Что такое выпрямитель тока и для чего нужен

Опубликовано 08.11.2019 | Автор: kmveg

В физике существует такое понятие, как постоянный и переменный ток. По сути, эти два понятия, не совсем корректны, однако так сложилось исторически. Постоянный ток – это направленное движение частиц, которое не изменяются ни по направлению, ни по величине вне зависимости от времени.

Наряду с этим, существует еще и переменный ток, в частном случае направление которого постоянно, а вот величина его изменяется. Для того, чтобы его выпрямить, применяют выпрямитель тока.

При помощи такого устройства получается однонаправленный пульсирующий ток. На самом деле конструкция сложна и специфична, поэтому требуется внимательное отношение к деталям при выборе. Выбрать выпрямитель тока по доступной цене можно на сайте компании newet.ru.

Что такое выпрямитель

Выпрямителем постоянного тока называется устройство, посредством которого преобразуется электрическая энергия. Выпрямители могут быть механическими, электровакуумными, полупроводниковыми устройствами.

На входе переменного электрического тока, при помощи таких устройств, на выходе создается постоянный электрический ток. Данный процесс называется выпрямлением.

Классификация выпрямителей

Данные устройства классифицируются по следующим признакам:

• по мощности;
• по виду переключателя выпрямляемого тока;
• по уровню использования полупериодов переменного напряжения;
• по схеме выпрямления;
• по количеству фаз;
• в зависимости от схемы выпрямления;
• от типа электронного вентиля и пр.

Параметров, которые показывают разновидности выпрямителей много.

Назначение и применение выпрямителей

Назначение выпрямителей заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. Данные устройства широко используются в разных сферах деятельности, в частности:

• в блоках питания радио- и электроаппаратуры, как промышленного, так и бытового назначения;
• в блоках питания в бортовых радиоэлектронных системах транспортных средств;
• в блоках питания автотракторной, железнодорожной, водной, авиационной технике и др.;
• в сварочных аппаратах;
• в подстанциях систем энергоснабжения и пр.

Какие бывают выпрямители

Если задачей выпрямителя предусматривается только преобразование тока, то их изготавливают на основе неуправляемых вентилях, т.е., диодов.

Если на выпрямитель накладывается обязанность регулировка уровня напряжения, то здесь используются управляемые вентили – тиристоры.

Твитнуть

Похожие материалы

выпрямитель электрический — это… Что такое выпрямитель электрический?



выпрямитель электрический

выпрями́тель электри́ческий

устройство для преобразования переменного электрического тока в постоянный. Большинство мощных источников электрической энергии (напр., электрические генераторы на электростанциях) вырабатывают переменный ток. Однако многие электрические устройства на городском и железнодорожном транспорте, в химической промышленности, в цветной металлургии, в быту и т. д. работают на постоянном токе различного напряжения. В простейшем случае переменный ток выпрямляется электрическим

вентилем, пропускающим ток (напр., синусоидальный) только в одном направлении. В однофазных электрических цепях используют однополупериодные, двухполупериодные с нулевым выводом и мостовые схемы электрических выпрямителей. На рис. 1 приведена схема однополупериодного выпрямителя однофазного тока. Напряжение U₁, обычно синусоидальное, от источника переменного тока через трансформатор Тр подаётся на вентиль В. Ток J в нагрузке Rн течёт только при положительной полярности подводимого напряжения, т. е. при открытом состоянии вентиля В. Конденсатор С заряжается положительными полуволнами пульсирующего тока, а в паузах, соответствующих по времени отрицательным полуволнам, разряжается на нагрузку. Таким образом, пульсирующий ток сглаживается, усредняется.

В схеме двухполупериодного выпрямителя (рис. 2) применяют трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке. Благодаря такому соединению обмотки с вентилями выпрямленный ток формируется из обеих полуволн тока. Частота пульсаций выпрямленного тока при этом возрастает в 2 раза по сравнению с однополупериодным выпрямителем, что облегчает сглаживание тока.

Схема мостового выпрямителя (рис. 3) также двухполупериодная, но вторичная обмотка трансформатора выполнена без средней точки и имеет в 2 раза меньшее количество витков по сравнению со вторичной обмоткой трансформатора. Указанные схемы выпрямителей применяют обычно в системах питания устройств, у которых потребляемая мощность не превышает нескольких киловатт (бытовые электронные приборы, некоторые устройства автоматики и телемеханики и др.), и лишь в отдельных случаях для питания мощных (до 1000 кВт) устройств (напр., двигателей электровозов).

1)

2)

3)

Схемы выпрямителей однофазного тока:

1 – однополупериодная; 2 – двухполупериодная; 3 – мостовая

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

• выключатель электрический
• высокая печать

Смотреть что такое «выпрямитель электрический» в других словарях:

• ВЫПРЯМИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — преобразователь переменного электрического тока в постоянный. Обычно выпрямление тока осуществляется электрическим вентилем, по типу которого различают выпрямители электрические: вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные.… …   Большой Энциклопедический словарь

• выпрямитель электрический — преобразователь переменного электрического тока в постоянный. Обычно выпрямление тока осуществляется электрическим вентилем, по типу которого различают электрические выпрямители: вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные.… …   Энциклопедический словарь

• ВЫПРЯМИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — преобразователь переменного электрич. тока в постоянный. Обычно выпрямление тока осуществляется электрич. вентилем, по типу к рого различают В.э.: вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные. Применяют в устройствах автоматики… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• ВЫПРЯМИТЕЛЬ — электрический, преобразователь переменного электрического тока в постоянный, выполненный обычно на основе электрического вентиля. Применяется в устройствах автоматики и телемеханики, измерительной техники и радиотехники (однофазный выпрямитель),… …   Современная энциклопедия

• Выпрямитель — электрический, преобразователь переменного электрического тока в постоянный, выполненный обычно на основе электрического вентиля. Применяется в устройствах автоматики и телемеханики, измерительной техники и радиотехники (однофазный выпрямитель),… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• ВЫПРЯМИТЕЛЬ — электрический устройство для преобразования перем. электрич. тока в постоянный. Осн. элемент В. вентиль электрический. По типу применяемого вентиля В. разделяют на вакуумные (кенотронные), газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные; по… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• ВЫПРЯМИТЕЛЬ ТОКА — устройство для преобразования переменного электрического тока в постоянный; действие всех выпрямителей основано на том, что внутри них создаются условия, при которых электрические заряды определённого знака могут проходить только в одном… …   Большая политехническая энциклопедия

• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОН — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОН, процесс движения электрических зарядов. Этот процесс может вызываться или силами электрического поля (ток проводимости) или какими либо внешними силами (конвекционный ток). Примером тока проводимости моясет служить напр. ток,… …   Большая медицинская энциклопедия

• Выпрямитель — У этого термина существуют и другие значения, см. Выпрямитель (значения) …   Википедия

• Выпрямитель тока —         преобразователь электрического тока переменного направления в ток постоянного направления. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают ток переменного направления (см. Переменный ток). Однако многие электрические… …   Большая советская энциклопедия

основные понятия / Статьи и обзоры / Элек.ру

Выпрямитель переменного напряжения строится либо на диодах, либо на тиристорах, либо на их комбинации. Выпрямитель, построенный на диодах, является неуправляемым, а на тиристорах — управляемым. Если используются и диоды, и тиристоры, выпрямитель является полууправляемым.

Неуправляемые выпрямители

Диоды позволяют току протекать только в одном направлении: от анода (А) к катоду (К). Как и в случае некоторых других полупроводниковых приборов, величину тока диода регулировать невозможно. Напряжение переменного тока преобразуется диодом в пульсирующее напряжение постоянного тока. Если неуправляемый трехфазный выпрямитель питается трехфазным напряжением переменного тока, то и в этом случае напряжение постоянного тока будет пульсировать.

Выходное напряжение неуправляемого выпрямителя равно разности напряжений двух диодных групп. Среднее значение пульсирующего напряжения постоянного тока равно 1,35 х напряжение сети.

