În perioada 1880 însăși, au fost începute identificarea și unicitatea rectificatoarelor. Avansarea redresoarelor a inventat diverse abordări în domeniul electronicii de putere. Dioda inițială care a fost utilizată în redresor a fost proiectată în anul 1883. Odată cu evoluția diodelor de vid, care a fost inițiată în primele zile ale anilor 1900, s-au întâmplat limitări la redresoare. În timp ce, odată cu modificările tuburilor cu arc de mercur, utilizarea redresoarelor a fost extinsă la diferite game de megawați. Și singurul tip de redresor este redresorul pe jumătate de undă.

O îmbunătățire a diodelor de vid a arătat evoluția tuburilor cu arc de mercur și aceste tuburi de arc cu mercur au fost denumite tuburi redresoare. Odată cu dezvoltarea redresoarelor, au fost inițiate multe alte materiale. Deci, aceasta este o scurtă explicație a modului în care au fost evoluate redresatoarele și a dezvoltării acestora. Să avem o explicație clară și detaliată a cunoașterii a ceea ce este un redresor pe jumătate de undă, circuitul, principiul de funcționare și caracteristicile acestuia.

“Set de control al vitezei motorului de 12 volți ”

Ce este redresorul Half Wave?

Un redresor este un dispozitiv electronic care convertește tensiunea alternativă în tensiune continuă. Cu alte cuvinte, convertește curent alternativ în curent continuu. Un redresor este utilizat în aproape toate dispozitivele electronice. În cea mai mare parte este utilizat pentru a converti tensiunea de rețea în tensiune continuă în alimentare electrică secțiune. Prin utilizarea tensiunii de curent continuu dispozitivele electronice funcționează. Conform perioadei de conducere, redresoarele sunt clasificate în două categorii: Redresor cu jumătate de undă și Redresor cu undă completă

Constructie

În comparație cu un redresor cu undă completă, un HWR este cel mai ușor redresor pentru construcție. Numai cu o singură diodă se poate realiza construcția dispozitivului.

Construcții HWR

Un redresor cu jumătate de undă constă din componentele de mai jos:

Sursa de curent alternativ
Rezistența la secțiunea de încărcare
O diodă
Un transformator pas cu pas

Sursă AC

Această sursă de curent furnizează curent alternativ întregului circuit. Acest curent alternativ este în general reprezentat ca un semnal sinusoidal.

Transformator pas cu pas

Pentru a crește sau a reduce tensiunea de curent alternativ, se folosește de obicei un transformator. Deoarece aici se folosește un transformator cu descreștere, acesta scade tensiunea de curent alternativ, în timp ce când este utilizat un transformator de intensificare, crește tensiunea de curent alternativ de la un nivel minim la un nivel ridicat. Într-un HWR, se folosește un transformator în mare parte, deoarece tensiunea necesară pentru o diodă este foarte mică. Când nu este utilizat un transformator, atunci o cantitate mare de tensiune alternativă va provoca daune diodei. În timp ce în câteva situații, poate fi utilizat și un transformator step-up.

În dispozitivul de coborâre, înfășurarea secundară are viraje minime decât cea a înfășurării primare. Din această cauză, un transformator treptat scade nivelul de tensiune de la înfășurarea primară la cea secundară.

Diodă

Utilizarea diodei într-un redresor cu jumătate de undă permite fluxul de curent doar într-o direcție, în timp ce oprește curentul de curent într-o altă cale.

Rezistor

Acesta este dispozitivul care blochează fluxul de curent electric doar la un nivel specificat.

Acesta este construcție de redresor pe jumătate de undă .

Funcționarea redresorului Half Wave

În timpul semiciclului pozitiv, dioda se află în starea de polarizare a redirecționării și conduce curentul la RL (rezistență la sarcină). O tensiune este dezvoltată peste sarcină, care este aceeași cu semnalul de intrare AC al semiciclului pozitiv.

