Bộ chỉnh lưu là gì

      54

Bộ chỉnh lưu lại nửa sóng là gì?

Một bộ chỉnh lưu lại nửa sóng được định nghĩa là một trong những loại chỉnh lưu mà lại chỉ chất nhận được một nửa chu kỳ của một AC điện áp dạng sóng nhằm vượt qua, chặn người kia nửa chu kỳ. Bộ chỉnh lưu nửa sóng được áp dụng để đổi khác điện áp luân chuyển chiều thành điện áp một chiều còn chỉ yêu ước một diode duy nhất nhằm cấu tạo.

Bạn đang xem: Bộ chỉnh lưu là gì

Bộ chỉnh lưu là một trong những thiết bị biến hóa dòng điện xoay chiều (AC) thành cái điện một chiều (DC). Nó được thực hiện bằng cách sử dụng một điốt hoặc một nhóm điốt. Bộ chỉnh lưu nửa sóng sử dụng một điốt, trong những lúc bộ chỉnh lưu lại toàn sóng áp dụng nhiều điốt.

Hoạt động của cục chỉnh lưu lại nửa sóng tận dụng điểm mạnh của thực tế là điốt chỉ chất nhận được dòng điện đuổi theo một hướng.

Lý thuyết chỉnh lưu lại nửa sóng

Bộ chỉnh lưu lại nửa sóng là dạng chỉnh lưu đơn giản dễ dàng nhất hiện nay có. Họ sẽ để mắt tới một mạch chỉnh lưu giữ nửa sóng hoàn hảo sau – tuy thế trước tiên chúng ta hãy hiểu đúng mực loại chỉnh giữ này đang có tác dụng gì.

Sơ đồ sau đây minh họa phương pháp cơ phiên bản của cỗ chỉnh lưu lại nửa sóng. Khi 1 dạng sóng AC tiêu chuẩn được gửi qua cỗ chỉnh giữ nửa sóng, chỉ với lại một phần hai dạng sóng AC. Cỗ chỉnh giữ nửa sóng chỉ được cho phép một nửa chu kỳ (nửa chu kỳ luân hồi dương hoặc âm) của điện áp chuyển phiên chiều đi qua và sẽ ngăn nửa chu kỳ còn sót lại ở phía DC, như hình dưới đây.

*

Chỉ phải một diode để cấu trúc bộ chỉnh lưu nửa sóng. Về phiên bản chất, đây là tất cả hồ hết gì mà bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng vẫn làm.

Vì khối hệ thống DC có thiết kế để có dòng điện chạy theo một hướng (và điện áp không thay đổi – mà chúng ta sẽ trình bày sau), vấn đề đặt dạng sóng AC với những chu kỳ dương với âm qua đồ vật DC có thể gây ra hậu quả phá hoại (và nguy hiểm). Vày vậy họ sử dụng bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng để chuyển đổi nguồn điện nguồn vào AC thành mối cung cấp điện cổng đầu ra DC.

Nhưng diode chỉ là một phần của nó – một mạch chỉnh lưu giữ nửa sóng trả chỉnh bao hàm 3 phần chính:

Một máy biến đổi ápMột diode

Sơ vật dụng mạch chỉnh lưu lại nửa sóng tất cả dạng như sau:

*

Bây giờ họ sẽ đi qua quá trình làm rứa nào một cỗ chỉnh lưu nửa sóng biến đổi điện áp AC thành áp ra output DC.

Đầu tiên, một năng lượng điện áp xoay độ cao được đặt vào phía sơ cấp của máy biến áp cách xuống và chúng ta sẽ nhận thấy điện áp thấp làm việc cuộn thứ cấp sẽ được vận dụng cho điốt.

*

Trong nửa chu kỳ dương của năng lượng điện áp chuyển phiên chiều, diode sẽ tiến hành phân cực thuận và chiếc điện chạy qua diode. Vào nửa chu kỳ luân hồi âm của năng lượng điện áp chuyển phiên chiều, diode sẽ bị phân rất ngược và chiếc điện có khả năng sẽ bị chặn. Dạng sóng điện áp đầu ra cuối cùng ở phía thứ cấp (DC) được diễn tả trong hình 3 sinh sống trên.

Điều này hoàn toàn có thể gây nhầm lẫn ngay lập tức từ cái nhìn đầu tiên – vị vậy bọn họ hãy tra cứu hiểu lý thuyết về điều này thêm một chút.

Chúng tôi sẽ triệu tập vào phía thứ cấp cho của mạch. Nếu cố gắng cuộn thứ cấp của máy biến áp bằng một điện áp nguồn, ta rất có thể đơn giản hóa sơ đồ gia dụng mạch của cục chỉnh giữ nửa sóng như sau:

*

Bây giờ chúng ta không gồm phần trở nên áp của mạch làm chúng ta mất tập trung.

