Hvad er en fuldbølge-ensretter: kredsløb med arbejdsteori

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Hvis du ved hvad er en ensretter? , så kender du måske måderne til at reducere krusning eller spændingsvariationer på en direkte jævnstrømsspænding ved at forbinde kondensatorer på tværs af belastningsmodstanden. Denne metode kan være egnet til applikationer med lav effekt , men ikke til applikationer, der har brug for en jævn og jævn DC-forsyning. En metode til at forbedre dette er at bruge hver halvcyklus af indgangsspændingen i stedet for hver anden halvcyklus bølgeform. Kredsløbet, der tillader os at gøre dette, kaldes en FWR (Full Wave Rectifier). Lad os se fuldbølge-ensretterteorien i detaljer. Ligesom halvbølgekredsløbet er dette kredsløb en udgangsspænding eller strøm, der er rent DC eller har en bestemt specificeret DC-spænding.

Hvad er en Full Wave-ensretter?

En halvlederindretning, der bruges til at ændre den komplette vekselstrømscyklus til pulserende jævnstrøm, er kendt som en fuldbølge-ensretter. Dette kredsløb bruger den fulde bølge af i / p AC-signalet, mens halvbølge-ensretteren bruger halvbølgen. Dette kredsløb bruges hovedsageligt til at overvinde ulempen ved halvbølge-ensrettere som en laveffektiv ulempe.




Full Wave-ensretterkreds

Disse ensrettere har nogle grundlæggende fordele i forhold til deres halvbølge ensretter modparter. Den gennemsnitlige (DC) udgangsspænding er højere end for halvbølge-ensretter, udgangen fra denne ensretter har meget mindre krusning end den for halvbølge-ensretter, der producerer en glattere udgangsbølgeform.

Fuldbølgeforligningsdiagram

Fuldbølgeforligningsdiagram



Full Wave Rectifier Theory

I dette kredsløb bruger vi to dioder, en til hver halvdel af bølgen. Et multipel viklingstransformator bruges, hvis sekundære vikling er delt lige op i to halvdele med en fælles center-tappet forbindelse. Konfiguration resulterer i, at hver diode udføres efter tur, når dens anodeterminal er positiv i forhold til transformatorens midtpunkt C, producerer et output i begge halvcykler. Fordelene ved denne ensretter er fleksible sammenlignet med en halvbølges ensretter.

Full Wave Rectifier Theory

Full Wave Rectifier Theory

Dette kredsløb består af to effektdioder, der er tilsluttet en enkelt belastningsmodstand (RL), hvor hver diode tager det igen til at levere strøm til belastningsmodstanden. Når transformatorens punkt A er positivt i forhold til punkt A, leder diode D1 i fremadgående retning som angivet med pilene. Når punkt B er positivt i den negative halvdel af cyklussen i forhold til C-punktet, leder dioden D2 i fremadgående retning, og strømmen, der strømmer gennem modstanden R, er i samme retning for begge halvcykler af bølgen.

Udgangsspændingen over modstanden R er fasesummen af ​​de to bølgeformer, den er også kendt som et tofaset kredsløb. Mellemrummet mellem hver halvbølge udviklet af hver diode udfyldes nu af den anden. Den gennemsnitlige jævnstrømsudgangsspænding over belastningsmodstanden er nu dobbelt så stor som for det enkelte halvbølge-ensretterkredsløb og er ca. 0,637Vmax af spidsen ved at antage ingen tab. VMAX er den maksimale topværdi i den ene halvdel af sekundærviklingen, og VRMS er RMS-værdien.


Arbejde af Full Wave-ensretter

Topspændingen for udgangsbølgeformen er den samme som før for halvbølge-ensretter tilvejebragt hver halvdel af transformatorviklinger har den samme RMS-spænding. For at opnå en anden DC-spændingsoutput kan forskellige transformerforhold anvendes. Ulempen ved denne type ensretterkredsløb er, at der kræves en større transformer til en given effekt med to separate, men identiske sekundære viklinger, hvilket gør denne type fuldbølge-ensrettet kredsløb dyrt sammenlignet med FW Bridge Rectifier-kredsløbet.

