Feszültségszorzós egyenirányítók
Az egyenirányító a váltakozó áram egyenárammá alakítására, valamint az egyenirányított feszültség stabilizálására és szabályozására szolgáló eszköz.
ábra diagramján. 1, és a transzformátornak nincs felezőpontos dupla feszültségnövelő tekercselése, de ugyanakkor teljes hullám egyenirányítás az egyenirányító megduplázza a feszültséget.
Az első félperiódus során a D1 diódán keresztül, amelyen a feszültség közvetlen feszültség van, a C1 kondenzátor körülbelül a szekunder tekercs amplitúdójának feszültségére töltődik. A második félciklus során az előremenő feszültség a D2 diódán lesz, és a C2 kondenzátor ugyanúgy töltődik rajta.
A C1 és C2 kondenzátorok sorba vannak kötve, és a rajtuk lévő teljes feszültség megközelítőleg megegyezik a transzformátor amplitúdó feszültségének kétszeresével. Minden diódán ugyanaz a maximális fordított feszültség lesz. A C1 és C2 kondenzátorok töltésével egyidejűleg az R terhelésen keresztül kisülnek, aminek következtében a kondenzátorok feszültsége csökken.
Minél kisebb az R terhelési ellenállás, azaz minél nagyobb a terhelési áram és minél kisebb a C1 és C2 kondenzátorok kapacitása, annál gyorsabban kisülnek, és annál kisebb a feszültség rajtuk. Ezért a feszültséget gyakorlatilag lehetetlen megkétszerezni. Legalább 10 μF kondenzátorkapacitással és 100 mA-nél nem nagyobb terhelőárammal a transzformátor által adott 1,7-szeres, sőt 1,9-szeres feszültség érhető el.
Rizs. 1. Egyenirányító áramkörök megkétszerező (a) és négyszeres (b) feszültséggel
Az áramkör előnye, hogy a kondenzátorok kisimítják az egyenirányított áram hullámzását.
A feszültségszorzóval ellátott egyenirányító áramkörök tetszőleges számú alkalommal alkalmazhatók. ábrán. Az 1b. ábra egy olyan áramkört mutat, amely megháromszorozza a feszültséget, és négy diódával és négy kondenzátorral rendelkezik. Páratlan félciklusokban a C1 kondenzátor a D1 diódán keresztül majdnem az Et transzformátor feszültségének csúcsértékéig töltődik. A feltöltött C1 kondenzátor maga is forrás.
Ezért még azokban a félciklusokban is, amelyeknél a transzformátor feszültségének polaritása megfordul, a C2 kondenzátor a D2 diódán keresztül körülbelül a 2Em feszültség kétszeresére töltődik. Ez a feszültség a sorosan kapcsolt transzformátor és a C1 kondenzátor teljes feszültségének maximális értéke.
Hasonlóképpen a C3 kondenzátor páratlan félciklusokban a D3 diódán keresztül szintén 2Em feszültségre töltődik fel, ami a sorba kapcsolt C1, a transzformátor és a C2 összfeszültsége (figyelembe kell venni, hogy a C1 és C2 egymásra hatnak).
Hasonlóan továbbgondolva azt találjuk, hogy a C4 kondenzátor még félciklusokat is tölt a D4 diódán keresztül.Ismét a 2Em feszültségre, amely a C1, C3, a transzformátor és a C2 feszültségeinek összege. Természetesen a kondenzátorok az egyenirányító bekapcsolása után fokozatosan, több félcikluson keresztül töltődnek fel a megadott feszültségre. Ennek eredményeként a C1 és C4 kondenzátorokból négyszeres 4Et feszültség érhető el.
A C1 és C3 kondenzátorokkal egyidejűleg háromszoros feszültségű ZET érhető el. Ha az áramkörhöz további, azonos elv szerint csatlakoztatott kondenzátorokat és diódákat adunk, akkor számos C1, C3, C5 stb. kondenzátorból olyan feszültségeket kapunk, amelyek páratlan számúszor (3, 5, 7) nőnek. stb. n.), valamint számos C2, C4, C6 stb. kondenzátorból. páros számúszor (2, 4, 6 stb.) megnövelt feszültségeket kaphatunk.
A terhelés bekapcsolásakor a kondenzátorok kisülnek és a rajtuk lévő feszültség csökken Minél kisebb a terhelési ellenállás, annál gyorsabban kisülnek a kondenzátorok és csökken a rajtuk lévő feszültség. Ezért nem kellően nagy terhelési ellenállások esetén az ilyen sémák használata irracionálissá válik.
A gyakorlatban az ilyen sémák csak alacsony terhelési áramok mellett biztosítják a hatékony feszültségszorzást. Természetesen nagyobb áramot is kaphat, ha növeli a kondenzátorok kapacitását. A fenti séma előnye, hogy nagyfeszültségű transzformátor nélkül nagy feszültséget lehet elérni. Ezenkívül a kondenzátorok üzemi feszültsége csak 2Em legyen, függetlenül attól, hogy a feszültség hányszorosára van megszorozva, és minden dióda legfeljebb 2Em-es maximális fordított feszültséggel működik.
