У самом периоду 1880-их започета је идентификација и јединственост исправљача. Напредак исправљача изумио је различите приступе у домену енергетске електронике. Почетна диода која је била коришћена у исправљачу пројектована је 1883. године. Са еволуцијом вакуумских диода која је започета у првим данима 1900-их, дошло је до ограничења у исправљачима. Док су се модификацијама у цевима са живиним луком употреба исправљача проширила на различите опсеге мегавата. А једна врста исправљача је полуталасни исправљач.

Побољшање у вакуумским диодама показало је еволуцију за цеви са живиним луком и ове цеви са живиним луком назване су као исправљачке цеви. Развојем исправљача, многи други материјали су пионири. Дакле, ово је кратко објашњење како су исправљачи развијени и како су се развијали. Дајмо јасно и детаљно објашњење познавања шта је полуталасни исправљач, његовог кола, принципа рада и карактеристика.

“Буттервортхов нископропусни филтер 2. реда ”

Шта је полуталасни исправљач?

Исправљач је електронски уређај који претвара наизменични напон у једносмерни напон. Другим речима, он претвара наизменичну у једносмерну струју. Исправљач се користи у готово свим електронским уређајима. Углавном се користи за претварање мрежног напона у једносмерни напон у напајање одељак. Коришћењем напајања једносмерним напоном електронски уређаји раде. Према периоду провођења исправљачи су класификовани у две категорије: Полуталасни исправљач и Пун таласни исправљач

Конструкција

У поређењу са пуним таласним исправљачем, ХВР је најједноставнији исправљач за конструкцију. Само са једном диодом може се направити конструкција уређаја.

ХВР Цонструцтион

Полуталасни исправљач састоји се од следећих компоненти:

Извор наизменичне струје
Отпорник на делу оптерећења
Диода
Степен-трансформатор

АЦ Соурце

Овај извор струје напаја наизменичну струју у цело коло. Ова наизменична струја је углавном представљена као синусни сигнал.

Степ-Довн трансформатор

Да би се повећао или смањио наизменични напон, обично се користи трансформатор. Како се овде користи силазни трансформатор, он смањује наизменични напон, док када се користи појачавајући трансформатор, он наизменични напон повећава са минималног на високи ниво. У ХВР се користи углавном силазни трансформатор, јер је потребан напон за диоду врло минималан. Када се трансформатор не користи, велика количина наизменичног напона ће проузроковати оштећење диоде. Док се у неколико ситуација може користити и појачавајући трансформатор.

У опадајућем уређају, секундарни намотај има минималне завоје од оног на примарном намотају. Због тога, силазни трансформатор смањује ниво напона са примарног на секундарни намотај.

Диоде

Коришћење диоде у полуталасном исправљачу омогућава проток струје само у једном смеру, док зауставља ток струје у другом правцу.

Отпорник

Ово је уређај који блокира проток електричне струје само до одређеног нивоа.

Ово је конструкција полуталасног исправљача .

Рад полуталасног исправљача

Током позитивног полуциклуса, диода је под условом одступања прослеђивања и проводи струју до РЛ (отпор оптерећења). На оптерећењу се развија напон, који је једнак улазном наизменичном сигналу позитивног полуциклуса.

Алтернативно, током негативног полуциклуса, диода је под условом обрнутог предрасуда и нема протока струје кроз диоду. Преко оптерећења појављује се само улазни напон наизменичне струје и то је нето резултат који је могућ током позитивног полуциклуса. Излазни напон пулсира једносмерни напон.

Исправљачки кругови

Једнофазни кругови или вишефазни кругови спадају под исправљачки кругови . За домаће примене користе се једнофазни исправљачки кругови мале снаге, а индустријске ХВДЦ апликације захтевају трофазно исправљање. Најважнија примена а ПН спојна диода је исправљање и то је процес претварања АЦ у ДЦ.