Управляемые выпрямители

В управляемых выпрямителях диоды заменены тиристорами. Подобно диоду тиристор пропускает ток только в одном направлении — от анода (А) к катоду (К). Однако в противоположность диоду тиристор имеет третий электрод, называемый «затвором» (G). Чтобы тиристор открылся, на затвор должен быть подан сигнал. Если через тиристор течет ток, тиристор будет пропускать его до тех пор, пока ток не станет равным нулю.

Ток не может быть прерван подачей сигнала на затвор. Тиристоры используются как в выпрямителях, так и в инверторах.

На затвор тиристора подается управляющий сигнал α, который характеризуется задержкой, выражаемой в электрческих градусах. Эти градусы оказывают запаздывание между моментом перехода напряжения через нуль и временем, когда тиристор открыт.

Если угол а находится в пределах от 0° до 90°, то тиристорная схема используется в качестве выпрямителя, а если в пределах от 90° до 180° — то в качестве инвертора.

Управляемый выпрямитель в своей основе не отличается от неуправляемого за исключением того, что тиристор управляется сигналом а и начинает проводить с момента, когда начинает проводить обычный диод, до момента, который находится на 30° позже точки перехода напряжения через нуль.

Регулирование значения а позволяет изменять величину выпрямленного напряжения. Управляемый выпрямитель формирует постоянное напряжение, среднее значение которого равно 1,35 х напряжение сети x cos α.

По сравнению с неуправляемым выпрямителем управляемый имеет более значительные потери и вносит более высокие помехи в сеть питания, поскольку при более коротком времени пропускания тиристоров выпрямитель отбирает от сети больший реактивный ток.

Преимуществом управляемых выпрямителей является их способность возвращать энергию в питающую сеть.

По материалам компании «Звезда-Электроника»

Выбираем выпрямитель для волос (2018) | Выпрямители и мультистайлеры | Блог

Прямые – завить, а кудри – распрямить. Вот такая переменчивая женская натура. Современные приборы позволяют сделать и то, и другое легко и с минимальным вредным воздействием на волосы. Остается только правильно подобрать выпрямитель.

Выпрямители для волос часто называют «утюжками». С ними вы добьетесь безупречной ровности волос, а при должном умении сделаете и стильные «голливудские локоны».

Современные выпрямители могут справиться даже с тугими кудрями и непослушными волосами. Если обратиться к физиологии человека, то волосы вьются из-за особого строения луковиц. В структуре волоса есть водородные связи, которые вызывают непроизвольное завивание. Активность соединений зависит не только от индивидуальных особенностей организма человека, но и от влажности воздуха.

Принцип действия утюжка основывается на выпаривании влаги из волос. Кроме этого, выпрямитель «запаивает» поднятые чешуйки волос. Результат – идеальная гладкость и блеск локонов.

Но у утюжков есть и недостатки. Частое выпрямление приводит к ломкости и сечению волос, а также нарушению их структуры. Особенно высок риск повредить волосы, если неправильно подобрать рабочую температуру пластин.

Чтобы прическа радовала, а волосы оставались в безопасности, важно правильно подобрать утюжок. Давайте разберемся, на что стоит обращать особое внимание при покупке выпрямителя.

Тип выпрямителя

Классические выпрямители выполнены в форме щипцов. Они удобно ложатся в руку и позволяют добиться гладкости легко и быстро. Утюжком можно сделать и мягкие локоны, что безопаснее обычной плойки. За счет большей площади рабочей поверхности укладка делается быстрее и с меньшим вредом для волос.

В последнее время в продаже встречаются не только классические выпрямители-щипцы, но и расчески.

Их преимущества:

— Безопасность. Прорезиненные наконечники на зубчиках исключают риск ожога от нагревательных элементов. В случае с обычным утюжком по неаккуратности можно обжечь кожу шеи и лица.

— Удобство в использовании. Если для работы утюжком нужна сноровка, то с расческой все просто и понятно. Достаточно всего 10 минут, чтобы привести волосы в идеальный порядок.

— Массаж кожи головы. Он улучшает кровоснабжение волосяных луковиц, позволяет избавиться от мигрени и головной боли.

— Положительное воздействие на волосы. У зубчиков расчески турмалиновое покрытие. Оно не пересушивает волосы, а риски травмировать локоны минимальны.

— Экономия времени. Пользоваться расческой можно сразу после включения в сеть. Просто выберите нужный режим и приступайте к укладке.

Но есть у расчесок и недостаток. Как правило, корпус у них хрупкий, а шнур достаточно короткий. Обращаться с ними надо аккуратно, а короткий провод ограничивает движения во время укладки.

Покрытие насадок/пластин

Во время выпрямления прямой контакт с волосами имеют именно пластины. Они должны иметь равномерный нагрев и обеспечивать гладкое скольжение. Сейчас производители предлагают разные варианты, которые отличаются не только способом изготовления, но и материалом.

В продаже встречаются:

— Алюминиевое покрытие. Такие утюжки самые бюджетные и имеют некоторые недостатки. Алюминиевые пластины прогреваются неравномерно, чаще всего по центру температура выше, а по краям ниже. В итоге выпрямление происходит неравномерно и приходится по нескольку раз проводить утюжком по волосам. Это приводит к пережиганию. Кроме этого металлические пластины быстро царапаются и вступают в реакцию со средствами для укладки волос. Царапины – это не только косметический дефект прибора, но и риск сильно травмировать волос. Внимательно следите за их состоянием. Если пластины перестают скользить по пряди, то могут начать рвать волосы. Пользоваться утюжком с металлическими пластинами лучше не чаще раза в неделю.

— Алюминиевое покрытие с анодированием. Утюжок с такими пластинами стоит дороже, но и щадящим по отношению к волосам его назвать сложно. Единственный плюс – анодированное покрытие не царапается и не вступает в реакцию с пенками и спреями для укладки.

— Керамическое покрытие. Оно встречается чаще всего. Керамические пластины деликатно воздействуют на волосы. Высокая теплопроводность обеспечивает равномерный прогрев и сохранение заданной температуры. Керамические пластины с легкостью скользят по прядям, защищая их от механических повреждений. Кроме этого такое покрытие прочное и устойчиво к царапинам.

— Турмалиновое покрытие. Оно наносится на керамику. Это единственное покрытие, у которого при нагреве появляются отрицательные ионы, которые нейтрализуют статическое электричество. Вы забудете об эффекте «одуванчика», а волосы будут идеально гладкие и блестящие. Отрицательные ионы передаются волосам, и микрочешуйки волос не теряют влагу. Пряди получаются ровные, а волосы шелковистые. Утюжки с турмалиновым покрытием считаются самыми безопасными и подходят для профессионального использования.

— Тефлоновое покрытие. Отличное скольжение без спутывания и выдергивания волос. Несколько движений утюжком и волосы гладкие и с соблазнительным блеском. К тефлоновому покрытию не прилипают волосы, даже при использовании защитных и укладочных средств. Равномерный прогрев и идеальное скольжение – залог минимального вреда для волос. Единственный недостаток — тефлоновое покрытие недолговечно и быстро царапается.

— Титановое покрытие. Такие пластины быстро прогреваются до нужной температуры и не портят волосы. Как правило, титановые утюжки используют профессиональные стилисты и парикмахеры. Возможность равномерно прогреваться до очень высоких температур позволяет использовать их для кератинового выпрямления. Но не забывайте – очень высокие температуры вредны для волос и использовать щипцы в таком режиме дома не стоит.

Ширина пластин

Выбирать ширину пластин необходимо в зависимости густоты и длины волос. Главный принцип – чем гуще, тем более широкие пластины потребуются. Например:

— для коротких причесок и негустых волос выбирайте ширину 2-2,5 см;

— волосы средней густоты до лопаток отлично выпрямляют утюжки с шириной пластин 2,5-3 см;

— для густых волос до лопаток подходят выпрямители с толщиной пластин 3-4 см;

— обладательницам густых и длинных волос лучше отдавать предпочтение самым широким пластинам – 7-8 см.