Full Wave-ensretter outputbølgeformer

Full Wave-ensretter outputbølgeformer

Dette kredsløb giver et overblik over arbejdet med en fuldbølge-ensretter. Et kredsløb, der producerer den samme outputbølgeform som fuldbølge-ensretterkredsløbet, er det for Full Wave Bridge-ensretter . En enfaset ensretter bruger fire individuelle ensretterdioder forbundet i en lukket kredsløb brokonfiguration for at producere den ønskede outputbølge. Fordelen ved dette brokredsløb er, at det ikke kræver en speciel center-tappet transformer, så det reducerer dens størrelse og omkostninger. Den enkelt sekundære vikling er forbundet til den ene side af diodebroenettet og belastningen til den anden side.

De fire dioder mærket D1 til D4 er arrangeret i seriepar med kun to dioder, der leder strøm under hver halvcyklusvarighed. Når den positive halve cyklus af forsyningen går, leder D1, D2-dioder i serie, mens dioderne D3 og D4 er omvendt forspændte, og strømmen strømmer gennem belastningen. Under den negative halvcyklus udføres D3- og D4-dioder i en serie, og dioderne D1 og D2 slukkes, da de nu er omvendt forudindstillet konfiguration.

Strøm, der strømmer gennem belastningen, er den ensrettet tilstand, og den spænding, der udvikles over belastningen, er også envejsspænding, den samme som for de foregående to dioder fuldbølgs ensrettermodel. Derfor er den gennemsnitlige jævnstrømsspænding over belastningen 0,637V. I løbet af hver halve cyklus strømmer strømmen gennem to dioder i stedet for kun en diode, så amplituden på udgangsspændingen er to spændingsfald 1,4 V mindre end indgangen VMAX amplitude, krusningsfrekvensen er nu dobbelt så høj som forsyningsfrekvensen 100Hz for en 50Hz forsyning eller 120Hz for en 60Hz forsyning.

Typer af Full Wave-ensretter

Disse fås i to former, nemlig center-tappet fuldbølgeretter og bro-ensretterkreds. Hver type fuldbølge-ensretter indeholder sine egne funktioner, så disse bruges i forskellige applikationer.

  • Center Tap Full Wave-ensretter
  • Full-Wave Bridge-ensretter

Center Tap Full Wave-ensretter

Denne type ensretter kan bygges med en tappet transformer gennem sekundærvikling, hvor AB tappet ved midtpunktet 'C' og to dioder som D1, D2 er forbundet i den øverste og nedre del af kredsløbet. Til signalrettelse bruger D1-dioden vekselstrømmen, der vises på oversiden af ​​den sekundære vikling, mens D2-dioden bruger den nedre af viklingen. Denne type ensretter bruges i vid udstrækning i termioniske ventiler og vakuumrør.

Centreret tryk FWR

Centreret tryk FWR

Centerhane-fuldbølge-ensretterkredsløb er vist nedenfor. I kredsløbet strømmer vekselstrømmen som Vin over de to terminaler som AB for transformatorens sekundære vikling, når vekselstrømforsyningen er aktiveret.

Fuldbølge Bridge-ensretterkreds

En Bridge-ensretter fuldbølge-ensretter kan designes med fire ensretterdioder. Det bruger ikke nogen centeraflytning. Som navnet antyder, inkluderer kredsløbet et brokredsløb. Forbindelsen af ​​fire dioder i kredsløbet kan ske i mønster af en lukket kredsbro. Denne ensretter er mindre omkostninger og mindre i størrelse på grund af ingen center-tappet transformer.

FW Bridge-ensretterkreds

FW Bridge-ensretterkreds

Dioderne, der anvendes i dette kredsløb, hedder D1, D2, D3 & D4, hvor to dioder vil lede ad gangen i stedet for fire som D1 & D3 eller D2 & D4 baseret på den øverste halvcyklus eller den nederste halvcyklus, der føres til kredsløbet.

Forskel mellem Full Wave-ensretter og Half Wave-ensretter

Baseret på forskellige parametre diskuteres forskellen mellem fuldbølge og halvbølge ensretter nedenfor. Forskellen mellem disse to ensrettere inkluderer følgende.