Исправљање у пола таласа

У једнофазном полуталасном исправљачу тече негативна или позитивна половина наизменичног напона, док је друга половина наизменичног напона блокирана. Отуда излаз прима само половину АЦ таласа. За једнофазно полуталасно исправљање потребна је једна диода и три диоде за трофазно напајање. Полуталасни исправљач ствара већу количину таласастог исправљача, а за уклањање хармоника потребно је много више филтрирања.

Једнофазни полуталасни исправљач

За синусни улазни напон излазни једносмерни напон празног хода за идеалан полуталасни исправљач је

Врмс = Впеак / 2

Вдц = Впеак / ᴨ

Где

Вдц, Вав - једносмерни излазни напон или просечни излазни напон
Впеак - вршна вредност улазног фазног напона
Врмс - излазни напон средње квадратне вредности

Рад полувалног исправљача

ПН спојна диода проводи само током услова предњег предрасуда. Полуталасни исправљач користи исти принцип као и ПН спојна диода и тако претвара АЦ у ДЦ. У полуталасном исправљачком колу отпор оптерећења повезан је у серију са ПН спојном диодом. Наизменична струја је улаз полуталасног исправљача. Степен-трансформатор узима улазни напон и резултујући излаз трансформатор даје се отпорнику оптерећења и диоди.

Рад ХВР-а објашњен је у две фазе које су

Позитиван полуталасни процес
Негативни полуталасни процес

Позитиван полуталас

Када је фреквенција 60 Хз као улазни наизменични напон, силазни трансформатор то смањује на минимални напон. Дакле, на секундарном намотају трансформатора ствара се минимални напон. Овај напон на секундарном намотају назива се секундарним напоном (Вс). Минимални напон се напаја као улазни напон диоде.

Када улазни напон достигне диоду, у тренутку позитивног полуциклуса, диода прелази у услов пристраности унапред и дозвољава проток електричне струје, док се, у тренутку негативног полуциклуса, диода помера у стање негативног преднапона и омета ток електричне струје. Позитивна страна улазног сигнала који се примењује на диоду је иста као и напред једносмерни напон који се примењује на П-Н диоду. На исти начин, негативна страна улазног сигнала који се примењује на диоду је иста као и обрнути једносмерни напон који се примењује на П-Н диоду

Дакле, било је познато да диода проводи струју у унапред пристрасном стању и омета проток струје у реверзно пристрасном стању. На исти начин, у кругу наизменичне струје, диода омогућава проток струје током трајања циклуса + ве и блокира проток струје у тренутку циклуса -ве. Доласком на + ве ХВР, он неће у потпуности ометати -ве полуциклусе, дозвољава неколико сегмената -ве полуциклуса или дозвољава минималну негативну струју. Ово је тренутна генерација због мањинских носача наелектрисања који се налазе у диоди.

Производња струје кроз ове мањинске носаче наелектрисања је врло минимална и зато се може занемарити. Овај минимални део -ве полуциклуса није у стању да примети на делу оптерећења. У практичној диоди се сматра да је негативна струја ’0’.

Отпорник на делу оптерећења користи једносмерну струју коју производи диода. Дакле, отпорник се назива отпором електричног оптерећења где се једносмерни напон / струја израчунава преко овог отпорника (Р_Л). Излаз електричне енергије се сматра електричним фактором кола који користи електричну струју. У ХВР, отпорник користи струју произведену диодом. Због тога се отпорник назива отпорник оптерећења. Тхе Р._Лу ХВР-у се користи за ограничење или ограничење додатне једносмерне струје коју генерише диода.

Дакле, закључено је да је излазни сигнал у полуталасном исправљачу континуални + више полуциклуса који су синусоидног облика.

Негативни полуталас

Рад и конструкција полуталасног исправљача на негативан начин готово је идентичан позитивном полуталасном исправљачу. Једини сценарио који ће овде бити промењен је правац диоде.

