Историјски гледано, било је исплативије и јефтиније добијање електричне енергије у облику наизменичне струје коју генеришу генератори електрана. Такав приказ омогућио је ефикасан пренос на велике даљине. На прихватном крају претворен је у једнофазни напон, погодан за потрошаче, и у овом облику је ушао у далековод. Међутим, унутрашњи кругови већине савремених електричних потрошача захтевају константно напајање, чија се вредност бира из стандардног опсега од 5, 9, 12, 24, 36 или 48 волти. Да би их се добило, у коло електронских уређаја требало је увести посебан напонски исправљач (на пример за 24 Волта).
Принцип рада исправљача
Да бисте јасно разумели принцип рада једносмерног исправљача, прво морате узети у обзир да се полупроводнички елементи (диоде) користе за исправљање наизменичног напона. Њихова карактеристична карактеристика је способност провођења струје само у једном правцу. Због ове особине, наизменични напон примењен на њима на излазу имаће облик позитивних таласа са одсеченим доњим половинама полупериода осцилација. Са позитивним полуталасима кроз диоду ће тећи струја, што је основа за формирање сталног напајања. Да би се добио, потребни су додатни електрични елементи.
Било који тренутни исправљач укључује следеће главне јединице:
- Степен-трансформатор који претвара 220 волти у жељену вредност;
- сет диода (мост);
- кондензатор за заглађивање (филтрирање);
- стабилизатор направљен на бази транзисторских елемената.
Познате су многе варијанте електронских исправљача, које се разликују по броју и начину повезивања диода, као и по њиховим радним параметрима. Од посебног интереса су различити приступи укључивању диодних елемената у коло. Стабилизаторски ступањ исправљача састављен је на транзисторским прекидачима који се називају електронски релеји.
Типови исправљача
У зависности од начина укључивања полупроводничких диода, сви исправљачи наизменичне струје су подељени у следеће типове:
- полуталас (полуталас);
- пуноталасни (пуноталасни са средњом тачком или Миткевићевим шемама);
- мостовни или грец исправљачи;
- исправљачи са удвостручењем радног напона и други ређи кругови.
Полуталас је најједноставнија метода која се користи за исправљање наизменичном струјом. Друго име је нулто исправљачко коло.
Уз помоћ уређаја ове класе могуће је добити само пулсирајућу (употребљену само половину) излазну струју. Кола заснована на полуталасном принципу одликују се ниском ефикасношћу конверзије и ретко се користе. Њихове колеге са пуним таласима имају две диоде у свом саставу и пружају исправљање полуталаса оба поларитета. Они су ефикаснији и користе се у најједноставнијим изворима напајања.
Једнофазни мостовни исправљачи, такозвани 4-диодни Гретз кругови, одликују се високом ефикасношћу, која се подразумева као ефикасност коришћења снаге примљене из трансформатора.
Напон на излазу полупроводничких исправљачких мостова добра је основа за накнадно изравнавање и стабилизацију - добијање једносмерне струје.
Они се широко користе у уређајима са повећаним енергетским интензитетом као што су генератори са излазним напонима од десетина до стотина волти. Њихове предности укључују:
- низак обрнути напон (удео волта);
- Мала величина;
- висока ефикасност коришћења трансформатора (у поређењу са Миткевићевом шемом).
Значајан недостатак мостних кола је двоструки пад напона на диодама, што чини неопходним одабир излазних параметара трансформатора са маргином током њиховог развоја. Овај део корисне снаге се тада губи на спојевима четири диоде.
Типови исправљача према функционалности
Познати узорци исправљача се према својој намени и функционалности деле на једнофазне и трофазне уређаје. Први се користе у електричним мрежама стамбених зграда и приватних кућа и дизајнирани су за напајање кућних апарата. Други је електронски модул од 3 исте јединице, произведен према једној од следећих шема:
- једнокраки исправљачи;
- пусх-пулл системи;
- комбиновани модули: са две трофазне намотаје са паралелним и серијским повезивањем диода.
Употреба једностраних трансформационих кола је ограничена због мале ефикасности исправљеног напона. Њихови двотактни аналози се широко користе у једносмерним моторима и другим електричним машинама које садрже склопове четкица у свом дизајну. Поред класичних исправљача дизајнираних за уградњу у колекторске моторе, постоје склопови који могу неколико пута повећати излазни напон. Посебан случај таквих решења је исправљач за удвостручавање напона.
Коло исправљача са удвостручењем напона разликује се само у детаљима од већ разматраних опција. Такви уређаји се обично називају мултипликатори, који се лако састављају ручно.
Основни односи при прорачуну исправљача
- улазни напон који делује у секундарном намотају трансформатора;
- струја у диодама, која тече у колу, узимајући у обзир оптерећење;
- капацитет електролитског кондензатора, одабран на основу наведеног фактора заглађивања таласања;
- максимални напон на њему.
Важно је узети у обзир пад напона на полупроводницима када су отворене.
Израчунати показатељи за овај случај представљени су у следећем облику.
- Струја у намотају трансформатора је по величини једнака својој максималној вредности у оптерећењу (Ивинд = Илоад).
- Напон у секундарном намотају у режиму празног хода је У2 ≈ 0,75У оптерећења.
- Препоручује се узимање исправљачких диода са следећим параметрима: Урев> 3,14Улоад и Имак> 1,57Илоад.
Исправљачи се широко користе у разним областима електротехнике и електронике, укључујући савремене системе управљања. Због тога је толико важно разумети шта су исправљачи и које врсте се користе за изградњу најефикаснијих кола.
