Istoriškai pelningiau ir pigiau elektros energiją gauti kintamosios srovės forma, kurią generuoja elektrinių generatoriai. Toks vaizdavimas leido jį efektyviai perduoti dideliais atstumais. Priėmimo gale jis buvo paverstas vienfaze įtampa, patogia vartotojams, ir šia forma pateko į elektros liniją. Tačiau daugumos šiuolaikinių elektros vartotojų vidinėms grandinėms reikalingas pastovus maitinimas, kurio vertė parenkama iš standartinio 5, 9, 12, 24, 36 arba 48 voltų diapazono. Norėdami juos gauti, į elektroninių prietaisų grandinę turėjo būti įvestas specialus įtampos lygintuvas (pavyzdžiui, 24 voltų).
Lygintuvo veikimo principas
Norėdami aiškiai suprasti nuolatinės srovės lygintuvo veikimo principą, pirmiausia turite atsižvelgti į tai, kad kintamosios srovės įtampai ištaisyti naudojami puslaidininkiniai elementai (diodai). Jų skiriamasis bruožas yra gebėjimas praleisti srovę tik viena kryptimi. Dėl šios savybės kintama įtampa, naudojama jiems išėjime, bus teigiamų bangų forma, nukirpusi apatines svyravimų pusės laikotarpio puses. Esant teigiamoms pusbangėms, diodu tekės srovė, kuri yra pagrindas formuoti pastovų maitinimo šaltinį. Norėdami jį gauti, reikia papildomų elektrinių elementų.
Bet kuris srovės lygintuvas apima šiuos pagrindinius įrenginius:
- Pakopinis transformatorius, kuris 220 voltų paverčia norima verte;
- diodų rinkinys (tiltas);
- lyginimo (filtravimo) kondensatorius;
- stabilizatorius, pagamintas tranzistoriaus elementų pagrindu.
Yra žinoma daugybė elektroninių lygintuvų variantų, kurie skiriasi diodų prijungimo skaičiumi ir metodu, taip pat jų veikimo parametrais. Ypač įdomūs įvairūs diodų elementų įtraukimo į grandinę metodai. Lygintuvo įtaiso stabilizavimo pakopa surenkama ant tranzistorių jungiklių, vadinamų elektroninėmis relėmis.
Lygintuvų tipai
Priklausomai nuo puslaidininkinių diodų įjungimo būdo, visi kintamosios srovės lygintuvai yra suskirstyti į šiuos tipus:
- pusiau banga (pusiau banga);
- visos bangos (visos bangos su vidurio taško arba Mitkevičiaus schemomis);
- tiltiniai arba „Gretz“ lygintuvai;
- lygintuvai, padvigubinantys darbinę įtampą, ir kitos rečiau pasitaikančios grandinės.
Pusabangis yra paprasčiausias kintamosios srovės ištaisymo metodas. Kitas pavadinimas yra nulio lygintuvo grandinė.
Šios klasės prietaisų pagalba galima gauti tik pulsuojančią (naudojamą tik pusę) išėjimo srovę. Pusinės bangos principu pagrįstoms grandinėms būdingas mažas konversijos efektyvumas ir jos retai naudojamos. Jų visos bangos analogų sudėtis yra du diodai ir jie ištaiso abiejų poliškumų pusės bangas. Jie yra efektyvesni ir naudojami paprasčiausiuose maitinimo šaltiniuose.
Vienfaziai tiltiniai lygintuvai, vadinamosios 4 diodų „Gretz“ grandinės, pasižymi dideliu efektyvumu, kuris suprantamas kaip iš transformatoriaus gaunamos galios naudojimo efektyvumas.
Įtampa puslaidininkių lygintuvų tiltų išėjime yra geras pagrindas tolesniam lyginimui ir stabilizavimui - nuolatinei srovei gauti.
Jie plačiai naudojami padidinto energijos intensyvumo įtaisuose, tokiuose kaip generatoriai, kurių išėjimo įtampa yra nuo dešimčių iki šimtų voltų. Jų pranašumai:
- maža atvirkštinė įtampa (voltų dalis);
- maži matmenys;
- didelis transformatoriaus naudojimo efektyvumas (palyginti su Mitkevičiaus schema).
Svarbus tiltų grandinių trūkumas yra dvigubas įtampos kritimas dioduose, todėl jų kūrimo metu būtina pasirinkti transformatoriaus išvesties parametrus su marža. Tada ši naudingos galios dalis prarandama keturių diodų sandūrose.
Lygintuvo tipai pagal funkcionalumą
Pagal paskirtį ir funkcionalumą gerai žinomi lygintuvų pavyzdžiai skirstomi į vienfazius ir trifazius įrenginius. Pirmieji naudojami daugiabučių namų ir privačių namų elektros tinkluose ir skirti buitiniams prietaisams maitinti. Pastarieji yra 3 to paties tipo elektroniniai moduliai, pagaminti pagal vieną iš šių schemų:
- vienpusiai lygintuvai;
- Push-pull sistemos;
- kombinuoti moduliai: su dviem trifazėmis apvijomis su lygiagrečiu ir nuosekliu diodų sujungimu.
Vienpusių transformavimo grandinių naudojimas yra ribotas dėl mažo ištaisytos įtampos efektyvumo. Jų dviejų taktų analogai yra plačiai naudojami nuolatinės srovės varikliuose ir kitose elektrinėse mašinose, kuriose yra šepetėlių sąrankos. Be klasikinių lygintuvų, skirtų montuoti kolektoriaus varikliuose, yra grandinių, kurios gali kelis kartus padidinti išėjimo įtampą. Ypatingas tokių sprendimų atvejis yra įtampą padvigubinantis lygintuvas.
Lygintuvo grandinė su dviguba įtampa dvigubai skiriasi nuo jau svarstytų variantų. Tokie įtaisai paprastai vadinami daugikliais, kurie lengvai surenkami rankomis.
Pagrindiniai santykiai skaičiuojant lygintuvą
- įėjimo įtampa, veikianti transformatoriaus antrinėje apvijoje;
- srovė dioduose, tekanti grandinėje, atsižvelgiant į apkrovą;
- elektrolitinio kondensatoriaus talpa, parinkta pagal nurodytą bangavimo išlyginimo koeficientą;
- didžiausia įtampa ant jo.
Svarbu atsižvelgti į įtampos kritimą kietojo kūno dioduose, kai jie yra atidaryti.
Apskaičiuoti šio atvejo rodikliai pateikiami tokia forma.
- Srovė transformatoriaus apvijoje yra lygi didžiausiai jos vertei apkrovoje (Iwind = Iload).
- Antrinės apvijos įtampa be apkrovos režimu yra U2 ≈ 0,75
- Rekomenduojama imti lygintuvo diodus su šiais parametrais: Urev> 3.14Uload ir Imax> 1.57Iload.
Lygintuvai yra plačiai naudojami įvairiose elektrotechnikos ir elektronikos srityse, įskaitant šiuolaikines valdymo sistemas. Todėl labai svarbu suprasti, kas yra lygintuvai ir kokie jų tipai naudojami efektyviausių grandinių statybai.