Alternativ, în timpul semiciclului negativ, dioda se află în condiții de polarizare inversă și nu există curent de curent prin diodă. Doar tensiunea de intrare AC apare peste sarcină și rezultatul net este posibil în timpul semiciclului pozitiv. Tensiunea de ieșire pulsează tensiunea DC.

Circuite redresoare

Circuitele monofazate sau multifazice intră sub circuite redresoare . Pentru aplicații domestice se utilizează circuite redresoare monofazate de mică putere, iar aplicațiile industriale HVDC necesită rectificare trifazată. Cea mai importantă aplicație a Diodă de joncțiune PN este rectificare și este procesul de conversie a CA la CC.

Rectificare pe jumătate de val

Într-un redresor monofazat cu jumătate de undă, curge fie jumătatea negativă, fie cea pozitivă a tensiunii de curent alternativ, în timp ce cealaltă jumătate a tensiunii de curent alternativ este blocată. Prin urmare, ieșirea primește doar jumătate din unda de curent alternativ. Este necesară o singură diodă pentru o rectificare monofazată cu jumătate de undă și trei diode pentru o alimentare trifazată. Redresorul pe jumătate de undă produce mai mult conținut de ondulare decât redresoarele cu undă completă și pentru a elimina armonicele necesită mult mai multă filtrare.

Redresor monofazat cu jumătate de undă

Pentru o tensiune de intrare sinusoidală, tensiunea continuă de ieșire fără sarcină pentru un redresor ideal cu jumătate de undă este

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

Unde

Vdc, Vav - tensiune de ieșire DC sau tensiune medie de ieșire
Vpeak - valoarea de vârf a tensiunii de fază de intrare
Vrms - tensiunea de ieșire a valorii pătrate a rădăcinii medii

Funcționarea redresorului cu jumătate de undă

Dioda de joncțiune PN se desfășoară numai în condiția de polarizare directă. Redresorul pe jumătate de undă utilizează același principiu ca și dioda de joncțiune PN și astfel convertește curent alternativ în curent continuu. Într-un circuit redresor cu jumătate de undă, rezistența la sarcină este conectată în serie cu dioda de joncțiune PN. Curentul alternativ este intrarea redresorului cu jumătate de undă. Un transformator treptat ia o tensiune de intrare și o ieșire rezultată de transformatorul este dat rezistenței de sarcină și diodei.

Funcționarea HWR este explicată în două faze care sunt

Proces pozitiv pe jumătate de undă
Proces negativ pe jumătate de val

Half-Wave pozitiv

Atunci când o frecvență de 60 Hz ca tensiune de intrare AC, un transformator de coborâre scade aceasta în tensiune minimă. Deci, se generează o tensiune minimă la înfășurarea secundară a transformatorului. Această tensiune la înfășurarea secundară denumită tensiune secundară (Vs). Tensiunea minimă este alimentată ca tensiune de intrare în diodă.

Când tensiunea de intrare ajunge la diodă, în momentul semiciclului pozitiv, dioda se deplasează în starea de polarizare a redirecționării și permite fluxul curentului electric, în timp ce, în momentul semiciclului negativ, dioda se mută în starea de polarizare negativă și obstrucționează fluxul de curent electric. Latura pozitivă a semnalului de intrare care se aplică diodei este aceeași cu tensiunea continuă continuă care se aplică diodei P-N. În același mod, partea negativă a semnalului de intrare care se aplică diodei este aceeași cu tensiunea continuă DC care se aplică diodei P-N

Deci, se știa că dioda conduce curentul în condiții de redirecționare și obstrucționează fluxul de curent în condiții de polarizare inversă. În același mod, într-un circuit de curent alternativ, dioda permite fluxul de curent pe durata ciclului + ve și blochează fluxul de curent în momentul ciclului -ve. Venind la + ve HWR, nu va obstrucționa în totalitate semiciclurile -ve, permite câteva segmente de -ve jumătăți de cicluri sau permite curent negativ minim. Aceasta este generația actuală din cauza purtătorilor de încărcare minoritari care se află în diodă.