Конечно, пользоваться можно утюжками с любой шириной пластин. Просто в некоторых случаях процесс укладки будет дольше. Но если командировки и путешествия – не редкость для вас, то стоит обратить внимание на компактные утюжки с узкими пластинами, которые без проблем найдут место в чемодане.

Время и температура нагрева

Лучше выбирать утюжки с возможностью регулировки температуры. Как правило, она варьируется от 150 до 235 °С. Устанавливать её также нужно в зависимости от качества волос:

— для тонких, поврежденных и окрашенных волос – не более 120 °С;

— для не очень густых, нормальных волос – до 150 °С;

— для пышных и очень вьющихся – до 200 °С,

Некоторые модели имеют дисплей, на который выводится информация об установленной температуре.

В зависимости от мощности утюжка его нагрев до максимальной температуры длится от 2 секунд до 3 минут. Конечно, в эксплуатации удобнее «быстрые» приборы, которые имеют более высокую мощность. Лучше, если в них будет функция автоматического отключения. Если прибором перестать пользоваться, то спустя несколько минут он сам выключится. Это исключит риск перегрева пластин, а вас защитит от ожогов.

Плавающие пластины

Более дорогие модели утюжков имеют плавающие пластины. Они крепятся к основанию с помощью специальной подвески, пружинящей всю пластину. Это дает ей определенную свободу, и позволяет менять угол относительно основы на несколько миллиметров. Это обеспечивает особую деликатность по отношению к волосам. Дело в том, что пряди имеют разную толщину у корней и кончиков, и обычным утюжком разглаживаются неравномерно. При плавающих пластинах происходит их подстройка под толщину пряди – меняется угол прижима для максимального захвата всей пряди. Итог – меньшее число проходов утюжком по волосам и быстрая укладка.

Особенности конструкции

Самое уязвимое место выпрямителя – его пластины. Именно поэтому важно аккуратное хранение. Если планируется подвешивание утюжка на крючок – выбирайте модели с петлей для подвешивания. Помните, что укладка требует свободы движения руками – в данном случае «ограничителем» может стать сетевой провод утюжка. Он может быть от 1.4 до 3 метров. Лучше, если шнур будет длинным.

Варианты выбора

Сегодня в продаже есть множество моделей утюжков. Но помните, что от выпрямителя зависит не только красота, но и здоровье волос.

— Для здоровых волос средней густоты и если пользоваться утюжком будете не часто, то можно смело выбирать простейшие модели с металлическими и керамическими пластинами.

— Обладательницам тонких, окрашенных, травмированных и ослабленных волос лучше обратить внимание на выпрямители с тефлоновым или турмалиновым покрытием. Отлично, если в них будет функция регулировки температуры и дисплей. Такие утюжки можно смело использовать для повседневной укладки. Но помните, что для ежедневного выпрямления стоит дополнительно приобрести термозащитное средство для волос.

— Ведете активную профессиональную деятельность или только делаете первые шаги в этом? Тогда присмотритесь к устройствам с быстрым выходом на рабочую температуру, длинным шнуром, дисплеем, функцией ионизацией и очень высокими температурами работы. С ними можно не только разгладить даже самые густые и кудрявые волосы, но и сделать мягкие локоны или сделать салонные процедуры.

— Если вы часто путешествуете или ездите в командировки, а идеальная гладкость волос — неотъемлемая часть облика, то обратите внимание на компактные модели утюжков. Они легко поместятся в дорожную сумку и весят совсем немного.

— Любите простоту во всем и смотрите в сторону расчесок выпрямителей? Тогда стоит также обращать внимание на температуру. Бюджетные модели с низкой рабочей температурой справятся только с негустыми и тонкими волосами. Более мощные расчески с турмалиновым покрытием, генератором ионов и автоотключением помогут получить идеальную прическу с минимальным вредом даже обладательницам длинных густых волос.

Однополупериодный выпрямитель: принцип работы и применение

Однополупериодный выпрямитель – это самый простой вид выпрямителя напряжения. Он берет на себя ровно половину от синусоидального переменного напряжения. По своим техническим характеристикам и принципам работы такой тип выпрямителя не подходит для очень многих сфер электрики и электроники.

В сигнале на выходе слишком много гармоник, которые трудно технически и практически отфильтровать. В настоящей статье будет рассмотрено строение, структура этого типы выпрямителя, а также где они могут быть использованы. Дополнением служат два ролика по данной теме, а также она подробная техническая лекция по данным типам выпрямления напряжения.

Как устроен выпрямитель тока

Схема однополупериодного выпрямителя

При подаче переменного sin-идального напряжения на первичную обмотку трансформатора напряжение на зажимах вторичной его обмотки также будет переменным синусоидальным и будет равноU₂=U_2msinwt. Диод проводит электрический ток только в том случае, когда его анод относительно катода будет иметь положительный потенциал. Поэтому ток в цепи – вторичная обмотка, диод и нагрузка – будет протекать только в одном направлении, то есть в течение одной половины периода переменного напряженияU₂. В результате этого ток, протекающий в цепи нагрузки, оказывается пульсирующим. Максимальное значение тока:

I_m=U_2m/R_H, гдеR_H– сопротивление потребителя постоянного тока.

Кривая получаемого в процессе однополупериодного выпрямления пульсирующего тока может быть разложена в гармонический ряд Фурье:

i=I_m(1/π+1/2 sinwt-2/3π∙1 cos2wt-…).

Пульсирующий ток, как видно из выражения, кроме переменных составляющих содержит также и постоянную I_{=Im/π. Отсюда постоянная составляющая напряжения}

U_{=IRH=Im/π∙RH=U2m/π.}

Через действующее значение напряжения: U_{=√2 ∙U2/π.}

Переменные составляющие характеризуют величину пульсаций тока и напряжения.

График работы однополупериодного выпрямителя

Для оценки пульсаций при какой-либо схеме выпрямления вводится понятие коэффициента пульсаций q, под которым понимается отношение амплитуды A_m наиболее резко выраженной гармонической составляющей, входящей в кривые выпрямленного тока или напряжения, к постоянной составляющей A_в тока\напряжения в выходной цепи выпрямителя:q=A_m/A_B.

Для схемы однополупериодного выпрямителя: q=0.5I_m/(1/π ∙I_m)=π/2. В течение половины периода, когда анод диода имеет отрицательный относительно катода потенциал, диод тока не проводит. Напряжение, воспринимаемое диодом в непроводящий полупериод, называется обратным напряжением U_обр. Обратное напряжение на диоде будет определяться напряжением на вторичной обмотке. Максимальное значение напряженияU_обрm=U_2m. Значит, вентиль надо выбирать так, чтобы [U_max обр]>=U_2m.

Недостатки такой схемы выпрямления: большие пульсации выпрямленного тока и напряжения, а также плохое использование трансформатора, поскольку по его вторичной обмотке протекает ток только в течение половины периода. Такую установку используют в маломощных системах, когда выпрямленный ток мал.

Как устроен выпрямитель

Напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора подаётся на один единственный диод. Поэтому выпрямитель и назван однополупериодным. Выпрямляется только один полупериод и на выходе получается импульсное напряжение. Схема проста и не требует большого количества элементов. Это и сказывается на качестве выпрямленного напряжения. При низких частотах переменного напряжения (например, как в электросети – 50 Гц) выпрямленное напряжение получается сильно пульсирующим. А это очень плохо.

Для того чтобы снизить величину пульсации выпрямленного напряжения приходится брать величину конденсатора С1 очень большую, порядка 2000 – 5000 микрофарад, что увеличивает размер блока питания, так как электролиты на 2000 – 5000 мкф имеют довольно большие размеры. Поэтому на низких частотах эта схема практически не используется. Зато однополупериодные выпрямители прекрасно зарекомендовали себя в импульсных блоках питания работающих на частотах 10 – 15 кГц (килогерц).

На таких частотах величина ёмкости фильтра может быть очень небольшой, а простота схемы уже не столь сильно влияет на качество выпрямленного напряжения.

