วงจรเรียงกระแสคลื่นเต็มมีและไม่มีตัวกรอง

กระบวนการของการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรงเป็นสัตยาบันหน่วยจ่ายไฟออฟไลน์ใด ๆ มีบล็อกของการแก้ไขซึ่งแปลงแหล่งจ่ายไฟ AC ที่ผนังเป็น DC แรงดันสูงหรือก้าวลงแหล่งจ่ายไฟ AC ที่ผนังเป็น DC แรงดันต่ำ ขั้นตอนต่อไปจะได้รับการกรอง, การแปลง DC-DC และอื่น ๆ ดังนั้นในบทความนี้เราจะหารือเกี่ยวกับการดำเนินงานของเต็มคลื่น rectifier วงจรเรียงกระแสแบบคลื่นเต็มมีประสิทธิภาพสูงกว่าเมื่อเทียบกับวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

การแก้ไขคลื่นเต็มสามารถทำได้โดยวิธีการต่อไปนี้

1. เคาะตรงกลางวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น
2. Bridge rectifier (ใช้ไดโอดสี่ตัว)

หากสองสาขาของวงจรเชื่อมต่อด้วยสาขาที่สามเพื่อสร้างลูปเครือข่ายจะเรียกว่าวงจรบริดจ์จากสองประเภทนี้ประเภทที่ต้องการคือวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์โดยใช้ไดโอดสี่ตัวเนื่องจากไดโอดทั้งสองประเภทต้องใช้หม้อแปลงแบบเคาะตรงกลาง และไม่น่าเชื่อถือเมื่อเทียบกับประเภทสะพาน ไดโอดบริดจ์ยังมีอยู่ในแพ็คเกจเดียว ตัวอย่างบางส่วน ได้แก่ DB102, GBJ1504, KBU1001 และอื่น ๆ

วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์มีมากกว่าความน่าเชื่อถือของวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งสะพานในแง่ของการลดปัจจัยการกระเพื่อมสำหรับวงจรกรองเดียวกันที่เอาต์พุต ลักษณะของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นรูปซายน์ที่ความถี่ 50 / 60Hz รูปคลื่นจะเป็นดังนี้

การทำงานของวงจรเรียงกระแสคลื่นเต็ม:

ตอนนี้ให้เราพิจารณาแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแอมพลิจูดต่ำกว่า15Vrms (21Vpk-pk)และแก้ไขให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยใช้สะพานไดโอด รูปคลื่นของแหล่งจ่ายไฟ AC สามารถแบ่งออกเป็นครึ่งรอบบวกและครึ่งรอบเชิงลบ แรงดันไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าทั้งหมดที่เราวัดผ่าน DMM (Digital Multimeter) เป็น rms ตามธรรมชาติ ดังนั้นสิ่งเดียวกันนี้ได้รับการพิจารณาในการจำลอง Greenpoint ด้านล่าง

ในระหว่างไดโอดครึ่งรอบบวก D2 และ D3 จะดำเนินการและระหว่างไดโอดครึ่งรอบเชิงลบ D4 และ D1 จะดำเนินการ ดังนั้นในช่วงครึ่งรอบทั้งสองไดโอดจะดำเนินการ รูปคลื่นเอาต์พุตหลังการแก้ไขจะเป็นดังต่อไปนี้

เพื่อลดการกระเพื่อมในรูปคลื่นหรือเพื่อให้รูปคลื่นต่อเนื่องเราต้องเพิ่มตัวกรองตัวเก็บประจุในเอาต์พุต การทำงานของตัวเก็บประจุแบบขนานกับโหลดคือการรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ที่เอาต์พุต ดังนั้นจึงสามารถลดการกระเพื่อมในเอาต์พุตได้

ด้วยตัวเก็บประจุ 1uF เป็นตัวกรอง:

เอาท์พุทที่มีตัวกรอง 1uF จะทำให้คลื่นลดลงเพียงบางส่วนเท่านั้นเนื่องจากความจุในการจัดเก็บพลังงาน 1uF นั้นน้อยกว่า รูปคลื่นด้านล่างแสดงผลลัพธ์ของตัวกรอง

เนื่องจากยังคงมีการกระเพื่อมอยู่ในเอาต์พุตเราจะตรวจสอบเอาต์พุตด้วยค่าความจุที่แตกต่างกัน รูปคลื่นด้านล่างแสดงการลดลงของการกระเพื่อมตามค่าของความจุเช่นความจุในการจัดเก็บประจุ

รูปคลื่นเอาท์พุต: Green - 1uF; Blue– 4.7uF; มัสตาร์ดสีเขียว - 10uF; เขียวเข้ม - 47uF