Generarea de curent prin intermediul acestor transportatori de taxe minoritare este foarte minimă și, prin urmare, poate fi neglijată. Această porțiune minimă de jumătate de ciclu nu poate fi observată la secțiunea de încărcare. Într-o diodă practică, se consideră că curentul negativ este ‘0’.

Rezistorul din secțiunea de încărcare folosește curentul continuu produs de diodă. Deci, rezistorul este denumit rezistor de sarcină electrică în care tensiunea / curentul continuu este calculată pe acest rezistor (R_L). Ieșirea electrică este considerată factorul electric al circuitului care utilizează curent electric. Într-un HWR, rezistorul folosește curentul produs de diode. Din această cauză, rezistorul este numit rezistor de sarcină. R_Lîn HWR’s este utilizat pentru restricționarea sau limitarea curentului DC suplimentar generat de diodă.

Deci, s-a ajuns la concluzia că semnalul de ieșire într-un redresor cu jumătate de undă este un semiciclu continuu + ve care are o formă sinusoidală.

Half-Wave negativ

Funcționarea și construcția redresorului cu jumătate de undă într-un mod negativ este aproape identică cu redresorul pozitiv cu jumătate de undă. Singurul scenariu care va fi schimbat aici este direcția diodei.

Atunci când o frecvență de 60 Hz ca tensiune de intrare AC, un transformator de coborâre scade aceasta în tensiune minimă. Deci, la înfășurarea secundară a transformatorului se generează o tensiune minimă. Această tensiune la înfășurarea secundară denumită tensiune secundară (Vs). Tensiunea minimă este alimentată ca tensiune de intrare în diodă.

Când tensiunea de intrare ajunge la diodă, în momentul semiciclului negativ, dioda se deplasează în starea de polarizare a redirecționării și permite fluxul de curent electric, în timp ce, în momentul semiciclului pozitiv, dioda se mută în starea de polarizare negativă și obstrucționează fluxul de curent electric. Latura negativă a semnalului de intrare care se aplică diodei este aceeași cu tensiunea continuă continuă care se aplică diodei P-N. În același mod, partea pozitivă a semnalului de intrare care se aplică diodei este aceeași cu tensiunea continuă DC care se aplică diodei P-N

Deci, se știa că dioda conduce curentul în condiții de polarizare inversă și obstrucționează fluxul de curent în condiții de polarizare directă. În același mod, într-un circuit de curent alternativ, dioda permite fluxul de curent pe durata ciclului -ve și blochează fluxul de curent în momentul ciclului + ve. Venind la -ve HWR, nu va obstrucționa în totalitate semiciclurile + ve, permite câteva segmente de semicicluri + ve sau permite curent pozitiv minim. Aceasta este generația actuală din cauza purtătorilor de încărcare minoritari care se află în diodă.

Generarea de curent prin intermediul acestor transportatori de taxe minoritare este foarte minimă și, prin urmare, poate fi neglijată. Această porțiune minimă de + ve jumătăți de cicluri nu poate fi observată la secțiunea de încărcare. Într-o diodă practică, se consideră că un curent pozitiv este ‘0’.

Într-o diodă ideală, jumătatea ciclurilor + ve și -ve la secțiunea de ieșire pare a fi similară cu jumătatea ciclului + ve și -ve. Dar în scenariile practice, jumătatea ciclurilor + ve și -ve sunt oarecum diferite de ciclurile de intrare iar acest lucru este neglijabil.

Deci, s-a ajuns la concluzia că semnalul de ieșire într-un redresor cu jumătate de undă este un semiciclu continuu -ve care are o formă sinusoidală. Deci, ieșirea redresorului pe jumătate de undă este semnal sinusoidal continuu + ve și -ve, dar nu semnal DC pur și sub formă pulsatorie.

Funcționarea redresorului Half Wave

Această valoare DC pulsatorie se modifică într-o perioadă scurtă de timp.