Примером использования однополупериодного выпрямителя может служить простой зарядник от сотового телефона. Так как зарядник сам по себе маломощный, то в нём применяется однополупериодная схема, причём как во входном сетевом выпрямителе 220V (50Гц), так и в выходном, где требуется выпрямить переменное напряжение высокой частоты со вторичной обмотки импульсного трансформатора. К несомненным достоинствам такого выпрямителя следует отнести минимум деталей, низкую стоимость и простые схемные решения. В обычных (не импульсных) блоках питания многие десятилетия успешно работают двухполупериодные выпрямители.

Двухполупериодные выпрямители

Они бывают двух схемных решений: выпрямитель со средней точкой и мостовая схема, известная, как схема Гретца. Выпрямитель со средней точкой требует более сложного в исполнении силового трансформатора, хотя диодов там используется в два раза меньше чем в мостовой схеме. К недостаткам двухполупериодного выпрямителя со средней точкой можно отнести то, что для получения одинакового напряжения, число витков во вторичной обмотке трансформатора должно быть в два раза больше, чем при использовании мостовой схемы. А это уже не совсем экономично с точки зрения расходования медного провода.

Далее на рисунке показана типовая схема двухполупериодного выпрямителя со средней точкой. Величина пульсаций выпрямленного напряжения меньше чем у однополупериодного выпрямителя и величину конденсатора фильтра так же можно использовать гораздо меньшую. Как видим, на выходе выпрямителя уже в два раза меньше “провалов” напряжения – тех самых пульсаций.

Интересно почитать: что такое клистроны.

Активно применяется схема выпрямителя со средней точкой в выходных выпрямителях импульсных блоков питания для ПК. Так как во вторичной обмотке высокочастотного трансформатора требуется меньшее число витков медного провода, то гораздо эффективнее применять именно эту схему. Диоды же применяются сдвоенные, т.е. такие, у которых общий корпус и три вывода (два диода внутри). Один из выводов – общий (как правило катод). По виду сдвоенный диод очень похож на транзистор.

Выпрямитель напряжения

Наибольшую популярность приобрела в бытовой и промышленной аппаратуре мостовая схема. Можно без преувеличения сказать, что это самая распространённая схема. На практике вы с ней ещё не раз встретитесь. Она содержит четыре полупроводниковых диода, а на выходе, как правило, ставится RC-фильтр или только электролитический конденсатор для сглаживания пульсаций напряжения. О данной схеме уже рассказывалось на странице про диодный мост. Стоит отметить, что и у мостовой схемы есть недостатки. Как известно, у любого полупроводникового диода есть так называемое прямое падение напряжения (Forward voltage drop – V_F).

Для обычных выпрямительных диодов оно может быть 1 – 1,2 V (зависит от типа диода). Так вот, при использовании мостовой схемы на диодах теряется напряжение, равное 2 x V_F, т.е. около 2 вольт. Это происходит потому, что в выпрямлении одной полуволны переменного тока участвуют 2 диода (затем другие 2). Получается, что на диодном мосте теряется часть напряжения, которое мы снимаем со вторичной обмотки трансформатора, а это явные потери. Поэтому в некоторых случаях в составе диодного моста применяются диоды Шоттки, у которых прямое падение напряжения невелико (около 0,5 вольта). Правда, стоит учесть, что диод Шоттки не рассчитан на большое обратное напряжение и очень чувствителен к его превышению.

Трансформатор с однополупериодным выпрямителем

Наиболее распространенные схемы

Выпрямителем называется электронное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока в постоянный. В основе выпрямителей лежат полупроводниковые приборы с односторонней проводимостью – диоды и тиристоры. При небольшой мощности нагрузки (до нескольких сотен ватт) преобразование переменного тока в постоянный осуществляют с помощью однофазных выпрямителей. Такие выпрямители предназначены для питания постоянным током различных электронных устройств, обмоток возбуждения двигателей постоянного тока небольшой и средней мощности и т.д.

Это интересно! Все о полупроводниковых диодах.

Для упрощения понимания работы схем выпрямления будем исходить из расчета, что выпрямитель работает на активную нагрузку. Схема содержит один выпрямительный диод, включенный между вторичной обмоткой трансформатора и нагрузкой. Напряжение u2 изменяется по синусоидальному закону, т.е. содержит положительные и отрицательные полуволны (полупериоды). Ток в цепи нагрузки проходит только в положительные полупериоды, когда к аноду диода VD прикладывается положительный потенциал. При обратной полярности напряжения u2 диод закрыт, ток в нагрузке не протекает, но к диоду прикладывается обратное напряжение Uобр.

Т.о. на нагрузке выделяется только одна полуволна напряжения вторичной обмотки. Ток в нагрузке протекает только в одном направлении и представляет собой выпрямленный ток, хотя носит пульсирующий характер. Такую форму напряжения (тока) называют постоянно-импульсная.

Выпрямленные напряжения и ток содержат постоянную (полезную) составляющую и переменную составляющую (пульсации). Качественная сторона работы выпрямителя оценивается соотношениями между полезной составляющей и пульсациями напряжения и тока. Коэффициент пульсаций данной схемы составляет 1,57. Среднее за период значение выпрямленного напряжения Uн = 0,45U2. Максимальное значение обратного напряжения на диоде Uобр.max = 3,14Uн.

Достоинством данной схемы является простота, недостатки: плохое использование трансформатора, большое обратное напряжение на диоде, большой коэффициент пульсации выпрямленного напряжения. Состоит из четырех диодов, включенных по мостовой схеме. В одну диагональ моста включается вторичная обмотка трансформатора, в другую – нагрузка. Общая точка катодов диодов VD2, VD4 является положительным полюсом выпрямителя, общая точка анодов диодов VD1, VD3 – отрицательным полюсом.

Выпрямитель электрического тока

Его электронная схема, предназначенная для преобразования переменного электрического тока в постоянный (одно полярный) электрический ток. В полупроводниковой аппаратуре выпрямители исполняются на полупроводниковых диодах. В более старой и высоковольтной аппаратуре выпрямители исполняются на электровакуумных приборах – кенотронах. Раньше широко использовались – селеновые выпрямители.

Для начала вспомним, что собой представляет переменный электрический ток. Это гармонический сигнал, меняющий свою амплитуду и полярность по синусоидальному закону. В переменном электрическом токе можно условно выделить положительные и отрицательные полупериоды. Всё то, что больше нулевого значения относится к положительным полупериодам (положительная полуволна – красным цветом), а всё, что меньше (ниже) нулевого значения – к отрицательным полупериодам (отрицательная полуволна – синим цветом).

Выпрямитель, в зависимости от его конструкции «отсекает», или «переворачивает» одну из полуволн переменного тока, делая направление тока односторонним. Схемы построения выпрямителей сетевого напряжения можно поделить на однофазные и трёхфазные, однополупериодные и двухполупериодные.

Однофазная мостовая схема выпрямления

Для удобства мы будем считать, что выпрямляемый переменный электрический ток поступает с вторичной обмотки трансформатора. Это соответствует истине и потому, что даже электрический ток в домашние розетки квартир домов приходит с трансформатора понижающей подстанции. Кроме того, поскольку сила тока – величина, напрямую зависящая от нагрузки, то при рассмотрении схем выпрямления мы будем оперировать не понятием силы тока, а понятием – напряжение, амплитуда которого напрямую не зависит от нагрузки.

Из сземы видно, что диод отсекает отрицательную полуволну. Если мы перевернём диод, поменяв его выводы – анод и катод местами, то на выходе окажется, что отсечена не отрицательная, а положительная полуволна. Среднее значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя соответствует значению:

Uср = Umax / π = 0,318 Umax

где: π — константа равная 3,14.

Однополупериодные выпрямители используются в качестве выпрямителей сетевого напряжения в схемах, потребляющих слабый ток, а также в качестве выпрямителей импульсных источников питания. Они абсолютно не годятся в качестве выпрямителей сетевого напряжения синусоидальной формы для устройств, потребляющих большой ток. Наиболее распространёнными являются однофазные двухполупериодные выпрямители. Существуют две схемы таких выпрямителей – мостовая схема и балансная.

