Historisk set var det mere rentabelt og billigere at få elektricitet i form af vekselstrøm genereret af generatorer af kraftværker. En sådan repræsentation gjorde det muligt effektivt at overføre det over store afstande. I den modtagende ende blev den omdannet til en enfaset spænding, der var praktisk for forbrugerne, og kom i denne form ind i strømledningen. Imidlertid kræver de interne kredsløb hos de fleste moderne elektriske forbrugere en konstant strømforsyning, hvis værdi er valgt fra standardområdet 5, 9, 12, 24, 36 eller 48 volt. For at opnå dem måtte der indføres en speciel spændingsretter (for eksempelvis 24 volt) i kredsløbet af elektroniske enheder.
Ensretterens arbejdsprincip
For at få en klar forståelse af driftsprincippet for en DC-ensretter skal du først tage højde for, at halvlederelementer (dioder) bruges til at rette vekselstrøm. Deres særpræg er evnen til kun at lede strøm i en retning. På grund af denne egenskab vil den skiftende spænding, der påføres dem ved udgangen, have form af positive krusninger med afskåret de nedre halvdele af svingningens halve periode. Med positive halvbølger strømmer en strøm gennem dioden, hvilket er grundlaget for dannelsen af en konstant strømforsyning. For at opnå det kræves yderligere elektriske elementer.
Enhver aktuel ensretter indeholder følgende hovedenheder:
- En nedadgående transformer, der konverterer 220 volt til den ønskede værdi;
- et sæt dioder (bro);
- udjævning (filtrering) kondensator;
- stabilisator lavet på basis af transistorelementer.
Der kendes mange varianter af elektroniske ensrettere, der adskiller sig i antal og metode til tilslutning af dioder såvel som i deres driftsparametre. Af særlig interesse er forskellige tilgange til inkludering af diodeelementer i kredsløbet. Ensretterens stabiliseringstrin er samlet på transistorkontakter kaldet elektroniske relæer.
Ensrettertyper
Afhængigt af metoden til at tænde halvlederdioder er alle vekselstrømsrettere opdelt i følgende typer:
- halvbølge (halvbølge);
- fuldbølge (fuldbølge med et midtpunkt eller Mitkevich-ordninger);
- bro- eller Gretz-ensrettere;
- ensrettere med en fordobling af driftsspændingen og andre mindre almindelige kredsløb.
Halvbølge er den enkleste metode, der anvendes til vekselstrømskorrigering. Et andet navn er nul ensretter kredsløb.
Ved hjælp af enheder i denne klasse er det kun muligt at opnå en pulserende (kun brugt halv) udgangsstrøm. Kredsløb baseret på halvbølge-princippet er kendetegnet ved lav konverteringseffektivitet og bruges sjældent. Deres modstykker med fuld bølge har to dioder i deres sammensætning og giver udbedring af halvbølger af begge polariteter. De er mere effektive og bruges i de enkleste strømforsyninger.
Enfasede bro-ensrettere, de såkaldte 4-diode Gretz-kredsløb, er kendetegnet ved høj effektivitet, hvilket forstås som effektiviteten ved at bruge den effekt, der modtages fra transformatoren.
Spændingen ved udgangen af halvleder ensretterbroer er et godt grundlag for efterfølgende udjævning og stabilisering - opnå jævnstrøm.
De bruges i vid udstrækning i enheder med øget energiintensitet, såsom generatorer med udgangsspændinger fra tiere til hundreder volt. Deres fordele inkluderer:
- lav omvendt spænding (brøkdel af en volt);
- lille størrelse;
- høj effektivitet ved at bruge transformeren (i sammenligning med Mitkevich-ordningen).
En væsentlig ulempe ved brokredsløb er to gange spændingsfaldet over dioderne, hvilket gør det nødvendigt at vælge transformerens outputparametre med en margin under deres udvikling. Denne del af den anvendelige kraft går derefter tabt ved krydset mellem de fire dioder.
Ensretterstyper efter funktionalitet
I henhold til deres formål og funktionalitet er velkendte prøver af ensrettere opdelt i enfasede og trefasede enheder. Førstnævnte bruges i de elektriske netværk i lejlighedsbygninger og private huse og er designet til at drive husholdningsapparater. Den anden er et elektronisk modul med 3 enheder af samme type, fremstillet i henhold til en af følgende ordninger:
- ensrettere med en ende;
- push-pull-systemer;
- kombinerede moduler: med to trefasede viklinger med parallel og serieforbindelse af dioder.
Brugen af transformerede kredsløb med en ende er begrænset på grund af den ensrettede spændings lave effektivitet. Deres totaktsanaloger bruges i vid udstrækning i jævnstrømsmotorer og andre elektriske maskiner, der indeholder børstesamlinger i deres design. Ud over klassiske ensrettere designet til installation i kollektormotorer er der kredsløb, der kan øge udgangsspændingen flere gange. Et specielt tilfælde af sådanne løsninger er en spændingsdoblet ensretter.
Ensretterkredsløbet med spændingsdobling adskiller sig kun i detaljer fra de muligheder, der allerede er overvejet. Sådanne enheder kaldes normalt multiplikatorer, som let samles manuelt.
Grundlæggende forhold ved beregning af en ensretter
- indgangsspænding, der virker i transformatorens sekundære vikling;
- strømmen i dioderne, der strømmer i kredsløbet under hensyntagen til belastningen;
- kapaciteten for den elektrolytiske kondensator, valgt ud fra den specificerede krusningsudjævningsfaktor
- maksimal spænding på den.
Det er vigtigt at overveje spændingsfaldet over halvlederdioder, når de er åbne.
De beregnede forhold for denne sag præsenteres i følgende form.
- Strømmen i transformatorviklingen er lig med størrelsen på dens maksimale værdi i belastningen (Iwind = Iload).
- Spændingen i sekundærviklingen i ubelastet tilstand er U2 ≈ 0,75Uload.
- Det anbefales at tage ensretterdioder med følgende parametre: Urev> 3.14Uload og Imax> 1.57Iload.
Ensrettere er meget udbredt inden for forskellige områder inden for elektroteknik og elektronik, herunder moderne kontrolsystemer. Derfor er det så vigtigt at forstå, hvad ensrettere er, og hvilke typer af dem der bruges til at opbygge de mest effektive kredsløb.