Funcționarea unui redresor cu jumătate de undă

În timpul semiciclului pozitiv, când înfășurarea secundară a capătului superior este pozitivă față de capătul inferior, dioda se află în condiții de înclinare a redirecționării și conduce curentul. În timpul semiciclurilor pozitive, tensiunea de intrare se aplică direct la rezistența la sarcină atunci când se presupune că rezistența înainte a diodei este zero. Formele de undă ale tensiunii de ieșire și ale curentului de ieșire sunt aceleași cu cele ale tensiunii de intrare AC.

În timpul semiciclului negativ, când înfășurarea secundară a capătului inferior este pozitivă față de capătul superior, dioda se află în condiții de polarizare inversă și nu conduce curent. În timpul semiciclului negativ, tensiunea și curentul peste sarcină rămân zero. Magnitudinea curentului invers este foarte mică și este neglijată. Deci, nu se livrează energie în timpul semiciclului negativ.

O serie de semicicluri pozitive este tensiunea de ieșire care se dezvoltă în rezistența la sarcină. Ieșirea este o undă continuă pulsantă și pentru a face filtre de undă de ieșire netede, care ar trebui să fie peste sarcină, sunt utilizate. Dacă unda de intrare este de jumătate de ciclu, atunci este cunoscută sub numele de redresor cu jumătate de undă.

Circuite redresoare trifazate cu jumătate de undă

Redresorul necontrolat cu jumătate de undă trifazat necesită trei diode, fiecare conectată la o fază. Circuitul redresor trifazat suferă de o cantitate mare de distorsiuni armonice atât la conexiunile DC, cât și la cele AC. Există trei impulsuri distincte pe ciclu pe tensiunea de ieșire pe partea DC.

Un HWR trifazat este utilizat în principal pentru conversia puterii de curent alternativ trifazat în curent continuu trifazat. În acest sens, în locul diodelor, se folosesc comutatoare care se numesc comutatoare necontrolate. Aici, comutatoarele necontrolate corespund că nu există o abordare de reglare a timpilor de pornire și oprire a comutatoarelor. Acest dispozitiv este construit folosind o sursă de alimentare trifazată care este conectată la un transformator trifazat în care înfășurarea secundară a transformatorului are întotdeauna o conexiune stea.

Aici, este urmată doar conexiunea în stea datorită motivului pentru care este necesar un punct neutru pentru a avea din nou conexiunea sarcinii la înfășurarea secundară a transformatorului, oferind astfel o direcție de retur pentru fluxul de putere.

Construcția generală a HWR trifazat care asigură o sarcină pur rezistivă este prezentată în imaginea de mai jos. În proiectarea construcției, fiecare fază a transformatorului este denumită o sursă individuală de curent alternativ.

Eficiența obținută printr-un transformator trifazat este de aproape 96,8%. Deși eficiența HWR cu trei faze este mai mult decât un HWR monofazat, este mai mică decât performanța redresorului cu undă completă cu trei faze.

HWR cu trei faze

Caracteristici ale redresorului cu jumătate de undă

Caracteristicile unui redresor cu jumătate de undă pentru următorii parametri

PIV (vârf tensiune inversă)

În timpul stării de polarizare inversă, dioda trebuie să reziste din cauza tensiunii sale maxime. În timpul semiciclului negativ, nu curge curent prin sarcină. Deci, o întreagă tensiune apare pe diodă, deoarece există o cădere fără tensiune prin rezistența la sarcină.

PIV al unui redresor pe jumătate de undă = V_SMAX

Acesta este PIV al redresorului cu jumătate de undă .

Curenți medii și de vârf în diodă

Presupunând că tensiunea pe secundarul transformatorului este sinusoidală și valoarea sa de vârf este V_SMAX. Tensiunea instantanee care este dată redresorului cu jumătate de undă este

Vs = V_SMAXFără greutate

“tipuri de rețea neuronală artificială ”

Curentul care curge prin rezistența la sarcină este

Eu_MAX= V_SMAX/ (R_F+ R_L)

Regulament

Reglarea este diferența dintre tensiunea fără sarcină și tensiunea la sarcină completă în raport cu tensiunea la sarcină completă, iar reglarea procentuală a tensiunii este dată ca

% Regulament = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Eficienţă

Raportul dintre intrarea CA și ieșirea DC este cunoscut sub numele de eficiență (?).