Half Wave ensretter Full Wave-ensretter
Halvbølge ensretterstrøm kun under den positive halvcyklus af den anvendte indgang, derfor viser den envejsegenskaber.Fuldbølge ensretter, begge halvdele af indgangssignalet udnyttes på samme tid som operationen, derfor viser den tovejsegenskaber.
Dette halvbølge-ensretterkredsløb kan bygges ved hjælp af en diodeDette fuldbølge-ensretterkredsløb kan bygges med to eller fire dioder
Transformatorudnyttelsesfaktoren for HWR er 0,287Transformatorudnyttelsesfaktoren for FWR er 0,693
HWR's grundlæggende rippelfrekvens er 'f'FWE's grundlæggende rippelfrekvens er '2f'
Den maksimale inverse spænding for halvbølgeretteren er høj med den medfølgende inputværdi.Fuldbølge-ensretterens maksimale inversspænding er dobbelt den leverede inputværdi.
Spændingsregulering af halvbølge ensretter er godSpændingsregulering af halvbølge ensretter er bedre
Højdefaktoren for en halvbølge ensretter er 2Topfaktoren for denne ensretter er 1.414
I denne ensretter er transformerkernemætning muligI denne ensretter er transformerkernemætning ikke mulig
Omkostningerne ved HWR er mindreOmkostningerne ved FWR er høje
I HWR er det ikke nødvendigt at trykke let på midtenI FWR kræves centeraflytning
Rippelfaktoren for denne ensretter er mereRippelfaktoren for denne ensretter er mindre
Formfaktoren for HWR er 1,57Formfaktoren for FWR er 1,11
Den højeste effektivitet, der anvendes til udbedring, er 40,6%Den højeste effektivitet, der anvendes til udbedring, er 81,2%
Den gennemsnitlige aktuelle værdi af HWR er Imav / πDen gennemsnitlige aktuelle værdi af FWR er 2Imav / π

Karakteristik af fuldbølgeretter

Karakteristikaene ved en fuldbølge-ensretter diskuteres nedenfor.

  • Krusningsfaktor
  • Formfaktor
  • DC-udgangsstrøm
  • Peak invers spænding
  • Rød gennemsnitlig kvadratværdi af belastningsstrøm IRMS
  • Ensrettereffektivitet

Krusningsfaktor

Rippelfaktoren kan defineres som forholdet mellem ripplespænding og den rene DC-spænding. Hovedfunktionen ved dette er at måle de eksisterende krusninger inden for o / p DC signalet, så baseret på krusningsfaktoren kan DC signalet angives. Når krusningsfaktoren er høj, indikerer det et højt pulserende jævnstrømssignal. Tilsvarende, når krusningsfaktoren er lav, indikerer den et lavt pulserende jævnstrømssignal.

Γ = √ (VrmsVDC)to−1

Hvor, γ = 0,48.

Formfaktor

Formfaktoren for fuldbølge-ensretter kan defineres som forholdet mellem RMS-værdi af strøm og DC-udgangsstrøm.

Formfaktor = RMS-værdi af strøm / DC-udgangsstrøm.

For en fuldbølge-ensretter er formfaktoren 1,11

DC-udgangsstrøm

Strømmen i begge dioder som D1 og D2 ved o / p-belastningsmodstanden som RL er i samme retning. Så o / p-strømmen er strømmen i begge dioder

Strømmen genereret gennem D1-dioden er Imax / π.

Strømmen genereret gennem D2-dioden er Imax / π.

Så o / p-strømmen (JEGDC) = 2Imax / π .

Hvor,

'Imax' er den maksimale DC-belastningsstrøm

Peak invers spænding (PIV)

Peak invers spænding eller PIV er også kendt som top revers spænding. Det kan defineres som, når en diode kan modstå maksimal spænding i omvendt forspændingstilstand. Hvis den anvendte spænding er højere sammenlignet med PIV, ødelægger dioden permanent.

PIV = 2Vs maks

DC udgangsspænding

DC o / p-spændingen kan vises ved belastningsmodstanden (RL), og det kan gives som VDC = 2Vmax / π .

Hvor,

'Vmax' er den maksimale sekundære spænding.

jegRMS

Grundværdien af ​​den gennemsnitlige kvadrat for belastningsstrømmen for en fuldbølgs ensretter er

jegRMS= Im√2

VRMS

Rotationsværdi kvadratværdi af o / p-belastningsspændingen for en fuldbølge-ensretter er

VRMS= JegRMS× RL= Im / √2 × RL

Ensrettereffektivitet

Ensretterens effektivitet kan defineres som brøkdelen af ​​DC o / p-effekt og AC i / p-effekt. Ensrettereffektivitet angiver, hvor effektivt konverterer AC til DC. Når ensrettereffektiviteten er høj, kaldes det en god ensretter, mens effektiviteten er lav, så kaldes den en ineffektiv ensretter.