Када улазни напон достигне диоду, у време негативног полуциклуса, диода прелази у услов преднапона и дозвољава проток електричне струје, док у тренутку позитивног полуциклуса диода прелази у негативни услов пристраности и омета ток електричне струје. Негативна страна улазног сигнала који се примењује на диоду је иста као и напред једносмерни напон који се примењује на П-Н диоду. На исти начин, позитивна страна улазног сигнала који се примењује на диоду је иста као и обрнути једносмерни напон који се примењује на П-Н диоду

Дакле, било је познато да диода проводи струју у обрнуто пристрасном стању и омета ток струје у унапред пристрасном стању. На исти начин, у кругу наизменичне струје, диода омогућава проток струје током трајања -ве циклуса и блокира проток струје у време + ве циклуса. Дошавши до -ве ХВР, он неће у потпуности ометати + ве полуциклуса, омогућава неколико сегмената од + ве полуциклуса или омогућава минималну позитивну струју. Ово је тренутна генерација због мањинских носача наелектрисања који се налазе у диоди.

Производња струје кроз ове мањинске носаче наелектрисања је врло минимална и зато се може занемарити. Овај минимални удео од + ве полуциклуса није у стању да примети на делу оптерећења. У практичној диоди се сматра да је позитивна струја ’0’.

У идеалној диоди чини се да су + ве и -ве полуциклуси на излазном одељку слични + ве и -ве полуциклусу, али у практичним сценаријима + ве и -ве полуциклуси се понешто разликују од улазних циклуса а ово је занемарљиво.

Дакле, закључено је да је излазни сигнал у полуталасном исправљачу континуирани -ве полуциклуси синусног облика. Дакле, излаз полуталасног исправљача је континуирани + ве и -ве синусни сигнали, али не чисти ДЦ сигнал и у пулсирајућем облику.

Рад полуталасног исправљача

Ова пулсирајућа једносмерна вредност се мења кроз кратак временски период.

Рад полуталасног исправљача

Током позитивног полуциклуса, када је секундарни намотај горњег краја позитиван у односу на доњи крај, диода је под усмерењем преусмеравања и проводи струју. Током позитивних полуциклуса улазни напон се примењује директно на отпор оптерећења када се претпоставља да је отпор диоде унапред нула. Таласни облици излазног напона и излазне струје исти су као и таласи улазног напона наизменичне струје.

Током негативног полуциклуса, када је секундарни намотај доњег краја позитиван у односу на горњи крај, диода је под условом обрнутог предрасуда и не проводи струју. Током негативног полуцикла, напон и струја на оптерећењу остају нула. Величина реверзне струје је врло мала и она се занемарује. Дакле, током негативног полуциклуса не долази до напајања.

Низ позитивних полуциклуса је излазни напон који се развија преко отпора оптерећења. Излаз је пулсирајући једносмерни талас и за израду глатких излазних таласа користе се филтри који би требало да буду преко оптерећења. Ако је улазни талас полуцикла, тада је познат као полуталасни исправљач.

Трофазни полуталасни исправљачки кругови

Трофазном полуталасном неконтролисаном исправљачу потребне су три диоде, свака повезана на фазу. Трофазно исправљачко коло пати од велике количине хармонских изобличења и на једносмерним и на наизменичним везама. Постоје три различита импулса по циклусу на излазном напону једносмерне стране.

Трофазни ХВР се углавном користи за претварање трофазне снаге наизменичне струје у трофазну једносмерну снагу. При томе се на месту диода користе преклопници који се називају неконтролисани прекидачи. Овде неконтролисани прекидачи одговарају да не постоји приступ регулисању времена укључивања и искључивања прекидача. Овај уређај је направљен помоћу трофазног напајања које је повезано са трофазним трансформатором где секундарни намотај трансформатора увек има звездасту везу.

Овде се следи само звездана веза из разлога што је неутрална тачка неопходна да би се поново повезао терет са секундарним намотајем трансформатора, нудећи тако смер повратка за проток снаге.

Општа конструкција трофазног ХВР која пружа чисто отпорно оптерећење приказана је на доњој слици. У грађевинском пројекту, свака фаза трансформатора означена је као појединачни извор наизменичне струје.

