Din punct de vedere istoric, este mai rentabil și mai ieftin să obțineți energie electrică sub formă de curent alternativ generat de generatoarele de centrale. O astfel de reprezentare a făcut posibilă transmiterea ei eficientă pe distanțe mari. La capătul de primire, a fost transformată într-o tensiune monofazată, convenabilă pentru consumatori, iar în această formă a intrat în linia electrică. Cu toate acestea, circuitele interne ale majorității receptoarelor moderne de energie au nevoie de alimentare constantă, a cărei valoare este selectată dintr-o serie standard de valori de 5, 9, 12, 24, 36 sau 48 de volți. Pentru a le obține, a fost introdus în circuitul dispozitivelor electronice un redresor special de tensiune (pentru 24 de volți, de exemplu).
Principiul funcționării redresorului
Pentru o înțelegere clară a principiului de funcționare a unui redresor continuu, mai întâi va trebui să luați în considerare faptul că elementele semiconductoare (diode) sunt utilizate pentru a rectifica o tensiune alternativă. Caracteristica lor distinctivă este capacitatea de a conduce curent într-o singură direcție. Datorită acestei proprietăți, tensiunea alternativă aplicată acestora la ieșire va avea forma de pulsări pozitive, cu jumătățile inferioare ale perioadei de jumătate de oscilație. Cu jumătăți de undă pozitive, un curent va curge prin diodă, care este baza pentru formarea unei surse de alimentare constante. Pentru a obține, sunt necesare elemente electrice suplimentare.
Orice redresor curent încorporează următoarele noduri principale:
- Un transformator descendent care transformă 220 volți la valoarea dorită;
- un set de diode (pod);
- netezire (filtrare) condensator;
- stabilizator realizat pe baza elementelor tranzistorului.
Există numeroase opțiuni pentru redresoarele electronice, care diferă în ceea ce privește numărul și metoda de conectare a diodelor, precum și parametrii lor de funcționare. De interes deosebit sunt diferitele abordări pentru includerea elementelor diodei în circuit. Cascada de stabilizare a dispozitivului redresor este asamblată pe comutatoare tranzistoare, numite relee electronice.
Tipuri de redresoare
În funcție de metoda de pornire a diodelor cu semiconductor, toate redresoarele AC sunt împărțite în următoarele tipuri:
- jumătate de undă (jumătate de undă);
- două jumătăți de undă (undă completă cu un punct de mijloc sau schema lui Mitkevich);
- Pod sau redresoare Gretz;
- redresoare cu dublarea tensiunii de operare și a altor circuite mai puțin obișnuite.
Comutarea cu jumătate de undă este cea mai simplă metodă folosită pentru rectificarea curentului alternativ. Un alt nume este circuitul rectificatorului zero.
Folosind dispozitive din această clasă, este posibil să obțineți doar un curent de ieșire pulsant (folosit doar jumătate). Schemele bazate pe principiul jumătății de undă se caracterizează printr-o eficiență redusă a conversiilor și sunt rareori utilizate. Omologii lor cu jumătate de undă includ două diode și asigură o rectificare a jumătății de undă a ambelor polarități. Sunt mai eficiente și sunt utilizate la alimentări simple.
Redresoarele de punte monofazate, așa-numitele circuite Gretz cu 4 diode, sunt caracterizate printr-o eficiență ridicată, care este înțeleasă ca eficiența utilizării puterii primite de la transformator.
Tensiunea la ieșirea punților de redresare a semiconductorului este o bază bună pentru netezirea și stabilizarea ulterioară - pentru a obține curent continuu.
Sunt utilizate pe scară largă în dispozitive cu intensitate energetică crescută, cum ar fi generatoarele cu tensiuni de ieșire de la zeci până la sute de volți. Avantajele lor includ:
- tensiune inversă joasă (fracții Volta);
- dimensiuni mici;
- eficiență ridicată a utilizării unui transformator (în comparație cu schema Mitkevich).
Un dezavantaj semnificativ al circuitelor punte este căderea de tensiune dublă în diode, ceea ce îi obligă să selecteze parametrii de ieșire a transformatorului cu o marjă în timpul dezvoltării lor. Această parte a puterii utile este apoi pierdută la joncțiunile celor patru diode.
Tipuri de redresoare după funcționalitate
În funcție de scopul și funcționalitatea lor, probele de redresare cunoscute sunt împărțite în dispozitive monofazate și trifazate. Primele sunt utilizate în rețelele electrice ale clădirilor de apartamente și case private și sunt destinate alimentării electrocasnicelor. Al doilea este un modul electronic format din 3 unități de același tip, fabricat conform uneia dintre următoarele scheme:
- redresoare cu un singur ciclu;
- sisteme push-pull;
- module combinate: cu două înfășurări trifazate cu conectare paralelă și în serie a diodelor.
Utilizarea schemelor de transformare cu un singur ciclu este limitată datorită eficienței scăzute a tensiunii redresate. Analogii lor push-pull sunt utilizate pe scară largă în motoarele cu curent continuu și în alte mașini electrice care conțin ansambluri cu perii în proiectarea lor. În plus față de redresoarele clasice proiectate pentru instalarea în motoarele comutatorului, există scheme care pot crește tensiunea de ieșire de mai multe ori. Un caz special al unor astfel de soluții este un redresor de dublare a tensiunii.
Circuitul redresor cu dublarea tensiunii diferă doar în detalii de opțiunile deja luate în considerare. Astfel de dispozitive sunt numite în mod obișnuit multiplicatori, care sunt ușor asamblate cu propriile mâini.
Relații de bază la calcularea redresorului
Pentru a calcula un redresor cu 2 jumătăți de undă selectat ca exemplu, trebuie să știți următoarele date inițiale:
- tensiunea de intrare care acționează în înfășurarea secundară a transformatorului;
- curent în diode care curg în circuit ținând cont de sarcină;
- capacitatea unui condensator electrolitic, selectat pe baza unui coeficient de netezire a ondulării dat;
- tensiunea maximă pe ea.
Este important să se ia în considerare căderea de tensiune în diodele în stare solidă în stare deschisă.
Rapoartele calculate pentru acest caz sunt prezentate în formularul următor.
- Curentul înfășurării transformatorului este egal ca mărime cu valoarea sa maximă în sarcină (Iobm = Inagr).
- Tensiunea în înfășurarea secundară în regim de ralanti este U2≈ 0,75Uload.
- Diodele redresoare sunt recomandate cu următorii parametri: Ureb> 3.14Unag și Imax> 1.57Inag.
Rectificatoarele sunt utilizate pe scară largă în diverse domenii ale ingineriei electrice și electronice, inclusiv în sistemele moderne de control. Prin urmare, este atât de important să înțelegem care sunt redresoarele de curent și care sunt soiurile lor utilizate pentru a construi cele mai eficiente circuite.