Работа выпрямительного диода

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

Более подробно о том, что однополупериодный выпрямитель, рассказано в исследовательской работе по выпрямителям. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.meanders.ru

www.electricalschool.info

www.radioprog.ru

www.go-radio.ru

www.studfile.net

Предыдущая

ТеорияКак работает выпрямитель напряжения

Следующая

ТеорияЧто такое мостовой выпрямитель и как он устроен

Что такое выпрямитель? Типы выпрямителей, работа и приложения

Различные типы выпрямителей — работа и применение

В электронике схема выпрямителя является наиболее часто используемой схемой, потому что почти каждое электронное устройство работает от постоянного тока (постоянного тока) , но доступность из источников постоянного тока ограничены, например, электрические розетки в наших домах обеспечивают переменного тока (переменного тока) . Выпрямитель — идеальный кандидат для этой работы в промышленности и дома, чтобы преобразовать переменного тока в постоянный ток .Даже в наших зарядных устройствах для мобильных телефонов используются выпрямители для преобразования AC из наших домашних розеток в DC . Различные типы выпрямителей используются для определенных приложений.

В основном у нас есть два типа напряжения, которые широко используются в наши дни. Они бывают переменного и постоянного напряжения. Эти типы напряжения могут быть преобразованы из одного типа в другой с помощью специальных схем, разработанных для этого конкретного преобразования. Эти преобразования происходят повсюду.

Наши основные источники питания, которые мы получаем от электросетей, имеют переменный характер, и бытовые приборы, которые мы используем в наших домах, обычно требуют небольшого постоянного напряжения. Этот процесс преобразования переменного тока в постоянный получил название выпрямления. Преобразованию переменного тока в постоянный предшествует дальнейший процесс, который может включать фильтрацию, преобразование постоянного тока в постоянный и так далее. Одна из самых распространенных частей электронного блока питания — мостовой выпрямитель.

Для многих электронных схем требуется выпрямленный источник постоянного тока для питания различных основных электронных компонентов от доступной сети переменного тока.Простой мостовой выпрямитель используется в различных электронных силовых устройствах переменного тока.

Другой способ взглянуть на схему выпрямителя состоит в том, что можно сказать, что она преобразует токи, а не напряжения. Это имеет более интуитивный смысл, потому что мы больше привыкли использовать ток для определения природы компонента. Вкратце, выпрямитель принимает ток, который имеет как отрицательную, так и положительную составляющие, и выпрямляет его так, чтобы осталась только положительная составляющая тока.

Мостовые выпрямители широко используются в источниках питания, которые обеспечивают необходимое постоянное напряжение для электронного компонента или устройств.Наиболее эффективными коммутационными аппаратами, характеристики которых известны полностью, являются диоды. Теоретически вместо диодов можно использовать любой твердотельный переключатель, которым можно управлять или которым нельзя управлять.

Обычно выпрямители типа s классифицируются в зависимости от их мощности. В этой статье мы обсудим многие типы выпрямителей, такие как:

• Однофазные выпрямители
• Трехфазные выпрямители
• Управляемые выпрямители
• Неуправляемые выпрямители
• Полуволновые выпрямители
• Полноволновые выпрямители
• Мостовые выпрямители
• Center -Tapped Rectifiers

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель — это электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, которое преобразует переменного тока ( AC ) в постоянного тока ( DC ).Он используется для выпрямления, где процесс ниже показывает, как он преобразует переменный ток в постоянный.

Что такое выпрямление?

Выпрямление — это процесс преобразования переменного тока (который периодически меняет направление) в постоянный ток (поток в одном направлении).

Типы выпрямителей

В основном есть два типа выпрямителей:

1. Неуправляемый выпрямитель
2. Управляемый выпрямитель

Мостовые выпрямители бывают многих типов, и оснований для классификации может быть много, чтобы назвать несколько, тип питания, конфигурации мостовой схемы, возможности управления и т. д.Мостовые выпрямители можно разделить на одно- и трехфазные выпрямители в зависимости от типа входа, на котором они работают. Оба этих типа включают следующие дополнительные классификации, которые можно разделить на одно- и трехфазные выпрямители.

Дальнейшая классификация основана на коммутационных устройствах, которые использует выпрямитель, и типы выпрямителей: неуправляемые, полууправляемые и полностью управляемые. Некоторые типы выпрямителей обсуждаются ниже.

В зависимости от типа выпрямительной схемы выпрямители делятся на две категории.

• Полупериодный выпрямитель
• Двухполупериодный выпрямитель

Полупериодный выпрямитель преобразует только половину волны переменного тока в сигнал постоянного тока, тогда как двухполупериодный выпрямитель преобразует полный сигнал переменного тока в постоянный.

Мостовой выпрямитель — это наиболее часто используемый выпрямитель в электронике, и в этом отчете будет рассказано о его работе и изготовлении. Схема простого мостового выпрямителя — самый популярный метод двухполупериодного выпрямления.

Мы обсудим как управляемые, так и неуправляемые (полуволновые и полнополупериодные мостовые) выпрямители более подробно со схемами и принципами работы следующим образом.

Неуправляемый выпрямитель:

Тип выпрямителя, выходное напряжение которого не может контролироваться , называется неуправляемым выпрямителем .

Выпрямитель работает с переключателями. Переключатели могут быть различных типов, в широком смысле, управляемые переключатели и неуправляемые переключатели. Диод — это однонаправленное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Работа диода не контролируется, так как он будет работать до тех пор, пока он смещен в прямом направлении.

При конфигурации диодов в любом конкретном выпрямителе выпрямитель не полностью находится под контролем оператора, поэтому выпрямители такого типа называются неуправляемыми выпрямителями. Это не позволяет изменять мощность в зависимости от требований к нагрузке. Таким образом, этот тип выпрямителя обычно используется в источниках постоянного или фиксированного питания.

В неуправляемом выпрямителе используются только диоды, и они дают фиксированное выходное напряжение, зависящее только от входа AC .

Типы неуправляемых выпрямителей:

Неконтролируемые выпрямители подразделяются на два типа:

1. Полуволновый выпрямитель
2. Полноволновой выпрямитель

Полуволновой выпрямитель:

A Тип выпрямителя, который преобразует только полупериод преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) известен как полуволновой выпрямитель.

• Положительный полупериодный выпрямитель:

Полупериодный выпрямитель, который преобразует только положительный полупериод и блокирует отрицательный полупериод.

• Выпрямитель отрицательной полуволны:

Выпрямитель отрицательной полуволны преобразует только отрицательного полупериода переменного тока в постоянный.

Во всех типах выпрямителей однополупериодный выпрямитель — это простейших из всех, так как он состоит только из одиночного диода .

Диод пропускает ток только в одном направлении, известном как вперед смещение . Нагрузочный резистор RL включен последовательно с диодом.

Положительный полупериод:

Во время положительного полупериода вывод диода , анод станет положительным, а катод станет отрицательным, известным как прямое смещение . И это позволит протекать положительному циклу.

Отрицательный полупериод:

Во время отрицательного полупериода анод станет отрицательным, а катод станет положительным, что известно как обратное смещение . Таким образом, диод заблокирует отрицательный цикл.

Таким образом, когда источник переменного тока подключен к однополупериодному выпрямителю, через него будет проходить только полупериод , как показано на рисунке ниже.

Выход этого выпрямителя снимается через нагрузочный резистор RL .Если мы посмотрим на график вход-выход , он показывает пульсирующий положительный полупериод входа.

На выходе полуволнового выпрямителя слишком много пульсаций , и использовать этот выход в качестве источника постоянного тока не очень практично. Чтобы сгладил этот пульсирующий выход, через резистор вводится конденсатор . Конденсатор будет заряжаться во время положительного цикла и разряжаться во время отрицательного цикла, чтобы выдать плавный выходной сигнал.

Такие типы выпрямителей тратят впустую мощность полупериода входа переменного тока.