Ефикасност добијена трофазним трансформатором износи скоро 96,8%. Иако је ефикасност трофазног ХВР већа од једнофазне ХВР, мања је од перформанси трофазног пуноталасног исправљача.

Трофазни ХВР

Карактеристике полуталасног исправљача

Карактеристике полуталасног исправљача за следеће параметре

ПИВ (вршни инверзни напон)

Током обрнуто пристрасног стања, диода мора да издржи због свог максималног напона. Током негативног полуциклуса кроз терет не протиче струја. Дакле, на диоди се појављује читав напон јер долази до пада напона без отпора оптерећења.

ПИВ полуталасног исправљача = В_СМАКС

Ово је ПИВ полуталасног исправљача .

Просечне и вршне струје у диоди

Под претпоставком да напон на секундару трансформатора буде синусни и његова вршна вредност је В_СМАКС. Тренутни напон који се даје полуталасном исправљачу је

Вс = В_СМАКСБез мас

“шта је статор мотора ”

Струја која протиче кроз отпор оптерећења је

Ја_МАКС= В_СМАКС/ (Р._Ф+ Р._Л)

Регулација

Регулација је разлика између напона празног хода до напона пуног оптерећења у односу на напон пуног оптерећења, а процентуална регулација напона дата је као

% Регулација = {(Вно-лоад - Вфулл-лоад) / Вфулл-лоад} * 100

Ефикасност

Однос улазног и излазног једносмерног напона познат је као ефикасност (?).

? = Пдц / Пац

Једносмерна снага која се испоручује на терет је

Пдц = И.^два_дцР._Л= (И_МАКС/ ᴨ)^дваР._Л

Улазна снага наизменичне струје у трансформатор,

Пац = расипање снаге у отпору оптерећења + расипање снаге у спојној диоди

= И^два_рмсР._Ф+ И^два_рмсР._Л= {И^два_МАКС/ 4} [Р._Ф+ Р._Л]

? = Пдц / Пац = 0,406 / {1 + Р_Ф/ Р._Л}

Ефикасност полуталасног исправљача је 40,6% када је Р_Фје занемарено.

Фактор таласа (γ)

Таласни садржај се дефинише као количина АЦ садржаја присутног у излазном једносмерном напону. Ако је фактор таласа мањи, перформансе исправљача биће веће. Вредност фактора таласа је 1,21 за полуталасни исправљач.

Једносмерна снага коју генерише ХВР није тачан једносмерни сигнал, већ пулсирајући једносмерни сигнал и у пулсирајућем ДЦ облику постоје таласи. Ове валове се могу смањити употребом филтарских уређаја попут индуктора и кондензатора.

За израчунавање броја мрешкања у једносмерном сигналу користи се фактор који се назива фактор таласа који је представљен као γ . Када је фактор таласа висок, он показује продужени пулсирајући ДЦ талас, док минимални фактор таласа показује минимални пулсирајући ДЦ талас,

Када је вредност γ врло минимална, то значи да је излазна једносмерна струја готово иста као чист једносмерни сигнал. Дакле, може се констатовати да што је нижи фактор таласа, једносмерни сигнал је глаткији.

У математичком облику, овај фактор таласа означен је као однос РМС вредности АЦ секције према једносмерној деоници излазног напона.

Фактор таласа = РМС вредност АЦ секције / РМС вредност ДЦ секције

Ја^два= И^два_дц+ И^два₁+ И^два_два+ И^два₄= И^два_дц+ И^два_и

γ = Ја_и/ И_дц= (И^два- Ја^два_дц) / И_дц= {(И_рмс/ И^два_дц) / Идц = {(И._рмс/ И^два_дц) -1} = к_ф^два-1)

Где је кф - фактор облика

кф = Ирмс / Иавг = (Имак / 2) / (Имак / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1,57

Тако, ц = (1,572 - 1) = 1,21

Фактор употребе трансформатора (ТУФ)

Дефинисан је као однос изменичне снаге испоручене према оптерећењу и номиналној вредности секундарне наизменичне струје трансформатора. ТУФ полуталасног исправљача је око 0,287.