? = Pdc / Pac

O putere DC care este livrată la sarcină este

Pdc = I^Două_DCR_L= (I_MAX/ ᴨ)^DouăR_L

Puterea de intrare CA la transformator,

Pac = Disiparea puterii în rezistența la sarcină + disiparea puterii în dioda de joncțiune

= Eu^Două_rmsR_F+ Eu^Două_rmsR_L= {I^Două_MAX/ 4} [R_F+ R_L]

? = Pdc / Pac = 0,406 / {1 + R_F/ R_L}

Eficiența unui redresor cu jumătate de undă este de 40,6% când R_Feste neglijat.

Factorul de ondulare (γ)

Conținutul Ripple este definit ca cantitatea de conținut de curent alternativ prezent în DC de ieșire. Dacă factorul de ondulare este mai mic, performanța redresorului va fi mai mare. Valoarea factorului de ondulare este de 1,21 pentru un redresor cu jumătate de undă.

Puterea de curent continuu generată de HWR nu este un semnal continuu de curent continuu, ci un semnal de curent continuu pulsatoriu, iar în forma de curent continuu pulsatoriu există ondulații. Aceste ondulații pot fi reduse utilizând dispozitive de filtrare precum inductoare și condensatoare.

Pentru a calcula numărul de ondulații în semnalul DC, se folosește un factor și se numește factor de ondulare care este reprezentat ca γ . Atunci când factorul de ondulare este ridicat, acesta arată o undă continuă pulsatorie continuă, în timp ce un factor minim de ondulare arată o undă continuă minimă pulsantă,

Atunci când valoarea lui γ este foarte minimă, înseamnă că curentul de ieșire DC este aproape același cu un semnal continuu pur. Deci, se poate afirma că, cu cât factorul de ondulare este mai mic, cu atât semnalul DC este mai fin.

Într-o formă matematică, acest factor de ondulare este notat ca proporția valorii RMS a secțiunii AC la secțiunea DC a tensiunii de ieșire.

Factorul de ondulare = valoarea RMS a secțiunii AC / valoarea RMS a secțiunii DC

Eu^Două= Eu^Două_DC+ Eu^Două₁+ Eu^Două_Două+ Eu^Două₄= Eu^Două_DC+ Eu^Două_și

γ = Eu_și/ Eu_DC= (I^Două- Eu^Două_DC) / Eu_DC= {(I_rms/ Eu^Două_DC) / Idc = {(I_rms/ Eu^Două_DC) -1} = k_f^Două-1)

Unde kf - factor de formă

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1,57

Asa de, c = (1.572 - 1) = 1.21

Factorul de utilizare a transformatorului (TUF)

“cum funcționează un convertor DC-DC ”

Este definit ca raportul dintre puterea de curent alternativ livrată la sarcină și valoarea nominală secundară a transformatorului. TUF al redresorului cu jumătate de undă este de aproximativ 0,287.

HWR cu filtru condensator

Conform teoriei generale, care a fost discutată mai sus pentru ieșirea unui redresor cu jumătate de undă, este un semnal DC pulsatoriu. Aceasta se obține la ieșirea când un HWR este operat fără a implementa un filtru. Filtrele sunt dispozitivul care este utilizat pentru a transforma semnalul DC pulsatoriu în semnale DC constante, ceea ce înseamnă (conversia semnalului pulsatoriu în semnal neted). Acest lucru poate fi realizat prin suprimarea undelor de curent continuu care se întâmplă în semnal.

