Historiskt sett var det mer lönsamt och billigare att skaffa el i form av växelström som genererades av kraftverkens generatorer. En sådan framställning gjorde det möjligt att effektivt överföra den över stora avstånd. I den mottagande änden omvandlades den till en enfas spänning, bekväm för konsumenterna, och i denna form gick den in i kraftledningen. De interna kretsarna hos de flesta moderna elektriska konsumenter kräver emellertid en konstant strömförsörjning, vars värde väljs från standardområdet 5, 9, 12, 24, 36 eller 48 volt. För att få dem måste en speciell spänningslikriktare (till exempel för 24 volt) införas i kretsen av elektroniska enheter.
Likriktarens arbetsprincip
För en tydlig förståelse av principen för en likriktare måste du först ta hänsyn till att halvledarelement (dioder) används för att rätta till växelspänningen. Deras särdrag är förmågan att bara leda ström i en riktning. På grund av denna egenskap kommer den växlande spänningen som appliceras på dem vid utgången att ha formen av positiva krusningar med avskurna nedre halvor av svängningens halvperiod. Med positiva halvvågor kommer en ström att strömma genom dioden, vilket är grunden för bildandet av en konstant strömförsörjning. För att få det krävs ytterligare elektriska element.
Varje strömlikriktare innehåller följande huvudenheter:
- En nedtransformator som omvandlar 220 volt till önskat värde;
- en uppsättning dioder (bro);
- utjämnande (filtrering) kondensator;
- stabilisator tillverkad på basis av transistorelement.
Många varianter av elektroniska likriktare är kända, olika i antal och metod för anslutning av dioder, liksom i deras driftsparametrar. Av särskilt intresse är olika sätt att inkludera diodelement i kretsen. Likriktarens stabiliseringssteg är monterat på transistorströmställare som kallas elektroniska reläer.
Likriktartyper
Beroende på metoden för att slå på halvledardioder är alla likriktare indelade i följande typer:
- halvvåg (halvvåg);
- fullvåg (helvåg med mittpunkt eller Mitkevich-scheman);
- bro- eller Gretz-likriktare;
- likriktare med en fördubbling av driftspänningen och andra mindre vanliga kretsar.
Halvvåg är den enklaste metoden som används för AC-korrigering. Ett annat namn är nollriktningskrets.
Med hjälp av anordningar av denna klass är det möjligt att bara få en pulserande (endast hälften) utström. Kretsar baserade på halvvågsprincipen kännetecknas av låg omvandlingseffektivitet och används sällan. Deras helvågs motsvarigheter har två dioder i sin sammansättning och ger korrigering av halvvågor av båda polariteterna. De är effektivare och används i de enklaste strömförsörjningarna.
Enfas brygglikriktare, de så kallade 4-diod-Gretz-kretsarna, kännetecknas av hög effektivitet, vilket förstås som effektiviteten för att använda den effekt som mottas från transformatorn.
Spänningen vid utgången från halvledarlikriktarbryggor är en bra bas för efterföljande utjämning och stabilisering - för att få likström.
De används ofta i enheter med ökad energiintensitet såsom generatorer med utspänningar från tiotals till hundratals volt. Deras fördelar inkluderar:
- låg omvänd spänning (bråkdel av en volt);
- liten storlek;
- hög effektivitet med att använda transformatorn (jämfört med Mitkevich-schemat).
En betydande nackdel med bryggkretsar är två gånger spänningsfallet över dioderna, vilket gör det nödvändigt att välja transformatorns utgångsparametrar med en marginal under deras utveckling. Denna del av den användbara kraften går sedan förlorad vid korsningarna mellan de fyra dioderna.
Likriktartyper efter funktionalitet
Enligt deras syfte och funktion är välkända prover av likriktare uppdelade i enfas- och trefasanordningar. De förstnämnda används i de elektriska nätverken i flerbostadshus och privata hus och är utformade för att driva hushållsapparater. Den andra är en elektronisk modul med 3 av samma typ av enheter, tillverkade enligt något av följande scheman:
- ensamma likriktare;
- push-pull-system;
- kombinerade moduler: med två trefaslindningar med parallell- och seriekoppling av dioder.
Användningen av omvandlingskretsar med ena änden är begränsad på grund av den rätta spänningens låga effektivitet. Deras tvåtaktsanaloger används ofta i likströmsmotorer och andra elektriska maskiner som innehåller borstaggregat i sin design. Förutom klassiska likriktare avsedda för installation i kollektormotorer finns det kretsar som kan öka utspänningen flera gånger. Ett speciellt fall av sådana lösningar är en spänningsdubbleringslikriktare.
Likriktarkretsen med spänningsfördubbling skiljer sig endast i detaljer från de alternativ som redan beaktats. Sådana enheter kallas vanligtvis multiplikatorer, som enkelt monteras för hand.
Grundläggande förhållanden vid beräkning av en likriktare
- ingångsspänning som verkar i transformatorns sekundärlindning;
- strömmen i dioderna, som flyter i kretsen, med hänsyn till belastningen;
- kapaciteten hos den elektrolytiska kondensatorn, vald baserat på den angivna krusningsutjämningsfaktorn;
- maximal spänning på den.
Det är viktigt att tänka på spänningsfallet över halvledardioder när de är öppna.
De beräknade förhållandena för detta fall presenteras i följande form.
- Strömmen i transformatorlindningen är lika stor som dess maximala värde i belastningen (Iwind = Iload).
- Spänningen i sekundärlindningen i tomgångsläge är U2 ≈ 0,75Uload.
- Vi rekommenderar att du tar likriktardioder med följande parametrar: Urev> 3.14Uload och Imax> 1.57Iload.
Likriktare används ofta inom olika områden inom elektroteknik och elektronik, inklusive moderna styrsystem. Därför är det så viktigt att förstå vad likriktare är och vilka typer av dem som används för att bygga de mest effektiva kretsarna.