Để nửa chu kỳ luân hồi dương của nguồn điện xoay chiều thì hiệu dụng của đoạn mạch tương đương trở thành:

*

Điều này là vì diode được phân rất thuận, và vị đó cho phép dòng năng lượng điện đi qua. Vị vậy, họ có một mạch kín.

Nhưng với nửa chu kỳ luân hồi âm của điện áp nguồn xoay chiều thì mạch tương tự trở thành:

*

Bởi bởi vì diode hiện thời ở chính sách phân cực ngược , không có dòng điện nào rất có thể đi qua nó. Như vậy, hiện giờ chúng ta có một mạch hở. Vì dòng điện tất yêu chạy qua tải trong thời hạn này, cần điện áp áp sạc ra bằng không.

Tất cả điều đó xảy ra rất cấp tốc – bởi vì một dạng sóng AC sẽ xê dịch giữa dương với âm nhiều lần trong những giây (tùy nằm trong vào tần số).

Dưới đây là dạng sóng của cục chỉnh lưu nửa sóng trông ra sao ở phía đầu vào (V in ) cùng nó trông như thế nào ở phía cổng output (V ra ) sau khoản thời gian chỉnh giữ (tức là đổi khác từ AC quý phái DC):

*

Đồ thị trên thực tế cho thấy thêm một bộ chỉnh lưu nửa sóng dương. Đây là cỗ chỉnh lưu giữ nửa sóng chỉ cho phép nửa chu kỳ dương trải qua diode và chặn nửa chu kỳ luân hồi âm.

Dạng sóng năng lượng điện áp trước và sau khi chỉnh lưu giữ nửa sóng dương được diễn đạt trong hình 4 bên dưới đây.

*

Ngược lại, cỗ chỉnh lưu nửa sóng âm sẽ chỉ có thể chấp nhận được nửa chu kỳ âm qua diode với sẽ ngăn nửa chu kỳ luân hồi dương. Sự khác hoàn toàn duy duy nhất giữa bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng âm và dương là vị trí hướng của diode.

Như chúng ta có thể thấy vào hình 5 mặt dưới, diode hiện giờ theo phía ngược lại. Bởi đó, diode hiện nay sẽ chỉ được phân cực thuận khi dạng sóng AC sống nửa chu kỳ luân hồi âm của nó.

*

Bộ thanh lọc tụ điện chỉnh lưu giữ nửa sóng

Dạng sóng cổng đầu ra mà chúng ta thu được từ triết lý trên là dạng sóng DC xung. Đây là những gì thu được khi thực hiện bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng không có bộ lọc.

Bộ lọc là những thành phần được thực hiện để đổi khác (làm mịn) những dạng sóng DC xung thành những dạng sóng DC không đổi. Họ đã đạt được điều này bằng phương pháp triệt tiêu những gợn DC sống dạng sóng.

Mặc dù về phương diện lý thuyết, bộ chỉnh lưu nửa sóng không tồn tại bộ thanh lọc là hoàn toàn có thể thực hiện tại được, nhưng mà chúng cần thiết được áp dụng cho ngẫu nhiên ứng dụng thực tế nào. Vị thiết bị DC yêu ước dạng sóng không đổi, họ cần ‘làm mịn’ dạng sóng xung này để nó hoàn toàn có thể sử dụng được trong quả đât thực.

Xem thêm: Hæ°Á»›Ng DẫN Lã¡I Xe Số Tự Đông Là Gì, Ưu Nhược Điểm Của Xe Số Tự Động!

Đây là vì sao tại sao trong thực tế bọn họ sử dụng cỗ chỉnh lưu lại nửa sóng cùng với một cỗ lọc. Một tụ điện hoặc một cuộn cảm hoàn toàn có thể được áp dụng như một cỗ lọc – tuy vậy chỉnh lưu lại sóng nửa với cỗ lọc tụ điện được sử dụng phổ cập nhất.

Sơ vật mạch bên dưới cho thấy cách áp dụng bộ lọc điện dung để gia công mịn dạng sóng DC xung thành dạng sóng DC ko đổi.

*

Công thức chỉnh lưu nửa sóng

Bây giờ bọn họ sẽ suy ra các công thức không giống nhau cho cỗ chỉnh lưu lại nửa sóng dựa trên triết lý và trang bị thị sống trên.

Hệ số gợn của cục chỉnh lưu lại nửa sóng

‘Ripple’ là yếu tố AC không mong muốn muốn sót lại khi biến đổi dạng sóng điện áp AC thành dạng sóng DC. Mặc dù chúng tôi đã cố gắng hết mức độ để sa thải tất cả những thành phần AC, vẫn còn một trong những lượng nhỏ tuổi ở phía đầu ra output làm xung dạng sóng DC. Nhân tố AC không hề mong muốn này được call là ‘gợn’.