Chiar dacă aceste dispozitive pot fi utilizate teoretic fără filtre, dar se presupune că sunt implementate pentru orice aplicații practice. Deoarece aparatul de curent continuu va avea nevoie de un semnal constant, semnalul pulsatoriu trebuie să fie transformat într-unul lin pentru a putea fi utilizat pentru aplicații reale. Acesta este motivul pentru care HWR este utilizat cu un filtru în scenarii practice. În locul unui filtru, poate fi utilizat fie un inductor, fie un condensator, dar HWR cu un condensator este cel mai utilizat dispozitiv.

Imaginea de mai jos explică schema de circuit a construcției redresor pe jumătate de undă cu filtru condensator și cum netezește semnalul DC pulsatoriu.

Avantaje și dezavantaje

În comparație cu redresorul cu undă completă, un redresor cu jumătate de undă nu este atât de utilizat în aplicații. Chiar dacă există câteva beneficii pentru acest dispozitiv. avantajele redresorului pe jumătate de undă sunt :

Ieftin - Deoarece se utilizează un număr minim de componente
Simplu - Datorită motivului pentru care designul circuitului este complet simplu
Ușor de utilizat - Deoarece construcția este ușoară, utilizarea dispozitivului va fi, de asemenea, atât de simplificată
Un număr redus de componente

dezavantaje ale redresorului cu jumătate de undă sunteți:

La secțiunea de încărcare, puterea de ieșire este inclusă atât cu componentele DC, cât și cu cele AC, unde nivelul de frecvență de bază este similar cu nivelul de frecvență al tensiunii de intrare. De asemenea, va exista un factor de ondulare crescut, ceea ce înseamnă că zgomotul va fi ridicat și este necesară o filtrare extinsă pentru a asigura o ieșire continuă DC.
Deoarece va exista livrare de energie numai în momentul unui semiciclu al tensiunii de intrare AC, performanța de rectificare a acestora este minimă și, de asemenea, puterea de ieșire va fi mai mică.
Redresorul pe jumătate de undă are un factor minim de utilizare a transformatorului
La miezul transformatorului se produce saturație de curent continuu, care duce la magnetizarea curentului, pierderi de histerezis și, de asemenea, dezvoltarea armonicilor.
Cantitatea de putere DC care a fost livrată de la un redresor cu jumătate de undă nu este adecvată pentru a genera chiar și o cantitate generală de alimentare cu energie. În timp ce acest lucru poate fi utilizat pentru câteva aplicații, cum ar fi încărcarea bateriei.

Aplicații

Principalul aplicarea redresorului cu jumătate de undă este de a câștiga curent alternativ din curent continuu. Redresoarele sunt utilizate în principal circuite interne ale surselor de alimentare în aproape fiecare dispozitiv electronic. În sursele de alimentare, redresorul este amplasat în general într-un mod serial, constând astfel din transformator, un filtru de netezire și un regulator de tensiune. Puține dintre celelalte aplicații ale HWR sunt:

Implementarea unui redresor în sursa de alimentare permite conversia AC la DC. Redresoarele de punte sunt utilizate pe scară largă pentru aplicații uriașe, unde dețin capacitatea de a converti tensiunea de înaltă tensiune în tensiune continuă minimă.
Implementarea HWR ajută la obținerea nivelului necesar de tensiune continuă prin intermediul transformatoarelor step-down sau step-up.
Acest dispozitiv este utilizat și în sudarea fierului tipuri de circuite și este, de asemenea, utilizat în combaterea țânțarilor, astfel încât să împingă plumbul pentru vapori.
Utilizat pe dispozitivul radio AM în scopuri de detectare
Folosit ca circuite de declanșare și generare de impulsuri
Implementat în dispozitive de amplificare și modulare de tensiune.

Aici este vorba despre Circuit redresor Half Wave și lucrul cu caracteristicile sale. Credem că informațiile furnizate în acest articol vă sunt utile pentru o mai bună înțelegere a acestui proiect. În plus, pentru orice întrebări referitoare la acest articol sau orice ajutor în implementare proiecte electrice și electronice , vă puteți simți liber să ne contactați comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., care este funcția principală a redresorului cu jumătate de undă?