Двухполупериодный выпрямитель:

Двухполупериодный выпрямитель преобразует положительных и отрицательных полупериодов переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный ток). Он обеспечивает двойное выходное напряжение по сравнению с полуволновым выпрямителем

Двухполупериодный выпрямитель состоит из более чем одного диода.

Существует два типа двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовой выпрямитель
2. Выпрямитель с центральным отводом

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель использует четыре диода для преобразования обоих полупериодов входного переменного тока в постоянный выходной.

В этом типе выпрямителя диоды подключаются в особой форме, как указано ниже.

Положительный полупериод:

Во время положительного полупериода входа диод D1 и D2 становится прямым смещением, а D3 и D4 становится обратным смещением.Диод D1 и D2 образуют замкнутый контур, который обеспечивает положительное выходное напряжение на нагрузочном резисторе RL .

Отрицательный полупериод:

Во время отрицательного полупериода диод D3 и D4 становится прямым смещением, а D1 и D2 становится обратным смещением. Но полярность на нагрузочном резисторе RL остается прежней и обеспечивает положительный выходной сигнал на нагрузке.

Выход двухполупериодного выпрямителя имеет низкие пульсации по сравнению с полуволновым выпрямителем, но, тем не менее, он не является плавным и стабильным.

Чтобы выходное напряжение было плавным и стабильным, на выходе помещается конденсатор , как показано на рисунке ниже.

Заряд и разряд конденсатора, обеспечивающий плавные переходы между полупериодами.

Работа схемы мостового выпрямителя

Из принципиальной схемы видно, что диоды подключены определенным образом. Это уникальное расположение и дало название конвертеру.В мостовом выпрямителе напряжение на входе может быть от любого источника. Это может быть трансформатор, который используется для повышения или понижения напряжения, или сеть нашего домашнего источника питания. В этой статье мы используем трансформатор с ответвлениями 6-0-6 для обеспечения переменного напряжения.

В первой фазе работы выпрямителя, во время положительного полупериода, диоды D3-D2 смещены в прямом направлении и проводят ток. Диоды D1-D4 имеют обратное смещение и не проводят в этом полупериоде, действуя как разомкнутые переключатели.Таким образом, мы получаем на выходе положительный полупериод. И наоборот, в отрицательном полупериоде диоды D1-D4 смещаются в прямом направлении и начинают проводить, тогда как диоды D3-D2 имеют обратное смещение и не проводят в этом полупериоде.

Опять же, на выходе получаем положительный полупериод. В конце процесса выпрямления отрицательная часть переменного тока преобразуется в положительный цикл. Выходной сигнал выпрямителя — это два полуположительных импульса с той же частотой и величиной, что и входной.

В отличие от работы полуволнового выпрямителя, полный мостовой выпрямитель имеет другую ветвь, которая позволяет ему проводить отрицательную половину формы волны напряжения, которую полумостовой выпрямитель не имел возможности сделать. Таким образом, среднее напряжение на выходе полного мостового выпрямителя вдвое больше, чем у полумостового выпрямителя.

Хотя мы используем четыре отдельных силовых диода для изготовления двухполупериодного мостового выпрямителя, готовые компоненты мостового выпрямителя доступны «в готовом виде» в диапазоне различных значений напряжения и тока, которые могут использоваться непосредственно для обеспечения работоспособности. цепь.

Форма волны выходного напряжения после выпрямления не соответствует правильному постоянному току, поэтому мы можем попытаться преобразовать ее в форму волны постоянного тока, используя конденсатор для целей фильтрации. Сглаживающие или накопительные конденсаторы, подключенные параллельно нагрузке на выходе схемы двухполупериодного мостового выпрямителя, увеличивают средний выходной уровень постоянного тока до требуемого среднего напряжения постоянного тока на выходе, поскольку конденсатор действует не только как фильтрующий компонент, но и также периодически заряжается и разряжается, эффективно увеличивая выходное напряжение.

Конденсатор заряжается до тех пор, пока форма сигнала не достигнет своего пика, и равномерно разряжается в цепи нагрузки, когда форма сигнала начинает снижаться. Таким образом, когда выходной сигнал становится низким, конденсатор поддерживает правильное напряжение в цепи нагрузки, создавая постоянный ток.

Преимущества мостового выпрямителя:

1. Низкие пульсации в выходном сигнале постоянного тока
2. Высокий КПД выпрямителя
3. Низкие потери мощности

Недостатки мостового выпрямителя:

1. Мостовой выпрямитель сложнее, чем однополупериодный выпрямитель
2. Больше потерь мощности по сравнению с двухполупериодным выпрямителем с центральным ответвлением.

Выпрямитель с центральным отводом

Этот тип двухполупериодного выпрямителя использует трансформатор с центральным отводом и два диода.

Трансформатор с центральным ответвлением — это трансформатор с двойным напряжением, который имеет два входа ( I1 и I2 ) и три выходных клеммы ( T1, T2, T3 ). Т2 терминал подключен к центру выходной катушки, который действует в качестве опорного грунта ( вольт о эталонных ).Клемма T1 выдает положительного напряжения , а клемма T3 создает отрицательное напряжение относительно T2 .

Конструкция выпрямителя с центральным отводом приведена ниже:

Положительный полупериод:

Во время входного положительного полупериода T1 будет давать положительный результат, а T2 — отрицательный. напряжение. Диод D1 станет прямым смещением, а диод D2 станет обратным смещением.Это создает закрытый путь от T1 к T2 через нагрузочный резистор RL , как показано ниже.

Отрицательный полупериод:

Теперь во время входного отрицательного полупериода T1 будет генерировать отрицательный цикл, а T2 будет генерировать положительный цикл. Это переведет диод D1 в обратное смещение, а диод D2 в прямое смещение. Но полярность на нагрузочном резисторе RL все еще такая же, поскольку ток проходит от T3 к T1 , как показано на рисунке ниже.

Выход DC выпрямителя с центральным отводом также имеет пульсации, и он не является плавным и устойчивым DC . Конденсатор на выходе уберет пульсации и обеспечит устойчивый выход DC .

Управляемый выпрямитель:

Тип выпрямителя, выходное напряжение которого может изменяться или , называется управляемый выпрямитель .

Потребность в управляемом выпрямителе становится очевидной, если мы рассмотрим недостатки неуправляемого мостового выпрямителя.Чтобы превратить неуправляемый выпрямитель в управляемый, мы используем твердотельные устройства с управляемым током, такие как SCR, MOSFET и IGBT. У нас есть полный контроль, когда SCR включаются или выключаются в зависимости от импульсов затвора, которые мы применяем к нему. Они обычно более предпочтительны, чем их неконтролируемые аналоги.

Он состоит из одного или более чем одного SCR ( Silicon Controlled Rectifier ).

Тиристор , также известный как тиристор , представляет собой трехконтактный диод.К этим клеммам относятся Анод , Катод и управляющий вход, известный как Gate .

Точно так же, как простой диод, SCR проводит при прямом смещении и блокирует ток при обратном смещении, но он запускает прямую проводимость только при наличии импульса на входе затвора . Таким образом, выходным напряжением можно управлять с помощью входа затвора.

Типы управляемого выпрямителя

Есть два типа управляемого выпрямителя.

Выпрямитель с полуволновым управлением

Выпрямитель с полуволновым управлением состоит из одного тиристора (выпрямителя с кремниевым управлением).

Полупериодный управляемый выпрямитель имеет ту же конструкцию, что и полуволновой неуправляемый выпрямитель, за исключением того, что мы заменили диод на SCR , как показано на рисунке ниже.

.Выпрямитель

— Что такое выпрямитель

В а большое количество электронных схем, нам требуется постоянное напряжение для операция. Мы можем легко преобразовать переменное напряжение или переменный ток в постоянное напряжение или постоянный ток с помощью устройства под названием P-N переходной диод.

Один из наиболее важных применений диода с P-N переходом исправление переменного Ток (AC) в постоянный Ток (постоянный ток).P-N-переходный диод позволяет электрическому ток только в состоянии прямого смещения и блокирует электрические ток в условиях обратного смещения. Проще говоря, диод пропускает электрический ток в одном направлении. Это уникальное свойство диода позволяет ему действовать как выпрямитель.

