen 100Hz, missä puoliaallolle se on täsmälleen sama kuin syöttötaajuus 50Hz.
  • Diodien avulla tasavirtajännitteen päälle asetettava aaltoilujännitteen määrä voidaan käytännössä eliminoida lisäämällä paljon parannettu π-suodatin sillan lähtöliittimiin. Alipäästösuodatin koostuu kahdesta samanarvoisesta tasoituskondensaattorista ja rikastimesta tai induktanssista niiden yli korkean impedanssin polun viemiseksi vaihtelevaan aaltoilukomponenttiin.
  • Vaihtoehtona on käyttää hyllyltä saatavaa 3-terminaalista jännitesäätimen IC: tä, kuten LM78xx, jossa 'xx' tarkoittaa lähtöjänniteluetteloa positiiviselle lähtöjännitteelle tai sen käänteistä vastaavaa arvoa LM79xx negatiiviselle lähtöjännitteelle, joka voi vähentää aaltoilua yli 70dB: n tietolomake ja tuottaa vakiona yli 1 ampeerin lähtövirran.
  • Peruskomponentti on saada DC-jännite komponenteille, jotka toimivat DC-jännitteellä. Voidaan kuvata sen toimintaa täysiaallon tasasuuntaajaprojektina.
  • Se on piirin sydän ja se käyttää diodisiltaa. Kondensaattoreita käytetään aaltoilun poistamiseen. Perustuu DC-jännitteen vaatimukseen.

Haitat

täysiaallon tasasuuntaajan haitat Sisällytä seuraavat.

  • Se käyttää neljää diodia piirin suunnittelussa
  • Tätä virtapiiriä ei käytetä aina, kun pieni jännite on korjattava, koska kahden diodin kytkentä voidaan tehdä sarjaan ja antaa kaksinkertaisen jännitehäviön niiden sisäisen vastuksen takia.
  • Puoliaalloon verrattuna se on monimutkaista.
  • Diodin käänteinen huippujännite on korkea, joten ne ovat suurempia ja kalliimpia.
  • Tämä tasasuuntaaja on monimutkainen sijoittaa keskihana pienikäämityksen päälle.
  • DC o / p on pieni, koska kukin diodi käyttää vain puolet muuntajan toisiojännitteistä.

Sovellukset

täysiaaltotasasuuntaajan sovellukset Sisällytä seuraavat.

  • Tällaista tasasuuntaajaa käytetään pääasiassa moduloivan radiosignaalin amplitudin tunnistamiseen.
  • Sähköhitsauksessa polarisoitu tasajännite voidaan syöttää sillan tasasuuntaajan kautta
  • Sillan tasasuuntaajapiiriä käytetään virtalähdepiirissä erilaisiin sovelluksiin, koska se voi muuntaa jännitteen suuresta vaihtovirrasta pieneksi tasavirraksi.
  • Näitä tasasuuntaajia käytetään virtalähteen toimittamiseen laitteille, jotka toimivat tasajännitteellä, joka on samanlainen kuin LED ja moottori.

Näin ollen kyse on yleiskatsauksesta täysiaallon tasasuuntaajasta, piiristä, työskentelystä, ominaisuuksista, eduista, haitoista ja sen sovelluksista. Tässä on kysymys sinulle, mitkä ovat erityyppiset tasasuuntaajat?