Half Wave Rectifier: 7 faktů, které byste měli vědět!

• Usměrnění a usměrňovač
• Typy usměrňovače
• Usměrňovač poloviční vlny
• Pracovní a obvodový polovodičový usměrňovač
• Vzorec usměrňovače poloviční vlny
• Graf poloviční vlny usměrňovače
• Form Factor
• Faktor zvlnění
• Faktor využití transformátoru (TUF)
• Účinnost usměrňovače poloviční vlny
• Rozdíl mezi usměrňovači poloviční vlny a usměrňovači plné vlny

Náprava

Oprava je způsob, jak změnit Ac na DC.

Usměrňovač: Usměrňovače provádějí opravu.

Usměrňovač

Usměrňovač: Usměrňovače provádějí opravu.

Typy usměrňovače

Usměrňovače jsou tří typů na základě jejich cílů. Jsou uvedeny níže.

• Usměrňovače poloviční vlny
• Usměrňovače plné vlny
• Usměrňovače mostů

Usměrňovač poloviční vlny

Poloviční vlnové usměrňovače provádějí usměrňovací operaci, při které je dovoleno procházet jednou polovinou střídavého napětí a další polovina je omezena. Jediná dioda je dostačující k vybudování půlvlnného usměrňovače.

Pracovní a obvodový polovodičový usměrňovač

V níže uvedeném obvodu je zobrazen půlvlnný transformátor

Transformátor T je umístěn na vstupní straně. Pomáhá snižovat nebo zvyšovat vstupní napětí podle potřeby. Nyní je použito vstupní napětí (mělo by to být střídavé). Řekněme, že použité napětí je V = nV0sinwt. Zde 'n' představuje poměr otáček transformátoru. Nyní proud začne protékat diodou kvůli použitému napětí. V první polovině cyklu je dioda v předpětí. Proud tedy prochází diodou.

Pro další polovinu vstupního cyklu je dioda v obrácené diskriminaci. Diodou tedy neprochází žádný proud. Schematické znázornění ukazuje výstup. Pouze jedna polovina cyklu ze dvou přichází ve výstupu. Proto je tento obvod známý jako „Half Wave Rectifier“

Vzorec polovodičového usměrňovače a rovnice

Chcete-li získat vzorce a rovnice HWR, pozorně sledujte obvod. Zde Vinput je vstupní napětí a Vdiode představuje napětí diody. „Zátěž R“ je odpor zátěže. Voutput představuje výstupní napětí.

V_vstup - V_dioda - Já * r_dioda - IR = 0

Já = (V_vstup - V_dioda) / (ř_dioda + R)

V_výstup = IR

Nebo V_o = (V_i - V_b) / (ř_d + R) * R

Nebo V_o = (R * V_i) / (R._d + R) - (R._b *V_b) / (R._d +R)

V_o = V_i - V_b

Nyní, V_o = 0 pro podmínku zpětného předpětí.

Průměrné O / p napětí:

V_o = V_msinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

V_o = 0; π ≤ ωt ≤ 2 * π

V_av = 1 / (2π-0) * ∫₀^2πVo d (ωt)

Nebo V_av = 1 / (2π) * ∫₀^2πV_mSinωt d (ωt)

Nebo V_av = 1 / (2π) * ∫₀^πV_mSinωt d (ωt) + 1 / (2π) * ∫^_π2πV_mSinωt d (ωt)

Nebo V_av = (V_m/ 2π) [- Cosωt]₀^2π + 0

Nebo V_av = (V_m / 2π) * [- (- 1) - (- (1))]

Nebo V_av = (V_m/ 2 π) * 2

Nebo V_av = V_m / π = 0.318 V._m

Vypočtený průměrný zatěžovací proud (I_av) je = I_m/ π

RMS (Root Means Square) Hodnota proudu:

I_rms = [1 / (2π) * ∫ ₀ ^2π I²  d (ωt)]^{1 / 2}

I = já_msinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

I = 0; π ≤ ωt ≤ 2 * π

Nebo já_rms = [1 / (2π) * ∫ ₀ ^2π I_m²  Hřích²ωt d (ωt)]^{1 / 2}

Nebo já_rms = [Já_m²/ (2π) * ∫ ₀ ^2π Hřích²ωt d (ωt)]^{1 / 2} + 0

Hříchu²ωt = ½ (1 - Cos2ωt)

Nebo já_rms = [Já_m²/ (2π) * ∫ ₀ ^2π (1 - Cos2ωt) d (ωt)]^{1 / 2}

Nebo já_rms = [Já_m²/ 4] ^½   Nebo já_rms = I_m/2

Vypočítané napětí RMS je - V_rms = V_m/ 2.

Špičkové inverzní napětí (PIV):

PIV nebo Peak Inverse Voltage je definováno jako maximální hodnota napětí, která může být aplikována na diodu ve stavu obráceného zkreslení. Napětí vyšší než PIV povede k Zennerově poruše diody. Je to jeden z rozhodujících parametrů diody.

PIV půlvlnného usměrňovače je: PIV> = V_m

Pro půlvlnný usměrňovač. Špičkové inverzní napětí se udává jako PIV> = V_m

Pokud v kterémkoli okamžiku PIV <V_m, dioda bude poškozena.