การทำงานกับตัวเก็บประจุ:

ในช่วงครึ่งรอบบวกและลบคู่ไดโอดจะอยู่ในสภาพเอนเอียงไปข้างหน้าและตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จและโหลดได้รับอุปทาน ช่วงเวลาของแรงดันไฟฟ้าทันทีที่พลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าทันทีตัวเก็บประจุจะจ่ายพลังงานที่เก็บไว้ในนั้นยิ่งความสามารถในการจัดเก็บพลังงานมากเท่าไหร่การกระเพื่อมในรูปคลื่นเอาต์พุตก็จะยิ่งน้อยลง

ปัจจัยการกระเพื่อมสามารถคำนวณได้ในทางทฤษฎีโดย

ให้เราคำนวณหาค่าตัวเก็บประจุใด ๆ และเปรียบเทียบกับรูปคลื่นที่ได้รับข้างต้น

R _โหลด = 1kOhm; f = 100 เฮิร์ต; C _ออก = 1uF; ฉัน_dc = 15mA

ดังนั้นปัจจัย Ripple = 5 โวลต์

ความแตกต่างของปัจจัยการกระเพื่อมจะได้รับการชดเชยที่ค่าตัวเก็บประจุที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพของวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นอยู่เหนือ 80% ซึ่งเป็นสองเท่าของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นที่ใช้งานได้จริง:

ส่วนประกอบที่ใช้ในวงจรเรียงกระแสสะพาน ได้แก่

1. หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down 220V / 15V AC
2. 1N4007 - ไดโอด
3. ตัวต้านทาน
4. คาปาซิเตอร์
5. ไมค์ RB156

ที่นี่สำหรับแรงดันไฟฟ้า rms ที่ 15V แรงดันไฟฟ้าสูงสุดจะสูงถึง 21V ดังนั้นส่วนประกอบที่จะใช้ควรได้รับการจัดอันดับที่ 25V ขึ้นไป

การทำงานของวงจร:

ขั้นตอนลงหม้อแปลง:

หม้อแปลงขั้นบันไดประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิเหนือแกนเหล็กเคลือบ จำนวนเทิร์นของหลักจะสูงกว่ารอง ขดลวดแต่ละตัวทำหน้าที่เป็นตัวเหนี่ยวนำแยกกัน เมื่อขดลวดปฐมภูมิจ่ายผ่านแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับขดลวดจะตื่นเต้นและจะสร้างฟลักซ์ ขดลวดทุติยภูมิสัมผัสกับฟลักซ์สลับที่ผลิตโดยขดลวดปฐมภูมิซึ่งเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าเข้าสู่ขดลวดทุติยภูมิ แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำนี้จะไหลผ่านวงจรภายนอกที่เชื่อมต่อ อัตราส่วนการหมุนและการเหนี่ยวนำของขดลวดจะกำหนดปริมาณของฟลักซ์ที่สร้างขึ้นจาก andemf หลักที่เหนี่ยวนำในทุติยภูมิ ในหม้อแปลงที่ใช้ด้านล่าง

แหล่งจ่ายไฟ AC 230V จากเต้ารับบนผนังจะลดระดับลงเหลือ 15V ACrms โดยใช้หม้อแปลงแบบ step-down จากนั้นแหล่งจ่ายจะถูกนำไปใช้กับวงจรเรียงกระแสดังต่อไปนี้

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นไม่มีตัวกรอง:

แรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันระหว่างโหลดคือ 12.43V เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตเฉลี่ยของรูปคลื่นที่ไม่ต่อเนื่องสามารถเห็นได้ในดิจิตอลมัลติมิเตอร์

วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นพร้อมตัวกรอง:

เมื่อเพิ่มตัวกรองคาปาซิเตอร์ดังต่อไปนี้

1. สำหรับ C _out = 4.7uF การกระเพื่อมจะลดลงและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยจึงเพิ่มขึ้นเป็น 15.78V

2. สำหรับ C _out = 10uF การกระเพื่อมจะลดลงและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยจึงเพิ่มขึ้นเป็น 17.5V

3. สำหรับ C _out = 47uF การกระเพื่อมจะลดลงอีกและด้วยเหตุนี้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยจึงเพิ่มขึ้นเป็น 18.92V

4. สำหรับ C _out = 100uF ค่าความจุใด ๆ ที่มากกว่านี้จะไม่มีผลมากนักดังนั้นหลังจากนี้รูปคลื่นจะเรียบขึ้นอย่างละเอียดและด้วยเหตุนี้การกระเพื่อมจึงต่ำ แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยเพิ่มขึ้นเป็น 19.01V