Выпрямитель определение

А выпрямитель — это электрическое устройство, которое преобразует переменный Ток (AC) в постоянный ток (DC) с помощью одного или нескольких P-N переходные диоды.

Что такое выпрямитель?

Когда напряжение подается на диод P-N перехода таким образом что положительный полюс батареи подключен к Полупроводник p-типа и отрицательная клемма аккумулятора подключен к полупроводнику n-типа, диод называется быть вперед предвзято.

Когда это прямое напряжение смещения прикладывается к переходу P-N диод, большое количество свободных электроны (основные носители) в n-типе полупроводник испытывает силу отталкивания от отрицательная клемма аккумулятора аналогично большое количество дырок (большинство носители) в р-типе полупроводник испытывает силу отталкивания от положительный полюс аккумуляторной батареи.

Как в результате свободные электроны в полупроводнике n-типа начинают переходя от n-стороны к p-стороне аналогично отверстия в p-образной полупроводник начинает двигаться со стороны p на сторону n.

ср Знайте, что электрический ток означает поток носителей заряда (свободные электроны и дырки). Следовательно, поток электронов от стороны n к стороне p и поток отверстий от стороны p к стороне n-сторона проводит электрический ток.Большинство перевозчиков производят электрический ток в состоянии прямого смещения. Так что электрический ток, производимый в состоянии прямого смещения, также известный как ток большинства.

Когда напряжение подается на диод P-N перехода таким образом что положительный полюс батареи подключен к Полупроводник n-типа и отрицательная клемма аккумулятора подключен к полупроводнику p-типа, диод называется быть обратным предвзято.

Когда это обратное напряжение смещения подается на переход P-N диод, большое количество свободных электронов (основных носителей заряда) в опыт работы с полупроводниками n-типа сила притяжения от положительной клеммы аккумулятора аналогично большое количество дырок (основных носителей) в Полупроводник p-типа испытывает притяжение со стороны отрицательная клемма аккумуляторной батареи.

Как в результате свободные электроны (основные носители) в n-типе полупроводник удаляется от P-N перехода и притягивается к положительной клемме аккумулятора аналогично отверстиям (основные носители) в полупроводнике p-типа удаляется от соединения P-N и притягивается к отрицательной клемме батареи.

Следовательно, электрический ток не проходит через P-N соединение.Однако миноритарные перевозчики (бесплатно электронов) в полупроводнике p-типа испытывают отталкивающий усилие с отрицательной клеммы аккумулятора аналогично неосновные носители (дырки) в полупроводнике n-типа испытать отталкивающую силу от положительного вывода аккумулятор.

Как В результате неосновные носители свободных электронов в p-типе полупроводник и дырки неосновных носителей в n-типе полупроводник начинает течь через переход.Таким образом, электрический ток создается в диоде обратного смещения из-за миноритарные перевозчики. Однако электрический ток производил по неосновным перевозчикам очень мало. Так что меньшинство ток несущей в состоянии обратного смещения не учитывается.

Таким образом, диод P-N перехода пропускает электрический ток в прямом смещении состояние и блокирует электрический ток в обратном смещении состояние.Проще говоря, диод с P-N переходом позволяет электрический ток только в одном направлении. Это уникальное свойство диода позволяет ему действовать как выпрямитель.

Напряжение прямого и обратного смещения, приложенное к диоду, составляет ничего, кроме постоянного напряжения. Напряжение постоянного тока производит ток который всегда течет в одном направлении (либо вперед или в обратном направлении).

Но напряжение переменного тока производит ток, который всегда меняет свое направление много раз в секунду (вперед-назад и назад вперед).

ср наблюдали, как диод ведет себя при постоянном напряжении (вперед напряжение смещения и обратное напряжение смещения). Сейчас давайте посмотрим на диод P-N перехода, когда напряжение переменного тока применяется к нему.

Переменное напряжение или переменный ток часто представляется синусоидальной форма волны, тогда как постоянный ток представлен прямой горизонтальная линия.

В синусоидальной формы волны, верхний полупериод представляет положительный полупериод, а нижний полупериод представляет собой отрицательный полупериод.

положительный полупериод переменного напряжения аналогичен прямое смещение постоянного напряжения и отрицательный полупериод переменного тока Напряжение аналогично обратному напряжению смещения постоянного тока.

чередование ток начинается с нуля и увеличивается до максимального прямого тока или пиковый положительный ток. Положительный пик синусоидальной Форма волны представляет собой максимальный или пиковый прямой ток. После достигнув пикового прямого тока, он начинает уменьшаться и достигает нуля.

После короткий период, переменный ток начинает увеличиваться в в обратном или отрицательном направлении и увеличивается до пика в обратном направлении ток или пиковый отрицательный ток.Отрицательный пик синусоидальная форма волны представляет собой максимальное или пиковое обратное текущий. После достижения пикового обратного тока запускается уменьшается и достигает нуля. Точно так же чередующиеся ток непрерывно меняет свое направление за короткий период.

Когда Переменное напряжение или переменный ток подается на переход P-N. диод, во время положительного полупериода диод направлен вперед смещен и пропускает через него электрический ток.Однако когда переменный ток меняет свое направление на отрицательный полупериод, диод имеет обратное смещение и не допускает электрического ток через него. В простыми словами, во время положительного полупериода диод позволяет тока и во время отрицательного полупериода диод блокируется текущий. Таким образом, электрический ток протекает только через диод. в течение положительного полупериода переменного тока.

Это ток, протекающий через диод, есть не что иное, как постоянный ток текущий. Таким образом, диод P-N-перехода действует как выпрямитель, преобразование переменного тока в постоянный.

Однако постоянный ток, производимый основным выпрямителем (полуволна выпрямитель) не является чистым постоянным током. Это пульсирующий постоянный ток текущий.

пульсирующий постоянный ток — это тип постоянного тока, значение которого изменяется за короткий период.

пульсирующий Постоянный ток начинается с нуля и увеличивается до максимального вперед ток (пиковый уровень) и уменьшается до нуля. Тем не менее пульсирующий постоянный ток не меняет своего направления периодически люблю переменный ток.

пульсирующий Постоянный ток всегда течет в одном направлении, как чистый постоянный ток. текущий. Однако значение пульсирующего постоянного тока или пульсирующее напряжение постоянного тока незначительно изменяется за определенный период.В электрический ток, производимый батареями, источниками питания и солнечные панели — это чистый постоянный ток.

Автор используя комбинацию компонентов, таких как конденсаторы, индукторы и резисторы в цепи, мы можем добиться сглаживание пульсирующего постоянного тока до чистого постоянного тока.

Типы выпрямителей

выпрямители в основном делятся на два типа:

• Полуволна выпрямитель
• Полная волна выпрямитель

Половина волновой выпрямитель

Как название предполагает, половина волновой выпрямитель — это тип выпрямителя, который преобразует половина входного сигнала переменного тока (положительный полупериод) в пульсирующий выходной сигнал постоянного тока и оставшаяся половина сигнала (отрицательный полупериод) заблокирован или утерян.В полуволне В схеме выпрямителя мы используем только один диод.

Полный волновой выпрямитель

полная волна выпрямитель — это тип выпрямителя, который полностью преобразует Входной сигнал переменного тока (положительный полупериод и отрицательный полупериод) на пульсирующий выходной сигнал постоянного тока. В отличие от полуволнового выпрямителя, входной сигнал не теряется в двухполупериодном выпрямителе.В КПД двухполупериодного выпрямителя высок по сравнению с однополупериодный выпрямитель.

Выпрямитель практичный пример

В в наших домах почти вся электроника работает от сети переменного тока. текущий. Однако некоторые электронные устройства, такие как ноутбуки или ноутбуки преобразуют этот переменный ток в постоянный прежде, чем они потребляют энергию.

