Seznam témat
- Usměrnění a usměrňovač
- Typy usměrňovače
- Přemosťovací usměrňovač
- Obvod a schéma přemosťovacího usměrňovače
- Práce můstkového usměrňovače
- Rozdíly mezi přemosťovacím můstkem a usměrňovačem plné vlny
- Matematické problémy
Náprava
Oprava: Proces, kterým se střídavé napětí převádí na stejnosměrné napětí, se nazývá usměrnění. Usměrňovač je elektronické zařízení, které provádí opravu
Typy usměrňovačů
Usměrňovače jsou hlavně tři typy. Oni jsou -
- Usměrňovače poloviční vlny (HWR)
- Plnovlnné usměrňovače (FWR)
- Přemosťovací usměrňovač (BR)
Usměrňovače mostů
Můstkové usměrňovače jsou druh usměrňovačů, které převádějí střídavý proud na stejnosměrný, který je střídavým proudem na stejnosměrný. Tento typ usměrňovače umožňuje oběma polovinám vstupního střídavého napětí projít obvodem. K výrobě můstkového usměrňovače jsou nutné čtyři diody.
Bridge & Usměrňovače pracovní a obvod
Můstkový usměrňovač je zobrazen v níže uvedeném obvodu.
Celovlnovou nápravu lze realizovat také pomocí usměrňovačů, které obsahují čtyři diody. Jak je znázorněno v obvodu, dvě diody protilehlých ramen vedou proud současně, zatímco ostatní dvě diody zůstaly ve vypnutém stavu. Prozatím proud protéká diodou D1 a D3, ale žádný proud neprotéká diodami D2 a D4. K tomu dochází kvůli okamžité polaritě sekundárních vinutí transformátoru. Proud I tedy prochází zatěžovacím odporem RL ve znázorněném směru.
Nyní přichází další polovina cyklu. Tentokrát se polarita transformátoru změní. Proud protéká diodou D2 a diodou D4 a žádný proud neteče diodami D1 a D3. Směr toku proudu zůstává stejný jako v předchozí polovině cyklu.
Vědět, jak funguje transformátor!
Vzorec a rovnice mostního usměrňovače
Ze standardního obvodu usměrňovače Bridge
Vi je vstupní napětí; Vb je napětí diody, rd je dynamický odpor, R je odpor zátěže, Vo je výstupní napětí.
Průměrné O / p napětí:
Vo = Vmsinωt; 0 ≤ ωt ≤ π
Vav = 1 / π * ∫02 XNUMX πVo d (ωt)
Nebo Vav = 1 / π * ∫02 XNUMX πVmSinωt d (ωt)
Nebo Vav = (Vm/ π) [- Cosωt]0π
Nebo Vav = (Vm / π) * [- (- 1) - (- (1))]
Nebo Vav = (Vm/ π) * 2
Nebo Vav = 2 Vm / π = 0.64 V.m
Průměrný zatěžovací proud (Iav) = 2 * Im/ π
RMS (Root Means Square) Hodnota proudu:
Irms = [1 / π * ∫ 0 2 XNUMX π I2 d (ωt)]1/2
I = jámsinωt; 0 ≤ ωt ≤ π
Nebo járms = [1 / π * ∫ 0 2 XNUMX π Im2 Hřích2ωt d (ωt)]1/2
Nebo járms = [Jám2/ π * ∫ 0 2 XNUMX π Hřích2ωt d (ωt)]1/2
Hříchu2ωt = ½ (1 - Cos2ωt)
Nebo járms = [Jám2/ π * ∫ 0 2 XNUMX π (1 - Cos2ωt) d (ωt)]1/2
Nebo járms = [Jám2/ 2] ½ Nebo járms = Im/ √2
Napětí RMS = Vrms = Vm/ √2.
Význam hodnoty RMS je, že je ekvivalentní hodnotě DC.
Za předpokladu, že hodnota RMS je ≤ maximální hodnota
Špičkové inverzní napětí (PIV):
Špičkové inverzní napětí nebo PIV se označuje jako maximální přípustné napětí, které může být přivedeno na diodu před jejím rozpadem.
Špičkové inverzní napětí můstkového usměrňovače se vypočítá jako PIV> = Vm
Přiložením většího napětí než je špičkové inverzní napětí dojde k poškození diody a ovlivnění dalších prvků obvodu, pokud jsou spojeny.
Bridge usměrňovač graf
Následující graf ukazuje vstupní výstupní signál můstkového usměrňovače. Je to stejné jako s usměrňovačem Bridge.
Form Factor
Projekt form factor můstkového usměrňovače je stejný jako celovlnový usměrňovač a je definován jako poměr hodnoty RMS (Root Means Square) hodnoty zátěžového napětí k průměrné hodnotě zátěžového napětí.
Tvarový faktor = Vrms /PROTIav
Vrms = Vm/2
Vav = Vm / π
Tvarový faktor = (Vm/ √2) / (2 * Vm/ π) = π / 2√2 = 1.11
Můžeme tedy napsat, Vrms = 1.11 * Vav.
Faktor zvlnění
Zvlnění faktor můstkového usměrňovače je procento složky střídavého proudu přítomné na výstupu můstkového usměrňovače.
„Γ“ představuje faktor zvlnění.
Io = Iac + Idc
Nebo jáac = Io - Jádc
Nebo jáac = [1 / (2π) * ∫02 XNUMX π(I-IDC)2d (ωt)]1/2
Nebo jáac = [Járms2 + Idc2- 2 jádc2] 1/2
Nebo jáac = [Járms2 - Jádc2] 1/2
Takže faktor zvlnění,
γ = járms2 - Jádc2 / Idc2
nebo, γ = [(I.rms2 - Jádc2) - 1] 1/2
γFWR = 0.482
Faktor využití transformátoru
Poměr stejnosměrného výkonu k jmenovitému střídavému výkonu je známý jako Faktor využití transformátoru nebo TUF.
