Historisk er det mere rentabelt og billigere at modtage elektricitet i form af vekselstrøm genereret af kraftværksgeneratorer. En sådan repræsentation gjorde det muligt effektivt at transmittere det over store afstande. I den modtagende ende blev det omdannet til en enfasespænding, der er praktisk for forbrugerne, og i denne form trådte den ind i strømledningen. Imidlertid har de fleste moderne strømmodtagers interne kredsløb brug for konstant strømforsyning, hvis værdi er valgt fra en standardserie af værdier på 5, 9, 12, 24, 36 eller 48 volt. For at opnå dem måtte en speciel spændingsudretter (for eksempel 24 volt) indføres i kredsløbet for elektroniske enheder.
Princippet om ensretterens drift
For en klar forståelse af driftsprincippet for en jævnretter, skal du først overveje, at halvlederelementer (dioder) bruges til at udligne en vekslende spænding. Deres kendetegn er evnen til at lede strøm i kun en retning. På grund af denne egenskab vil vekslingsspændingen, der påføres dem ved udgangen, have form af positive pulsationer med de nedre halvdele af halv-oscillationsperioden afbrudt. Med positive halvbølger vil en strøm strømme gennem dioden, hvilket er grundlaget for dannelsen af en konstant strømforsyning. For at få det kræves yderligere elektriske elementer.
Enhver nuværende ensretter indeholder følgende hovednoder:
- En trin-ned-transformer, der konverterer 220 volt til den ønskede værdi;
- et sæt dioder (bro);
- udjævning (filtrering) kondensator;
- stabilisator fremstillet på basis af transistorelementer.
Der er mange muligheder for elektroniske ensretter, der adskiller sig i antal og metode til tilslutning af dioder såvel som deres driftsparametre. Af særlig interesse er de forskellige tilgange til inkludering af diodeelementer i kredsløbet. Justeringsanordningens stabiliserende kaskade er samlet på transistorkontakter, kaldet elektroniske relæer.
Typer af ensretter
Afhængigt af metoden til at tænde for halvlederdioder er alle vekselrettere opdelt i følgende typer:
- halvbølge (halvbølge);
- to-halv-bølge (fuld-bølge med et midtpunkt eller Mitkevich-skema);
- Gretz-bro eller ensretter;
- ensretter med fordobling af driftsspændingen og andre, mindre almindelige kredsløb.
Half-wave switching er den enkleste metode, der bruges til at udligne vekselstrøm. Et andet navn er nul ensretter kredsløb.
Ved hjælp af enheder i denne klasse er det muligt kun at få en pulserende (kun brugt halvdel) udgangsstrøm. Ordninger baseret på halvbølgeprincippet er kendetegnet ved lav konverteringseffektivitet og bruges sjældent. Deres halvbølge-modstykker indeholder to dioder og tilvejebringer halvbølgekorrektion af begge polariteter. De er mere effektive og bruges i enkle strømforsyninger.
Enfasede bro-ensrettere, de såkaldte Gretz-kredsløb med 4 dioder, er kendetegnet ved høj effektivitet, hvilket forstås som effektiviteten ved at bruge den strøm, der modtages fra transformeren.
Spændingen ved udgangen fra halvleder ensretterbroerne er et godt grundlag for efterfølgende udjævning og stabilisering - for at opnå jævnstrøm.
De bruges i vid udstrækning i enheder med forøget energiintensitet, såsom generatorer med udgangsspænding fra titusinder til hundreder af volt. Deres fordele inkluderer:
- lav omvendt spænding (Volta fraktioner);
- små dimensioner;
- høj effektivitet ved anvendelse af en transformer (i sammenligning med Mitkevich-ordningen).
En betydelig ulempe ved brokredsløb er det dobbelte spændingsfald over dioderne, som tvinger dem til at vælge udgangsparametre for transformeren med en margen under deres udvikling. Denne del af den brugbare kraft går derefter tabt ved krydset mellem de fire dioder.
Typer af ensretter efter funktionalitet
I henhold til deres formål og funktionalitet er kendte ensretterprøver opdelt i enfase- og trefaseanordninger. Førstnævnte bruges i det elektriske netværk i boligblokke og private huse og er beregnet til strømforsyning til husholdningsapparater. De andet er et elektronisk modul på 3 enheder af samme type, der er fremstillet i henhold til et af følgende skemaer:
- enscyklus ensretter;
- push-pull-systemer;
- kombinerede moduler: med to trefasede viklinger med parallel- og serieforbindelse af dioder.
Anvendelsen af en-cyklus transformationsskemaer er begrænset på grund af den rigtige spændings lave effektivitet. Deres push-pull-analoger er vidt brugt i jævnstrømsmotorer og andre elektriske maskiner, der indeholder børsteenheder i deres design. Ud over de klassiske ensrettere, der er beregnet til installation i kommutatormotorer, er der skemaer, der kan øge udgangsspændingen flere gange. Et specielt tilfælde af sådanne løsninger er en spændingsfordoblende ensretter.
Likretterkredsløb med spændingsfordobling adskiller sig kun i detaljer fra de allerede overvejede optioner. Sådanne enheder kaldes almindeligvis multiplikatorer, der let samles med deres egne hænder.
Grundlæggende forhold ved beregning af ensretteren
For at beregne en 2-halvbølge-ensretter valgt som et eksempel, skal du kende følgende startdata:
- indgangsspænding, der virker i transformatorens sekundære vikling;
- strøm i dioder, der strømmer i kredsløbet under hensyntagen til belastningen;
- kapacitans af en elektrolytisk kondensator valgt på basis af en given rippeludjævningskoefficient;
- maksimal spænding på det.
Det er vigtigt at overveje spændingsfaldet over faststofdioder i åben tilstand.
De beregnede forhold for dette tilfælde præsenteres i følgende form.
- Strømmen i transformatorvikling er lig i størrelse med dens maksimale værdi i belastningen (Iobm = Inagr).
- Spændingen i sekundærviklingen i tomgangstilstand er U2≈ 0,75Uload.
- Justeringsdioder anbefales med følgende parametre: Ureb> 3.14Unag og Imax> 1.57Inag.
Likrettere er vidt brugt inden for forskellige områder inden for elektroteknik og elektronik, herunder moderne kontrolsystemer. Derfor er det så vigtigt at forstå, hvad de nuværende ensrettere er, og hvad deres sorter bruges til at bygge de mest effektive kredsløb.