Η = Output (sDC) / Indgang (sAC)

For denne ensretter er effektiviteten 81,2%, og den er dobbelt sammenlignet med en halvbølget ensretter.

Fordele

Det fordelene ved en fuldbølge-ensretter inkluderer følgende.

  • Sammenlignet med halvbølgen har dette kredsløb mere effektivitet
  • Dette kredsløb bruger begge cyklusser, så der er intet tab inden for o / p-effekten.
  • Sammenlignet med en halvbølget ensretter er krusningsfaktoren for denne ensretter mindre
  • Når begge de cyklusser, der er anvendt i udbedring, går der ikke tabt i i / p-spændingssignalet
  • Du kan bruge fire individuelle strømdioder til at fremstille en fuldbølgebro, færdige bro-ensretterskomponenter er tilgængelige fra hylden i en række forskellige spændings- og strømstørrelser, der kan loddes direkte i en Printkort eller forbindes med spadestik.
  • Hele bølgebroen giver os en større gennemsnitlig DC-værdi med mindre overlejret krusning, mens udgangsbølgeformen er dobbelt så høj som frekvensen af ​​indgangsforsyningen. Forøg derfor sit gennemsnitlige DC-udgangsniveau endnu højere ved at forbinde en passende udjævningskondensator over udgangen fra brokredsen.
  • Fordelene ved en fuldbølges bro-ensretter er, at den har en mindre vekselstrømsværdi for en given belastning og en mindre beholder eller udjævningskondensator end et tilsvarende halvbølge-kredsløb. Den grundlæggende frekvens for rippelspændingen er dobbelt så stor som for vekselstrømsforsyningsfrekvensen 100Hz, hvor den for halvbølgen er nøjagtig lig med forsyningsfrekvensen 50Hz.
  • Mængden af ​​krusningsspænding, der er overlejret oven på jævnstrømsforsyningsspændingen af ​​dioderne, kan næsten elimineres ved at tilføje et meget forbedret π-filter til broens udgangsterminaler. Lavpasfilteret består af to udjævningskondensatorer med samme værdi og en choker eller induktans over dem for at indføre en højimpedansbane til den alternerende krusningskomponent.
  • Alternativet er at bruge en 3-terminal spændingsregulator IC fra hylden, såsom en LM78xx, hvor “xx” står for udgangsspændingen for en positiv udgangsspænding eller dens inverse ækvivalent LM79xx for en negativ udgangsspænding, som kan reducere krusningen med mere end 70 dB datablad, mens der leveres en konstant udgangsstrøm på over 1 amp.
  • Det er den grundlæggende komponent for at få DC-spænding til de komponenter, der fungerer med DC-spænding. Man kan beskrive dets arbejde som et fuldbølge-ensretterprojekt.
  • Det er hjertet i kredsløbet, og det bruger diodebroen. Kondensatorer bruges til at slippe af med krusninger. Baseret på kravet om DC-spænding.

Ulemper

Det ulemperne ved en fuldbølge-ensretter inkluderer følgende.

  • Det bruger fire dioder til at designe kredsløbet
  • Dette kredsløb bruges ikke, når en lille spænding er nødvendig for at blive korrigeret, fordi forbindelsen af ​​to dioder kan ske i serie og giver et dobbelt spændingsfald på grund af deres indvendige modstand.
  • Sammenlignet med halvbølgen er det kompliceret.
  • Diodeens maksimale inverse spænding er høj, så disse er større og dyrere.
  • Denne ensretter er kompleks for at placere midterhanen over den mindre vikling.
  • DC o / p er lille, fordi hver diode kun bruger halvdelen af ​​transformatorens sekundære spændinger.

Ansøgninger

Det anvendelser af en fuldbølge-ensretter inkluderer følgende.

  • Denne type ensretter bruges hovedsageligt til at identificere amplituden på det modulerende radiosignal.
  • Ved elektrisk svejsning kan polariseret jævnspænding leveres gennem en broensretter
  • Bridge-ensretterkredsløbet bruges i et strømforsyningskredsløb til forskellige applikationer, fordi det kan konvertere spændingen fra høj AC til lav DC.
  • Disse ensrettere bruges til at levere strømforsyningen til enhederne, der fungerer med jævnspænding svarende til LED og motor.

Således handler det kun om en oversigt over en fuldbølge-ensretter, kredsløb, arbejde, egenskaber, fordele, ulemper og dets applikationer. Her er et spørgsmål til dig, hvad er de forskellige typer ensrettere?