Historiskt sett är det mer lönsamt och billigare att få el i form av växelström som genereras av kraftstationsgeneratorer. En sådan representation gjorde det möjligt att effektivt överföra den över stora avstånd. I den mottagande änden omvandlades den till en enfasspänning, bekväm för konsumenterna, och kom i denna form in i kraftledningen. De interna kretsarna för de flesta moderna strömmottagare behöver emellertid konstant strömförsörjning, vars värde väljs från en standardserie av värden på 5, 9, 12, 24, 36 eller 48 volt. För att få dem måste en speciell spänningslikriktare (till exempel 24 volt) införas i kretsen för elektroniska enheter.
Principen för likriktarens funktion
För en tydlig förståelse av funktionsprincipen för en likriktare måste du först beakta att halvledarelement (dioder) används för att korrigera en växelspänning. Deras kännetecken är förmågan att leda ström i en enda riktning. På grund av denna egenskap kommer växelspänningen som appliceras på dem vid utgången att ha formen av positiva krusningar med de nedre halvorna av halvsvingningsperioden avbruten. Med positiva halvvågor kommer en ström att flyta genom dioden, vilket är grunden för bildandet av en konstant strömförsörjning. För att få det behövs ytterligare elektriska element.
Alla nuvarande likriktare innehåller följande huvudnoder:
- En nedtransformator som omvandlar 220 volt till önskat värde;
- en uppsättning dioder (bro);
- utjämning (filtrering) kondensator;
- stabilisator tillverkad på basis av transistorelement.
Det finns många alternativ för elektroniska likriktare, olika i antal och metod för anslutning av dioderna, liksom deras driftsparametrar. Av särskilt intresse är de olika metoderna för införande av diodelement i kretsen. Likriktarenhetens stabiliserande kaskad är monterad på transistoromkopplare, kallade elektroniska reläer.
Typer av likriktare
Beroende på metoden för att slå på halvledardioder, är alla växelriktare indelade i följande typer:
- halvvåg (halvvåg);
- två-halvvåg (helvåg med mittpunkt eller Mitkevich-schema);
- Gretzbro eller likriktare;
- likriktare med fördubbling av driftspänningen och andra, mindre vanliga kretsar.
Halvvågsväxling är den enklaste metoden som används för att korrigera växelström. Ett annat namn är nolllikriktarkrets.
Med hjälp av enheter i denna klass är det möjligt att endast erhålla en pulserande (endast hälften) utgångsström. Planer baserade på halvvågsprincipen kännetecknas av låg omvandlingseffektivitet och används sällan. Deras halvvågs motsvarigheter inkluderar två dioder och ger halvvågskorrigering av båda polariteterna. De är effektivare och används i enkla strömförsörjningar.
Enfasiga bryggriktare, de så kallade Gretz-kretsarna med 4 dioder, kännetecknas av hög effektivitet, vilket förstås som effektiviteten för att använda den effekt som mottas från transformatorn.
Spänningen vid utgången från halvledarriktningsbryggorna är en bra bas för efterföljande utjämning och stabilisering - för att erhålla likström.
De används ofta i apparater med ökad energiintensitet såsom generatorer med utgångsspänningar från tiotals till hundratals volt. Deras fördelar inkluderar:
- låg bakspänning (Volta-fraktioner);
- små dimensioner;
- hög effektivitet för att använda en transformator (i jämförelse med Mitkevich-schemat).
En betydande nackdel med bryggkretsar är det dubbla spänningsfallet över dioderna, vilket tvingar dem att välja transformatorns utgångsparametrar med en marginal under deras utveckling. Denna del av den användbara kraften förloras sedan vid korsningarna mellan de fyra dioderna.
Typer av likriktare efter funktionalitet
Enligt deras syfte och funktionalitet delas kända likriktareprover upp i enfas- och trefasanordningar. De förstnämnda används i elektriska nätverk av hyreshus och privata hus och är avsedda att driva hushållsapparater. De andra är en elektronisk modul med 3 enheter av samma typ, tillverkade enligt ett av följande scheman:
- enscykelriktare;
- push-pull-system;
- kombinerade moduler: med två trefaslindningar med parallell- och seriekoppling av dioder.
Användningen av transformationsscheman med en cykel är begränsad på grund av den likriktade spänningens låga effektivitet. Deras push-pull-analoger används ofta i likströmsmotorer och andra elektriska maskiner som innehåller borsteenheter i sin design. Förutom de klassiska likriktarna som är konstruerade för installation i kommutatormotorer finns det scheman som kan öka utspänningen flera gånger. Ett speciellt fall av sådana lösningar är en likspänningsdubblande likriktare.
Likriktarkretsen med spänningsfördubbling skiljer sig bara i detaljer från de övervägda alternativen. Sådana enheter kallas vanligtvis multiplikatorer, som enkelt kan monteras med sina egna händer.
Grundläggande förhållanden vid beräkningen av likriktaren
För att beräkna en 2-halvvågslikriktare vald som ett exempel måste du känna till följande initialdata:
- ingångsspänning som verkar i transformatorns sekundära lindning;
- ström i dioder som strömmar i kretsen med hänsyn till belastningen;
- kapacitans för en elektrolytisk kondensator, vald baserad på en given rippelutjämningskoefficient;
- maximal spänning på den.
Det är viktigt att beakta spänningsfallet över fast tillståndsdioder i öppet tillstånd.
De beräknade förhållandena för detta fall presenteras i följande form.
- Strömmen i transformatorns lindning är lika stor som sin maximala värde i lasten (Iobm = Inagr).
- Spänningen i sekundärlindningen i viloläge är U2≈ 0,75Uload.
- Likriktningsdioder rekommenderas att tas med följande parametrar: Uobr> 3.14Unag och Imax> 1.57Inag.
Likriktare används ofta inom olika områden inom elektroteknik och elektronik, inklusive moderna styrsystem. Därför är det så viktigt att förstå vad nuvarande likriktare är och vad deras sorter används för att bygga de mest effektiva kretsarna.