Адаптер переменного тока ноутбука, подключенный к источнику переменного тока, преобразует высокое напряжение переменного тока или высокий ток переменного тока в низкое напряжение постоянного тока или низкий постоянный ток. Этот слабый постоянный ток подается на ноутбук. аккумулятор, и это то, что мы назвали зарядкой ноутбука. Однако, ноутбук не включится, если вы не включите его вручную нажатием кнопки включения. При нажатии на ноутбук «power на кнопку «, аккумулятор ноутбука начинает подачу постоянного тока.

ср забыли важный шаг; как преобразуются адаптеры переменного тока высокое напряжение переменного тока или высокий ток переменного тока в низкое напряжение постоянного тока или низкое Постоянный ток.

Адаптеры переменного тока состоят из всех основных компонентов, необходимых для Преобразование переменного тока в постоянный.

Эти компоненты представляют собой трансформатор, конденсатор и несколько диодов.Из этих компонентов, основным ключевым компонентом является диод, который преобразует переменный ток в постоянный ток.

трансформатор в адаптере переменного тока снижает высокое напряжение переменного тока до низкого. напряжение.

выпрямитель (состоящий из диодов) преобразует это низкое переменное напряжение или Переменный ток в низкое постоянное напряжение или постоянный ток.Тем не менее преобразованный ток не является чистым постоянным током. Это пульсирующий постоянный ток текущий.

конденсатор фильтрует этот пульсирующий постоянный ток до чистого постоянного текущий.

.

Что такое схема выпрямителя?

Что такое схема выпрямителя?
Далее: Задачи Up: lab8b Предыдущая: Что такое трансформатор?

Теперь, когда мы снизили до , напряжение переменного тока уровень, который больше соответствует требованиям напряжения Stamp11, остаётся проблема преобразование 12-вольтового сигнала переменного тока в желаемый 5-вольтовый постоянный ток источник питания. Мы подойдем к этому в два этапа. Первый преобразуем переменное напряжение в постоянное через процесс, известный как ректификации .Тогда мы уйдем это 12-вольтное постоянное напряжение до 5 вольт с помощью регулятор напряжения . В этом разделе кратко рассказывается о процесс исправления.

Простейшая возможная схема преобразования переменного тока в постоянный — это полуволновый выпрямитель . Эта схема состоит из один диод, который пропускает ток только через один направление. Возможная схема показана ниже на рисунке 4. На этом рисунке вы найдете мощность переменного тока. источник подключен к первичной обмотке трансформатора.Запись символ, который мы используем для трансформатора. Вторичный клеммы этого трансформатора затем подключаются к диоду и резистор последовательно.

Рисунок 4: Однополупериодный выпрямитель

Работа этой схемы проста. когда находится в положительной части своего цикла, положительный напряжение создается на вторичной стороне трансформатор. Это напряжение смещает диод в прямом направлении и диод начинает пропускать ток.В результате большая часть падение напряжения на нагрузке. Когда отрицательно, тогда вторичная сторона также имеет отрицательное напряжение. В Затем диод смещается в обратном направлении и перестает пропускать ток. Как в результате падение напряжения на нагрузке равно нулю. В форма сигнала напряжения на нагрузочном резисторе поэтому выглядит как показано на рисунке 4. Только положительная сторона синусоидального цикла присутствует и отрицательная сторона был зажат диодом.

Глядя на выходное напряжение, следует отметить что он похож на выход батареи тем, что всегда позитивный.К сожалению, этот положительный сигнал довольно «ухабистая», и нам нужно найти способ сгладить ее. RC схема, показанная на рисунке 5, используется для сгладьте эти неровности. В этой схеме мы добавили большой конденсатор, включенный параллельно с сопротивлением нагрузки. В конденсатор может накапливать энергию в то время, когда напряжение на нагрузке положительное. Когда напряжение нагрузки зажимается до нуля, наш конденсатор может медленно отпустить накопленная энергия, тем самым сглаживая напряжение Загрузка.

Рисунок 5: Однополупериодный выпрямитель с конденсатором

Что происходит в этой схеме, так это то, что диод включается при напряжении на крышке около 0,7 вольт ( пороговое напряжение для диода) ниже выходящего из трансформатор. Между тем загрузка разгружает крышку с нашей стандартной постоянной времени RC. Схема должна быть тщательно спроектирован так, чтобы постоянная времени была намного больше чем время цикла переменного тока.Даже в этом случае шапка, вероятно, будет теряют некоторое напряжение во время простоя между импульсами и эта потеря приведет к пульсации напряжения . В результирующие формы сигналов показаны ниже на рисунке 5.

В этой схеме есть еще кое-что новое. Обратите внимание, как нижняя пластина конденсатора показана кривой и верхняя пластина отмечена знаком плюс. Это потому что для получения большой емкости требуются специальные конденсаторы в небольшом пространстве.В частности, вы будете использовать конденсаторы электролитические . Такие конденсаторы построены с помощью бумаги, смоченной электролитом. Эта фабрикация метод дает огромные емкости в очень маленьком объеме. Но это также приводит к тому, что конденсатор поляризован . Другими словами, конденсатор работает только с одной полярностью. напряжения. Если поменять полярность, водород может отделяются от внутреннего анода конденсатора и этот водород может взорваться.Электролитические конденсаторы всегда имеют четко обозначенную полярность, часто с множеством отрицательные знаки указывали на отрицательную клемму. Вы должен иметь конденсатор 1000 Ф в ваших наборах деталей, которые вы можете использовать в своей цепи питания.

Хотя однополупериодный выпрямитель обладает достоинством простоты, ему не хватает эффективности, потому что мы выбрасываем отрицательная сторона формы волны. Лучшим решением было бы для использования мощности на обеих сторонах сигнала.Схемы которые делают это, называются двухполупериодными выпрямителями . В в частности, вы можете использовать следующую схему, показанную на рисунок 6, чтобы построить двухполупериодный выпрямитель. Левая часть этой схемы — это двухполупериодный мост. Эта часть схемы состоит из четырех специально устроил диоды. Выход двухполупериодного выпрямителя По сути, это источник постоянного тока на 12 В. Будет небольшой рябь на этом источнике, но вы действительно не сможете заметьте это, даже если вы посмотрите на сигнал с помощью осциллограф.

Рисунок 6: Двухполупериодный выпрямитель

Схема, показанная на рисунке 6, генерирует постоянный ток. напряжение 12 В и заземление на двух выводах отмечены и. Однако ваш MicroStamp11 требуется питание 5 вольт. Мы можем понизить это напряжение 12 напряжение до напряжения 5 вольт несколькими способами. Один метод заключается в использовании стабилитрона для ограничения напряжения на уровне 5 вольт. А стабилитрон — это диод, напряжение пробоя которого было рассчитан на определенный уровень напряжения.Схема показанный на рисунке 7 выполняет это функция. Резистор, включенный последовательно с диодом, используется для ограничить выходной ток, типовые значения указаны в заказе 100-500 Ом.

стабилизатора напряжения

Рисунок 7: Стабилитрон

Еще один способ понизить напряжение питания 12 — использовать специальное трехконтактное устройство под названием регулятор напряжения . Регулятор напряжения — это особый полупроводниковое устройство, специально разработанное для действовать как идеальный аккумулятор.Подключения регулятора напряжения показаны в правой части рисунка 8. Как видите, регулятор напряжения имеет 3 контакта. Пин 3 (VIN) подключен к положительной клемме аккумулятора. Контакт 2 (GND) подключен к земле (отрицательный вывод вашего аккумулятор), а контакт 1 — это регулируемый выход на 5 В. В вашем В лабораторном комплекте вы найдете регулятор напряжения LM7805. Вы можете используйте это для создания источника питания с регулируемым приводом для ваша система.

При подключении регулятора напряжения обязательно ставьте 0.1 Конденсатор F на выходе вашего источника питания. Этот конденсатор помогает устранить скачки напряжения в вашей сети. питания, поскольку если у вас есть ступенчатое изменение напряжения, конденсатор действует как короткое замыкание на землю.

Рисунок 8: LM7805 Цепь регулирования Votlage

---

Далее: Задачи Up: lab8b Предыдущая: Что такое трансформатор?

Майкл Леммон 2009-02-01

.