Để định lượng nấc độ giỏi mà cỗ chỉnh lưu giữ nửa sóng có thể chuyển đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều, shop chúng tôi sử dụng dòng được hotline là thông số gợn (được thể hiện bằng γ hoặc r). Thông số gợn là tỷ số thân giá trị RMS của điện áp luân phiên chiều (ở phía đầu vào) và điện áp một chiều (ở phía đầu ra) của cục chỉnh lưu.

Công thức cho thông số gợn là:

*

Mà cũng rất có thể được bố trí lại cho bởi nhau:

*

Hệ số gợn của cục chỉnh lưu giữ nửa sóng bởi 1,21 (tức là γ = 1,21).

Lưu ý rằng để phát hành một bộ chỉnh lưu giữ tốt, họ muốn giữ hệ số gợn càng tốt càng tốt. Đây là vì sao tại sao công ty chúng tôi sử dụng tụ điện với cuộn cảm làm bộ lọc để sút gợn vào mạch.

Hiệu quả của cục chỉnh lưu giữ nửa sóng

Hiệu suất bộ chỉnh lưu (η) là tỷ số thân nguồn DC đầu ra output và nguồn AC đầu vào. Bí quyết cho năng suất bằng:

*

Hiệu suất của cục chỉnh lưu giữ nửa sóng bởi 40,6% (tức là η max = 40,6%)

Giá trị RMS của bộ chỉnh lưu lại nửa sóng

Để tính được giá trị RMS của bộ chỉnh lưu lại nửa sóng, họ cần tính chiếc điện qua tải. Nếu như dòng cài tức thời bằng i L = I m sinωt thì quý giá trung bình của dòng tải (I DC ) bằng:

*

Trong kia I m bằng cường độ mẫu điện liền đỉnh qua sở hữu (I max ). Vì vậy dòng điện một chiều cổng output (I DC ) nhận được trên cài đặt là:

*

Đối với bộ chỉnh giữ nửa sóng, dòng thiết lập RMS (I rms ) bởi dòng điện trung bình (I DC ) bội số vày π / 2. Cho nên vì vậy giá trị RMS của dòng thiết lập (I rms ) so với bộ chỉnh lưu nửa sóng là:

*

Trong kia I m = I max bằng cường độ cái điện tức thời cực to trên tải.

Nghịch đảo điện áp du lịch của làn sóng chỉnh lưu lại một nửa

Điện áp nghịch đảo đỉnh (PIV) là điện áp buổi tối đa mà diode hoàn toàn có thể chịu được trong điều kiện phân cực ngược. Ví như một điện áp được áp dụng nhiều hơn thế PIV, diode có khả năng sẽ bị phá hủy.

Hệ số vẻ ngoài của cỗ chỉnh lưu nửa sóng

Hệ số vẻ ngoài (FF) là tỷ số giữa quý hiếm RMS và quý hiếm trung bình, như biểu hiện trong phương pháp dưới đây:

*

Hệ số dạng của bộ chỉnh lưu lại nửa sóng bởi 1,57 (tức là FF = 1,57).

Điện áp DC đầu ra

Điện áp áp ra output (V DC ) trên năng lượng điện trở thiết lập được cam kết hiệu là:

*

Các ứng dụng của bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng

Bộ chỉnh lưu nửa sóng ko được sử dụng phổ cập như cỗ chỉnh lưu toàn sóng . Mặc dù vậy, chúng vẫn có một số công dụng:

Đối với các ứng dụng cải chínhĐối với những ứng dụng giải pha trộn tín hiệuĐối với những ứng dụng tín hiệu đỉnh cao

Ưu điểm của bộ chỉnh giữ nửa sóng

Ưu điểm chính của cục chỉnh lưu lại nửa sóng là tính đơn giản của chúng. Vị chúng ko yêu cầu các thành phần, chúng đơn giản hơn và rẻ rộng để tùy chỉnh thiết lập và xây dựng.

