Ako opravuje AC

Ako viete, elektrárne vyrábajú striedavý prúd. AC ľahko prevádza pomocou transformátorov, je prenášaný drôtom s minimálnymi stratami, veľa elektrických motorov pracuje na striedavý prúd, nakoniec, všetky priemyselné a domáce siete dnes pracujú na striedavý prúd.

Pre niektoré aplikácie je však striedavý prúd v zásade nevhodný. Batérie je potrebné nabíjať jednosmerným prúdom, elektrolytické zariadenia sú napájané jednosmerným prúdom, svetelné diódy vyžadujú jednosmerný prúd a stále je potrebné robiť viac bez jednosmerného prúdu, nehovoriac o pôvodne používaných pomôckach batérie, Tak či onak, niekedy je potrebné extrahovať jednosmerný prúd zo striedavého prúdu jeho konverziou, aby sa vyriešil tento problém, ktorý sa uchýlili k náprave striedavého prúdu.

Na nápravu použitia striedavého prúdu usmerňovače diód, Najjednoduchší usmerňovací obvod obsahujúci iba jeden polovodičová diódasa nazýva usmerňovač polvlny. Striedavý prúd tu prechádza primárnym vinutím transformátora, ktorého sekundárne vinutie je spojené s anódou diódy jedným výstupom a záťažový obvod s druhým, ktorý je zase spojený s katódou diódy, uzatvára sekundárny obvod transformátora.

Zvážte, čo sa stane v prvom okamihu, keď je kladné napätie pripojené k anóde diódy vzhľadom na jej katódu, pôsobiace počas prvej polovice periódy striedavého prúdu.

V tomto okamihu sa elektróny pohybujú od katódy k anóde diódy, cez drôt sekundárneho vinutia transformátora, cez induktor a potom cez záťaž - takto sa obvod uzavrie. Keď sa začne opačný polovičný cyklus, elektróny nemôžu prenikať z anódy do katódy, preto počas tohto polčasu v obvode nie je prúd. S nástupom nasledujúceho pol cyklu sa proces opakuje.

Pretože prúd v obvode tečie iba počas jednej z polperiód, tento typ rektifikácie sa nazýva usmernenie s polovičnou vlnou. A vzhľadom k tomu, že počas záporných polperiód sa prúd nedostane do záťažového obvodu, jeho tvar sa javí ako pulzujúci, pretože pôsobí v jednom smere, aj keď sa mení vo veľkosti.

V tomto obvode sa používa vyhladzovací filter pozostávajúci z tlmivky (induktora) a kondenzátorov, aby sa znížilo zvlnenie pri záťaži a aby bol prúd takmer dokonale konštantný. Filtračný obvod prakticky neumožňuje zložke filtra prejsť do záťaže, prechádza iba konštantnou zložkou.

Cievka má indukčný odpor, ktorý závisí od frekvencie prúdu a čím vyššia je frekvencia, tým väčší je indukčný odpor cievky, takže cievka odoláva striedavej zložke pulzujúceho prúdu. Cievka ľahko prechádza konštantnou zložkou.

Kondenzátor však prechádza premenlivou zložkou, ale neprechádza konštantou a čím vyššia je frekvencia prúdu, tým silnejší je kondenzátor. Všeobecne platí, že čím väčšia je kapacita kondenzátora a čím vyššia je indukčnosť cievky induktora, tým menšia je zbytočná zmena súčasti jednosmerného prúdu, ktorý prúdi špecificky záťažou.

Keď teda v obvode pôsobí kladná polvlna prúdu, prvý kondenzátor je nabitý na amplitúdu striedavého napätia sekundárneho vinutia (mínus pokles napätia cez diódu). Keď záporná polvlna pôsobí, elektrina nevstúpi do kondenzátora a vybíjaním do záťaže udržuje konštantný prúd.

Keby neexistoval induktor, potom, pretože by sa napätie na kondenzátore počas tohto procesu znížilo, mal by prúd pri zaťažení nejako silné zvlnenie. Na zníženie zvlnenia je do obvodu pridaná tlmivka (cievka), a to dokonca aj s doplnkovým kondenzátorom umiestneným za ňou. Druhý kondenzátor preberá prúd tečúci cez induktor, ktorý už neobsahuje takmer žiadne zvlnenie.

Aby sa zvlnenie ešte viac vyhladilo, použite usmerňovač s polovičnými vlnami. Polovičný usmerňovač môže byť implementovaný jedným z dvoch spôsobov. Môže sa to vykonať cez most (pozostávajúce zo štyroch diód) alebo obsahovať iba dve diódy, potom by však sekundárne vinutie transformátora malo mať dvojnásobný počet zákrut a výstup v strede medzi polovicami vinutí.

Usmerňovač s polovičnými vlnami pracuje nasledovne. Počas jednej z polperiód (napríklad kladných) je prúd nasmerovaný z anódy na katódu horného podľa diódového obvodu a dolná dióda neprechádza prúdom v rovnakom čase, je zablokovaná (jediná dióda v usmerňovači jednej polovice vlny sa správa rovnako počas záporného polovičného prúdu ).

Prúd sa uzatvára cez filter, záťaž a potom cez stredný výstup do vinutia transformátora. Keď dôjde k druhému pol cyklu, tak je polarita prúdu taká, že spodná dióda podľa obvodu prechádza prúdom cez filter a záťaž a horná dióda je zablokovaná. Ďalej sa procesy opakujú.

Pretože prúd je dodávaný do záťaže počas každej z dvoch periód, táto rektifikácia sa nazýva polvlnná rektifikácia a usmerňovač sa nazýva usmerňovač s polovičnou vlnou. Výstupná pulzácia je vdova menšia ako frekvencia usmerňovania v polovici vlny, pretože frekvencia usmernených impulzov je dvakrát vyššia, indukčnosť induktora je dvakrát väčšia a kondenzátory nemajú čas na výrazné vybitie.

Podrobnejšie sa tu berú do úvahy typické schémy rôznych usmerňovačov: Schémy jednofázových usmerňovačov