Din punct de vedere istoric, era mai profitabil și mai ieftin să obții electricitate sub formă de curent alternativ generat de generatorii de centrale electrice. O astfel de reprezentare a făcut posibilă transmiterea ei efectivă pe distanțe mari. La capătul de recepție, a fost transformat într-o tensiune monofazată, convenabilă pentru consumatori, și în această formă a intrat pe linia de alimentare. Cu toate acestea, circuitele interne ale celor mai mulți consumatori electrici moderni necesită o sursă de alimentare constantă, a cărei valoare este selectată din gama standard de 5, 9, 12, 24, 36 sau 48 de volți. Pentru a le obține, un redresor de tensiune special (pentru 24 de volți, de exemplu) trebuia introdus în circuitul dispozitivelor electronice.
Principiul de funcționare al redresorului
Pentru o înțelegere clară a principiului funcționării unui redresor de curent continuu, trebuie mai întâi să țineți cont de faptul că elementele semiconductoare (diode) sunt utilizate pentru a rectifica tensiunea de curent alternativ. Trăsătura lor distinctivă este capacitatea de a conduce curentul doar într-o singură direcție. Datorită acestei proprietăți, tensiunea alternativă care li se aplică la ieșire va avea forma unor valuri pozitive cu jumătățile inferioare tăiate din jumătatea perioadei oscilațiilor. Cu jumătăți de undă pozitive, un curent va curge prin diodă, care este baza pentru formarea unei surse de alimentare constante. Pentru a-l obține, sunt necesare elemente electrice suplimentare.
Orice redresor de curent include următoarele unități principale:
- Un transformator cu trepte care convertește 220 volți la valoarea dorită;
- un set de diode (pod);
- condensator de netezire (filtrare);
- stabilizator realizat pe baza elementelor tranzistorului.
Sunt cunoscute multe variante de redresoare electronice, care diferă prin numărul și metoda de conectare a diodelor, precum și prin parametrii lor de funcționare. Un interes deosebit sunt diversele abordări ale includerii elementelor diodei în circuit. Etapa de stabilizare a redresorului este asamblată pe comutatoare cu tranzistoare numite relee electronice.
Tipuri de redresoare
În funcție de metoda de pornire a diodelor semiconductoare, toate redresoarele de curent alternativ sunt împărțite în următoarele tipuri:
- jumătate de undă (jumătate de undă);
- undă completă (undă completă cu un punct de mijloc sau scheme Mitkevich);
- redresoare de pod sau Gretz;
- redresoare cu o dublare a tensiunii de funcționare și alte circuite mai puțin frecvente.
Semionda este cea mai simplă metodă utilizată pentru rectificarea de curent alternativ. Un alt nume este circuitul redresor zero.
Cu ajutorul dispozitivelor din această clasă, este posibil să se obțină doar un curent de ieșire pulsant (folosit doar pe jumătate). Circuitele bazate pe principiul semiondei se caracterizează printr-o eficiență redusă a conversiei și sunt rareori utilizate. Omologii lor cu undă completă au două diode în compoziția lor și asigură rectificarea jumătății de undă a ambelor polarități. Sunt mai eficiente și sunt utilizate în cele mai simple surse de alimentare.
Redresoarele cu punte monofazate, așa-numitele circuite Gretz cu 4 diode, se caracterizează printr-o eficiență ridicată, care este înțeleasă ca eficiența utilizării puterii primite de la transformator.
Tensiunea la ieșirea podurilor redresoare semiconductoare este o bază bună pentru netezirea și stabilizarea ulterioară - obținerea curentului continuu.
Acestea sunt utilizate pe scară largă în dispozitive cu intensitate energetică crescută, cum ar fi generatoare cu tensiuni de ieșire de la zeci la sute de volți. Avantajele acestora includ:
- tensiune inversă scăzută (fracțiune de Volt);
- mărime mică;
- eficiență ridicată a utilizării transformatorului (în comparație cu schema Mitkevich).
Un dezavantaj semnificativ al circuitelor de punte este de două ori căderea de tensiune pe diode, ceea ce face necesară alegerea parametrilor de ieșire ai transformatorului cu o marjă în timpul dezvoltării lor. Această parte a puterii utilizabile se pierde apoi la joncțiunile celor patru diode.
Tipuri de redresoare după funcționalitate
În funcție de scopul și funcționalitatea lor, probe bine cunoscute de redresoare sunt împărțite în dispozitive monofazate și trifazate. Primele sunt utilizate în rețelele electrice ale clădirilor de apartamente și ale caselor private și sunt proiectate pentru a alimenta aparatele de uz casnic. Al doilea este un modul electronic de 3 din același tip de unități, fabricat conform uneia dintre următoarele scheme:
- redresoare cu un singur capăt;
- sisteme push-pull;
- module combinate: cu două înfășurări trifazate cu conexiune paralelă și în serie a diodelor.
Utilizarea circuitelor de transformare cu un singur capăt este limitată datorită eficienței reduse a tensiunii rectificate. Analogii lor în doi timpi sunt folosiți pe scară largă în motoarele de curent continuu și alte mașini electrice care conțin ansambluri de perii în proiectarea lor. În plus față de redresoarele clasice concepute pentru instalarea în motoarele colectoare, există circuite care pot crește tensiunea de ieșire de mai multe ori. Un caz special al unor astfel de soluții este un redresor de dublare a tensiunii.
Circuitul redresor cu dublarea tensiunii diferă doar în detalii de opțiunile deja luate în considerare. Astfel de dispozitive sunt denumite de obicei multiplicatori, care sunt ușor de asamblat manual.
Relații de bază la calcularea unui redresor
- tensiunea de intrare care acționează în înfășurarea secundară a transformatorului;
- curentul în diode, care curge în circuit, ținând cont de sarcină;
- capacitatea condensatorului electrolitic, selectat pe baza factorului de netezire a ondulației specificat;
- tensiunea maximă pe acesta.
Este important să luați în considerare căderea de tensiune a diodelor în stare solidă atunci când sunt deschise.
Raporturile calculate pentru acest caz sunt prezentate în următoarea formă.
- Curentul din înfășurarea transformatorului este egal în mărime cu valoarea sa maximă în sarcină (Iwind = Iload).
- Tensiunea înfășurării secundare în modul fără sarcină este U2 ± 0,75Uload.
- Se recomandă să luați diode redresoare cu următorii parametri: Urev> 3.14Uload și Imax> 1.57Iload.
Redresoarele sunt utilizate pe scară largă în diverse domenii ale ingineriei electrice și electronice, inclusiv sisteme moderne de control. Prin urmare, este atât de important să înțelegem ce sunt redresoarele și ce tipuri de ele sunt utilizate pentru a construi cele mai eficiente circuite.