Như vậy, những ưu thế chính của cục chỉnh giữ nửa sóng là:

Đơn giản (số lượng yếu tố thấp hơn)Chi tầm giá trả trước rẻ rộng (vì bọn chúng ít thứ hơn. Tuy vậy có ngân sách chi tiêu cao rộng theo thời gian do tổn thất năng lượng điện năng tăng lên)

Nhược điểm của bộ chỉnh lưu nửa sóng

Nhược điểm của cục chỉnh lưu nửa sóng là:

chúng chỉ chất nhận được một nửa chu kỳ luân hồi qua mỗi sinewave, cùng nửa chu kỳ còn lại bị lãng phí. Điều này dẫn đến tình trạng hao chi phí điện năng.Chúng tạo nên một năng lượng điện áp đầu ra output thấp.Dòng điện áp ra output mà công ty chúng tôi thu được không trọn vẹn là DC với nó vẫn chứa tương đối nhiều gợn (tức là nó có thông số gợn cao)

Bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng 3 pha

Tất cả các định hướng trên đang đề cập cho một bộ chỉnh giữ nửa sóng một pha. Tuy nguyên lý của cỗ chỉnh lưu lại nửa sóng 3 pha là tương đương nhau tuy thế các điểm lưu ý lại không giống nhau. Những giá trị cổng output dạng sóng, hệ số gợn, hiệu quả và RMS rất khác nhau.

Bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng bố pha được áp dụng để biến hóa nguồn năng lượng điện xoay chiều cha pha thành nguồn điện một chiều. Ở đây các công tắc là điốt, và do đó chúng là công tắc không điều khiển và tinh chỉnh được. Gồm nghĩa là, không có cách nào để kiểm soát và điều hành thời gian bật tắt của các công tắc này.

Bộ chỉnh lưu giữ diode nửa sóng 3 pha thường xuyên được cấu trúc với nguồn hỗ trợ ba pha được liên kết với máy biến hóa áp tía pha trong các số ấy cuộn máy cấp của máy biến áp luôn được kết nối trải qua đấu nối hình sao . Điều này là vì điểm trung tính được yêu ước để liên kết tải trở lại những cuộn dây sản phẩm cấp của sản phẩm biến áp , cung cấp một đường trở lại cho loại điện.

Cấu hình điển hình nổi bật của cỗ chỉnh lưu lại nửa sóng cha pha hỗ trợ tải điện trở thuần túy được trình bày dưới đây. Ở đây, mỗi pha của máy biến áp được đánh giá như một nguồn luân phiên chiều riêng. Mô rộp và đo năng lượng điện áp được hiển thị trong mạch bên dưới. Ở đây cửa hàng chúng tôi đã kết nối một vôn kế trật trên từng nguồn cũng tương tự trên tải.

*

Điện áp tía pha được hiển thị mặt dưới.

*

Điện áp trên thiết lập điện trở được hiển thị bên dưới. Điện áp được hiển thị bởi màu đen.

*

Vì vậy, bạn cũng có thể thấy từ hình trên rằng điốt D1 dẫn năng lượng điện khi pha R có mức giá trị của điện áp to hơn giá trị của điện áp của hai pha còn lại và điều kiện này ban đầu khi pha R ngơi nghỉ 30 o. Và lặp lại sau mỗi chu kỳ luân hồi hoàn chỉnh. Bao gồm nghĩa là, thời gian tiếp theo diode DI ban đầu dẫn điện là sinh hoạt 390 o . Diode D2 tiếp nhận quá trình dẫn từ D1 chấm dứt dẫn ở góc cạnh 150 o vì từ bây giờ giá trị của năng lượng điện áp nghỉ ngơi pha B trở nên cao hơn nữa điện áp ở nhị pha còn lại. Bởi vậy, từng diode dẫn cho một góc 150 o – 30 o = 120 o .

Ở đây, dạng sóng của biểu thị điện áp một chiều chiếm được không hoàn toàn là một chiều bởi nó ko phẳng, nhưng nó đựng một gợn. Và tần số của gợn là 3 × 50 = 150 Hz.

Giá trị trung bình của điện áp đầu ra output trên thiết lập điện trở được mang lại bởi

*
*

Ở đây,

*

Giá trị RMS của điện áp áp ra output được cho bởi

*

Điện áp gợn bằng,

*

Và thông số gợn năng lượng điện áp bằng,

*

Phương trình trên cho thấy rằng độ gợn điện áp là đáng kể. Đây là vấn đề không mong ước vì điều đó dẫn mang lại hao tầm giá điện năng không xứng đáng có.

Công suất cổng đầu ra DC,

*

Nguồn điện đầu vào AC,

*

Hiệu quả,

*

Mặc dù hiệu suất của cỗ chỉnh giữ nửa sóng 3 pha có vẻ cao, nó vẫn nhát hơn công suất mà cỗ chỉnh lưu diode 3 pha cung ứng . Tuy vậy bộ chỉnh lưu tía pha nửa sóng tốt hơn, nhưng việc tiết kiệm giá thành này là không đáng kể so cùng với số tiền bị mất lúc tổn thất điện năng cao hơn của chúng. Do đó, các bộ chỉnh lưu lại nửa sóng cha pha không được sử dụng thông dụng trong công nghiệp.