Egyenirányító alkatrészek
Diódák fő paramétereik szerint vannak kiválasztva: maximális egyenirányított áram I0max és korlátozó fordított feszültség Urev. Kondenzátor jelenlétében a szűrő bemenetén az U2 transzformátor szekunder tekercsének feszültségének effektív értéke az összes egyenirányító áramkörben, kivéve a hídáramkört, nem haladhatja meg az Urev értékének 35% -át. Nullapontos teljes hullámú áramkörben az U2 feszültség a tekercs felére vonatkozik. A hídáramkörben y nem haladhatja meg az Urev érték 70%-át.
A nagyobb feszültségek korrigálásához a megfelelő számú diódát sorba kell kötni.
A germánium és a szilícium diódák sorba kapcsolásakor szükségszerűen azonos ellenállású, tíz vagy száz kiloohmos nagyságrendű ellenállásokkal kell manipulálni (2. ábra). Ha ez nem történik meg, akkor a diódák fordított ellenállásának jelentős terjedése miatt a fordított feszültség egyenlőtlenül oszlik el közöttük, és lehetséges a dióda meghibásodása. És sönt ellenállások jelenlétében a fordított feszültség gyakorlatilag egyenlően oszlik meg a diódák között.
A diódák párhuzamos csatlakoztatása nagy áramok elérése érdekében nem kívánatos, mert az egyes diódák paramétereinek és jellemzőinek terjedése miatt egyenlőtlenül lesznek terhelve az árammal. Az áramok kiegyenlítésére ebben az esetben a kiegyenlítő ellenállásokat sorba kötik az egyes diódákkal, amelyek ellenállását empirikusan választják meg.
Az egyenirányító transzformátorok primer tekercsének általában több szakasza van, amelyek 110, 127 és 220 V-os hálózati feszültségre kapcsolnak.
Rizs. 2. Félvezető diódák soros csatlakoztatása
Rizs. 3.A feszültség beállításának módjai
A szekunder tekercs a szükséges feszültségre van kialakítva. Teljes hullámú áramkörrel középponti kimenettel rendelkezik. A vevőket tápláló egyenirányító transzformátorokban a hálózatból származó interferencia csökkentése érdekében a primer és a szekunder tekercs közé árnyékoló tekercset helyeznek el, amelynek egyik vége közös negatívhoz van csatlakoztatva.
A szűrő fojtói általában a magban vannak diamágneses rés a mágneses telítettség kiküszöbölésére, ami az induktivitás csökkenéséhez vezet. Az induktor tekercs egyenárammal szembeni ellenállása általában több tíz vagy száz ohm. Az egyenirányított feszültség egy része rá és a transzformátor emelő tekercsére esik.
A hálózati tekercs áramkörébe egy kapcsoló és egy biztosíték van beépítve, amely vészhelyzet esetén automatikusan lekapcsolja az egyenirányítót. Ha például a szűrőkondenzátor elromlik, akkor az egyenirányított áramkörben rövidzárlat lép fel. A primer áram jelentősen megnő a normálnál, és a biztosíték kiolvad. Enélkül a transzformátor kiéghet. Ezenkívül egy ilyen rövidzárlat nagyon veszélyes a diódára, amely túlzott áramerősséggel történő túlmelegedés miatt tönkreteheti.
Előfordul, hogy a transzformátor primer tekercselése különböző feszültségű, például 190, 200, 210, 220 és 230 V-os kimenetekkel készül, így a kapcsoló segítségével az egyenirányító körülbelül állandó feszültségét lehetett fenntartani a kapcsolja be a hálózati feszültség ingadozása közben (3. ábra, a).A szabályozás másik módja egy szabályozó autotranszformátor, amely különböző feszültségekhez és egy kapcsolóval rendelkezik.
Bekapcsol szabályozó autotranszformátor Lehetővé teszi, hogy a hálózati feszültség lecsökkentésekor normál feszültséget biztosítson a teljesítménytranszformátor primer tekercsére (3. ábra, b) Vannak speciális beállító autotranszformátorok is a 127 és 220 V hálózati feszültséghez, amelyek lehetővé teszik a feszültség zökkenőmentes beállítását 0 és 250 V között.
Az egyenirányítóval végzett munka során, különösen, ha az nagy feszültséget ad, óvintézkedéseket kell tenni, mert több száz voltos feszültség esetén az ember sérülése életveszélyes.
Ábra. 4. Elosztó bekapcsolása három különböző feszültséghez
Az egyenirányító minden nagyfeszültségű részét védeni kell a véletlen érintéstől. Soha ne érintse meg az egyenirányító egyetlen részét sem működés közben. Az egyenirányító áramkör minden csatlakoztatása vagy módosítása akkor történik, amikor az egyenirányító ki van kapcsolva, és a szűrőkondenzátorok lemerültek. Hasznos, ha az egyenirányított feszültségen egy neonlámpát helyezünk el a nagyfeszültség indikátoraként (mutatójaként). Izzása magas feszültség jelenlétét jelzi.
A neonlámpát egy határoló ellenállás kapcsolja be, amelynek ellenállása több tíz kiloohm. Az állandó terhelés jelenléte egy ilyen lámpa formájában megvédi a szűrőkondenzátorokat a túlfeszültségtől. Ez utóbbi akkor fordulhat elő, ha az egyenirányító alapjáraton működik. Terhelés nélkül az egyenirányító belsejében nincs feszültségesés, ezért a szűrőkondenzátorokon a feszültség maximális lesz.
Olvassa el még: Feszültségrezonancia