Zátěžový proud obvodu usměrňovače je kolísavý a jednosměrný. Výstupem je periodická funkce času. Použitím Fourierovy věty lze usoudit, že zátěžový proud má superponovanou průměrnou hodnotu, což jsou sinusové proudy s harmonicky souvisejícími frekvencemi. Průměr stejnosměrného proudu zátěžového proudu je - I_dc = 1 / 2π * ∫₀^2πI_zatížení d (ωt)

I_zatížení je okamžitý proud zátěže v čase t a  je úhlová frekvence sinusového napětí zdroje. Vynikající hodnota I_dc znamená lepší výkon obvodu usměrňovače.

Graf poloviční vlny usměrňovače

Grafické znázornění níže ukazuje vstup i odpovídající výstup polovodičového usměrňovače -

Form Factor

Tvarový faktor půlvlnného usměrňovače je definován jako poměr RMS (Root Means Square) hodnoty zátěžového napětí k průměrné hodnotě zátěžového napětí.

Tvarový faktor = V_rms /PROTI_av

V_rms = V_m/2

V_av = V_m / π

Tvarový faktor = (V_m/ 2) / (V._m/ π) = 1.57> 1

Můžeme tedy napsat, V_rms = 1.57 * _Vav.

Faktor zvlnění

Faktor zvlnění je definován jako poměr mezi RMS střídavého napětí k průměrnému výstupu. Výstup polovodičového usměrňovače má jak AC část, tak DC část proudu. Faktor zvlnění nám pomáhá určit procento faktoru zvlnění přítomného na výstupu.

I_o = I_ac + I_dc

Nebo já_ac = I_o - Já_dc

I_ac = [1 / (2π) * ∫₀^2π(I-IDC)²d (ωt)]^{1 / 2}

Nebo já_ac = [Já_rms² + I_dc²- 2 já_dc²] 1/2

Nebo já_ac = [Já_rms² - Já_dc²] 1/2

Takže faktor zvlnění,

γ = já_rms² - Já_dc² / I_dc²

nebo, γ = [(I._rms² - Já_dc² ) - 1] 1/2

γ_HWR = 1.21

Faktor využití transformátoru půlvlnného usměrňovače

Faktor využití transformátoru je definován jako poměr stejnosměrného výkonu dodávaného do zátěže k jmenovitému výkonu transformátoru.

TUF = P_dc/ P_ac(hodnocené)

Nyní, abychom našli faktor využití transformátoru, potřebujeme jmenovité sekundární napětí. Řekněme, že V_s. / √2. RMS proud vinutím je I_m/ 2.

TUF = I_dc² R_L / (V._s/ √2) * (I._m / 2)

TUF = (I._m/ π)²R_L / (Já_m2 (R._f +R_L) / (2r2) = 2√2 / π ² * (1 / (1 + R._f/R_L))

Pokud R_f << R._L, pak,

TUF = 2√2 / π ² = 0.287 Nižší hodnota TUF naznačuje, že stejnosměrný výkon dodávaný do zátěže v půlvlnném usměrňovači je mnohem menší než jmenovitý výkon transformátoru střídavého proudu.

Účinnost usměrňovače poloviční vlny

Účinnost polovodičového usměrňovače je definována jako poměr stejnosměrného výkonu dostupného při zatížení k vstupnímu střídavému výkonu. Představuje to symbol - η

η = P_zatížení / P_in * 100

nebo, η = I_dc² * R / I_rms² * R, jako P = VI, & V = IR

Teď já_rms = I_m/ 2 a já_dc = I_m/ π

Takže η = (I._m²/ 2) / (I._m²/ π)

Nebo η = (I._m²/ 4) / (I._m²/ π²)

η = 4 / π² * 100% = 40.56%

Účinnost ideálního obvodu polovodičového usměrňovače je = 40.56%

Rozdíl mezi půlvlnným a celovlnným usměrňovačem

Problémy půlvlnných usměrňovačů

V půlvlnném usměrňovači je výstupní frekvence zátěže stejná jako vstupní frekvence. Takže výstupní frekvence je 60 Hz.

2. Pokud je špičkové napětí polovodičového usměrňovacího obvodu 5 V a dioda je křemíková dioda, jaké bude špičkové inverzní napětí na diodě?

PIV nebo Peak Inverse Voltage je definováno jako maximální hodnota napětí, která může být aplikována na diodu ve stavu obráceného zkreslení. Napětí vyšší než PIV povede k Zennerově poruše diody. Je to jeden z rozhodujících parametrů diody.

Takže u polovodičového usměrňovače se špičkové inverzní napětí diody rovná špičkovému napětí = Vm. Špičkové inverzní napětí = 5 voltů.

3. Vstup polovodičového usměrňovače je přiváděn na vstupu 200 Sin 100 πt voltů. Jaké je průměrné výstupní napětí?

V = V_mSinωt

Tady, V_m = 200

Takže výstupní napětí je V_m / π

Takže V_o = 200 / π volt

Nebo V_o = 63.6619 voltů.

4. U půlvlnného usměrňovače je vstupní napětí 200 Sin100 πt Voltů. Odpor zátěže je 10 kiloohmů. Jaký bude stejnosměrný výstupní výkon půlvlnného usměrňovače?

V_m = 200 voltů

Výstupní stejnosměrný výkon bude = V_m² / (π² * 1000) = 200 * 200 /(3.14 * 3.14 * 1000) = 4.05 wattů

5. Jaká je hlavní aplikace usměrňovače? Které zařízení funguje opačně?

Usměrňovač transformuje střídavé napětí na stejnosměrné. Oscilátor převádí stejnosměrné napětí na střídavé.

Titulní fotka od: tumblr