TUF = Pdc/ Pac(hodnocené)
Vs / √2 je napětí jmenovité pro sekundární vinutí a Im/ 2 je proud protékající vinutím.
TUF = Idc2 RL / (V.s/ √2) * (I.m / √2)
TUF = (2Im/ π)2RL / (Jám2 (Rf +RL) / (2√2) = 2√2 / π 2 * (1 / (1 + R.f/RL))
Pokud Rf << R.L, pak,
TUF = 8 / π 2 = 0.812
Čím více TUF, tím lepší výkon.
Efektivita mostního usměrňovače
Účinnost můstkového usměrňovače je definován jako poměr stejnosměrného výkonu dodávaného při zatížení k vstupnímu střídavému výkonu. Představuje to symbol - η
η = Pzatížení / Pin * 100
nebo, η = Idc2 * R / Irms2 * R, jako P = VI, & V = IR
Teď járms = Im/ √2 a jádc = 2 * jám/ π
Takže η = (4Im2/ π2) / (I.m2/ 2)
η = 8 / π2 * 100% = 81.2%
Účinnost ideálního obvodu můstkového usměrňovače je = 81.2%
Určete rozdíl mezi můstkem a usměrňovačem plné vlny
Předmět srovnání | Přemosťovací usměrňovač | Usměrňovač plné vlny |
Počet použitých diod | Používají se čtyři diody | Používají se dvě diody |
Průtok proudu | Proud teče v obvodu pouze pro kladnou polovinu vstupního cyklu. | Proud teče obvodem po celou polovinu vstupního cyklu. |
Je vyžadován transformátor | Jakékoli malé sestoupit or krokový transformátor | Středové transformátory s odbočkami jsou středem požadovaným pro plnovlnné usměrňovače. Potřebuje také předimenzovaný transformátor než můstkový usměrňovač. |
Špičkové inverzní napětí | U můstkového usměrňovače je špičkové inverzní napětí maximální napětí na sekundárním vinutí transformátoru. | V případě plného vlnového usměrňovače je špičkové inverzní napětí každé diody dvojnásobkem maximálního napětí mezi středovým odbočkem a jakýmkoli jiným koncem sekundárního vinutí transformátoru. |
Dostupnost | Usměrňovač můstkových vln je na trhu k dispozici v jednom balení. | Ready-made full-wave usměrňovače nejsou na trhu k dispozici. |
Stát | Levnější než plné vlnové usměrňovače. | Nákladnější než můstkový usměrňovač. |
Faktory využití transformátorů | Faktor využití transformátoru je 0.812 | Pro celovlnový transformátor je TUF = 0.693 |
Účinnost pro nízké napětí | Proud protéká dvěma diodami v sérii v můstkovém usměrňovači a v diodách se rozptyluje nesmírný výkon. Účinnost je tedy nižší za podmínek nízkého napětí. | U vlnových usměrňovačů takový účinek neexistuje. Účinnost je v takovém stavu více než můstkový usměrňovač. |
Některé problémy s přemosťovacími můstky
1. Můstkový usměrňovač má zátěž 1 kiloohm. Přiložené střídavé napětí je 220 V (hodnota RMS). Pokud jsou zanedbány vnitřní odpory diod, jaké bude zvlněné napětí přes odpor zátěže?
A. 0.542 V
b. 0.585 V.
C. 0.919 V
d. 0.945 V
Zvlněné napětí je = γ * Vdc / 100
Vdc = 0.636 * Vrms * √2 = 0.636 * 220 * √2 = 198 V.
Faktor zvlnění ideálního usměrňovače s plnou vlnou je 0.482
Proto je zvlnění napětí = 0.482 * 198/100 = 0.945 V.
2. Pokud je špičkové napětí obvodu můstkového usměrňovače 10 V a dioda je křemíková dioda, jaké bude špičkové inverzní napětí na diodě?
Špičkové inverzní napětí je důležitý parametr definovaný jako maximální reverzní předpětí aplikované na diodu před vstupem do oblasti poruchy. Pokud je špičkové inverzní napětí menší než hodnota, může dojít k poruše. U celovlnového usměrňovače je špičkové inverzní napětí diody stejné jako špičkové napětí = Vm. Špičkové inverzní napětí = 5 voltů.
3. Vstup 100Sin 100 πt voltů je přiveden do plného vlnového usměrňovače. Jaká je výstupní vlnová frekvence?
V = VmSinωt
Zde ω = 100
Frekvence je uvedena jako - ω / 2 = 100/2 = 50 Hz.
Tudíž výstupní frekvence = 50 * 2 = 100 Hz.
4. Jaká je hlavní aplikace usměrňovače? Které zařízení funguje opačně?
Usměrňovač transformuje střídavé napětí na stejnosměrné. Oscilátor převádí stejnosměrné napětí na střídavé.
5. U můstkového usměrňovače je použité vstupní napětí 20Sin100 π t. Jaké bude průměrné výstupní napětí?
Nyní to víme, V = VmSinωt
Vm = 20
Takže výstupní napětí = 2Vm / π = 2 * 20 / π = 12.73 voltů
Výstupní napětí je = 12.73 voltů.
Ahoj, jsem Sudipta Roy. Udělal jsem B. Tech v elektronice. Jsem nadšenec do elektroniky a v současnosti se věnuji oboru Elektronika a komunikace. Mám velký zájem o objevování moderních technologií, jako je AI a strojové učení. Moje práce se věnují poskytování přesných a aktualizovaných údajů všem studentům. Pomáhat někomu při získávání znalostí mi přináší nesmírnou radost.
Spojme se přes LinkedIn –