“како програмирати микро контролер ”

ХВР са кондензаторским филтером

Према општој теорији о којој је горе дискутовано, излаз полуталасног исправљача је пулсирајући једносмерни сигнал. Ово се добија када се ХВР користи без примене филтера. Филтери су уређај који се користи за трансформисање пулсирајућег једносмерног сигнала у стабилне једносмерне сигнале, што значи (претварање пулсирајућег сигнала у глатки сигнал). То се може постићи потискивањем валова једносмерне струје који се дешавају у сигналу.

Иако се ови уређаји могу теоретски користити без филтера, али би требало да буду примењени за било коју практичну примену. Како ће једносмерном апарату бити потребан стабилан сигнал, пулсирајући сигнал мора се претворити у глатки да би се могао користити за стварне примене. То је разлог зашто се ХВР користи са филтером у практичним сценаријима. На месту филтера може се користити индуктор или кондензатор, али ХВР са кондензатором је најчешће кориштен уређај.

Слика испод објашњава шему конструкције конструкције полуталасни исправљач са кондензаторским филтером и како ублажава пулсирајући једносмерни сигнал.

Предности и мане

У поређењу са пуним таласним исправљачем, полуталасни исправљач није толико запослен у апликацијама. Иако има мало користи од овог уређаја. Тхе предности полуталасног исправљача су :

Јефтино - јер се користи минималан број компонената
Једноставно - из разлога што је дизајн кола потпуно једноставан
Једноставна за употребу - Како је конструкција лака, тако ће и употреба уређаја бити тако поједностављена
Мали број компонената

Тхе недостаци полуталасног исправљача су:

На делу оптерећења, излазна снага је укључена и са једносмерном и наизменичном компонентом где је основни ниво фреквенције сличан нивоу фреквенције улазног напона. Такође, биће повећан фактор таласа, што значи да ће бука бити велика, а потребно је продужено филтрирање да би се обезбедио константан излаз једносмерне струје.
Како ће се напајање испоручивати само у време једног полуциклуса улазног наизменичног напона, њихове перформансе исправљања су минималне, а такође ће и излазна снага бити мања.
Полуталасни исправљач има минимални фактор искоришћења трансформатора
На језгру трансформатора долази до засићења једносмерном струјом где то резултира струјом магнетирања, губицима у хистерези, а такође и развојем хармоника.
Количина једносмерне енергије која се испоручује са полуталасног исправљача није довољна да генерише чак и општу количину напајања. Док се ово може користити за неколико апликација, попут пуњења батерија.

Апликације

Главни примена полуталасног исправљача је добијање наизменичне струје од једносмерне енергије. Исправљачи су углавном запослени у унутрашњим круговима извора напајања у скоро свим електронским уређајима. У изворима напајања исправљач се генерално налази на серијски начин, тако да се састоји од трансформатора, филтра за заглађивање и регулатора напона. Неколико других примена ХВР су:

Имплементација исправљача у напајање омогућава претварање наизменичне струје у једносмерну. Мостни исправљачи се широко користе за велике примене, где имају способност претварања наизменичног напона на високи ниво у минимални једносмерни напон.
Имплементација ХВР-а помаже у постизању потребног нивоа једносмерног напона помоћу силазних или појачавајућих трансформатора.
Овај уређај се користи и за заваривање гвожђа врсте кола а такође се користи у средству против комараца да потисне олово за испарења.
Користи се на АМ радио уређају у сврху откривања
Користи се као кругови за пуцање и стварање импулса
Примењено у појачивачима напона и модулационим уређајима.

Ово је све о Полу-таласни исправљачки круг и рад са његовим карактеристикама. Верујемо да су информације дате у овом чланку корисне за вас за боље разумевање овог пројекта. Даље, за било каква питања у вези са овим чланком или било какву помоћ у примени електрични и електронски пројекти , можете нам се слободно обратити коментаришући у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, која је главна функција полуталасног исправљача?