1880'lerin kendisinde, redresörlerin tanımlanması ve benzersizliği başladı. Doğrultucuların gelişimi, güç elektroniği alanında çeşitli yaklaşımlar icat etmiştir. Doğrultucuda kullanılan ilk diyot 1883 yılında tasarlandı. 1900'lü yılların ilk günlerinde öncülüğünü yapan vakum diyotlarının evrimi ile redresörlerde sınırlamalar oluştu. Civa ark tüplerindeki modifikasyonlar ile redresörlerin kullanımı çeşitli megawatt aralıklarına genişletildi. Ve bir tür doğrultucu, Yarım dalga doğrultucudur.

Vakum diyotlarındaki bir gelişme, cıva ark tüpleri için evrim olduğunu gösterdi ve bu cıva ark tüpleri, doğrultucu tüpler olarak adlandırıldı. Redresörlerin geliştirilmesiyle birlikte birçok başka malzemeye de öncülük edildi. Yani, bu redresörlerin nasıl geliştiğine ve nasıl geliştirildiğine dair kısa bir açıklama. Yarım dalga doğrultucunun ne olduğunu, devresini, çalışma prensibini ve özelliklerini bilmenin net ve ayrıntılı bir açıklamasına sahip olalım.

“dielektrik malzeme nedir ”

Yarım Dalga Doğrultucu nedir?

Doğrultucu, AC voltajını DC voltajına dönüştüren elektronik bir cihazdır. Başka bir deyişle, alternatif akımı doğru akıma dönüştürür. Hemen hemen tüm elektronik cihazlarda bir redresör kullanılır. Çoğunlukla şebeke gerilimini DC gerilimine dönüştürmek için kullanılır. güç kaynağı Bölüm. DC voltaj kaynağı kullanarak elektronik cihazlar çalışır. İletim dönemine göre doğrultucular iki kategoriye ayrılır: Yarım Dalga Doğrultucu ve Tam Dalga Doğrultucu

İnşaat

Tam dalgalı bir doğrultucu ile karşılaştırıldığında, bir HWR, inşaat için en kolay redresördür. Sadece tek diyot ile cihazın yapımı yapılabilmektedir.

HWR İnşaat

Yarım dalgalı bir doğrultucu aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

Alternatif akım kaynağı
Yük bölümündeki direnç
Bir diyot
Bir aşağı inen transformatör

AC Kaynağı

Bu akım kaynağı tüm devreye alternatif akım sağlar. Bu AC akımı genellikle bir sinüs sinyali olarak temsil edilir.

Adım Aşağı Trafo

AC voltajını artırmak veya azaltmak için genellikle bir transformatör kullanılır. Burada bir düşürücü transformatör kullanıldığı için, bir yükseltici transformatör kullanıldığında AC voltajını düşürürken, AC voltajını minimum seviyeden yüksek bir seviyeye yükseltir. Bir HWR'de, bir diyot için gerekli voltajın çok düşük olduğu durumlarda, çoğunlukla düşürücü bir transformatör kullanılır. Bir transformatör kullanılmadığında, büyük miktarda AC voltajı diyota zarar verir. Bazı durumlarda ise yükseltici bir transformatör de kullanılabilir.

Düşürme cihazında ikincil sargı, birincil sargınınkinden minimum dönüşlere sahiptir. Bu nedenle, bir düşürücü transformatör, voltaj seviyesini birincilden ikincil sargıya düşürür.

Diyot

Yarım dalgalı bir doğrultucuda diyot kullanılması, akımın yalnızca bir yönde akışına izin verirken, başka bir yolda akım akışını durdurur.

Direnç

Bu, elektrik akımı akışını yalnızca belirli bir seviyeye kadar engelleyen cihazdır.

Bu yarım dalga doğrultucu yapımı .

Yarım Dalga Doğrultucunun Çalışması

Pozitif yarı döngü sırasında, diyot yönlendirme önyargısı durumundadır ve akımı RL'ye (Yük direnci) iletir. Yük boyunca, pozitif yarım döngünün giriş AC sinyaliyle aynı olan bir voltaj geliştirilir.

Alternatif olarak, negatif yarı döngü sırasında, diyot ters önyargı koşulundadır ve diyot boyunca akım akışı yoktur. Yük boyunca yalnızca AC giriş voltajı görünür ve pozitif yarım döngü sırasında mümkün olan net sonuçtur. Çıkış voltajı, DC voltajını titreştirir.

Doğrultucu Devreleri

Tek fazlı devreler veya çok fazlı devre, doğrultucu devreleri . Ev uygulamaları için tek fazlı düşük güçlü redresör devreleri kullanılır ve endüstriyel HVDC uygulamaları üç fazlı düzeltme gerektirir. En önemli uygulama PN bağlantı diyot düzeltmedir ve AC'yi DC'ye dönüştürme işlemidir.

Yarım Dalga Düzeltme

Tek fazlı bir yarım dalga doğrultucuda, AC voltajının negatif veya pozitif yarısı akarken, AC voltajının diğer yarısı bloke edilir. Bu nedenle çıkış, AC dalgasının yalnızca yarısını alır. Tek fazlı yarım dalga doğrultma için tek bir diyot gereklidir ve üç diyot üç fazlı bir besleme için. Yarım dalga doğrultucu, tam dalga doğrultuculardan daha fazla miktarda dalgalanma içeriği üretir ve harmonikleri ortadan kaldırmak için çok daha fazla filtreleme gerektirir.

Tek fazlı Yarım dalga Doğrultucu

Sinüzoidal bir giriş voltajı için, ideal bir yarım dalga doğrultucu için yüksüz çıkış DC voltajı

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

Nerede

Vdc, Vav - DC çıkış voltajı veya ortalama çıkış voltajı
Vpeak - giriş fazı voltajının tepe değeri
Vrms - kök ortalama kare değerinin çıkış voltajı

Yarım Dalga Doğrultucunun Çalışması

PN bağlantı diyotu yalnızca ileri önyargı koşulu sırasında iletilir. Yarım dalga doğrultucu, PN bağlantı diyotu ile aynı prensip ve böylece AC'yi DC'ye dönüştürür. Yarım dalgalı bir doğrultucu devresinde, yük direnci, PN bağlantı diyotu ile seri olarak bağlanır. Alternatif akım, yarım dalga doğrultucunun girişidir. Bir düşürücü transformatör bir giriş voltajını alır ve sonuçta ortaya çıkan çıktı transformatör yük direncine ve diyota verilir.

HWR'nin çalışması iki aşamada açıklanmaktadır:

Pozitif yarım dalga süreci
Negatif yarım dalga süreci

Pozitif Yarım Dalga

Giriş AC voltajı olarak 60 Hz frekans olduğunda, bir düşürücü transformatör bunu minimum voltaja düşürür. Böylece, transformatörün ikincil sargısında minimum bir voltaj üretilir. İkincil sargıdaki bu voltaj, ikincil voltaj (Vs) olarak adlandırılır. Minimum voltaj, diyota giriş voltajı olarak beslenir.

Giriş voltajı diyota ulaştığında, pozitif yarı döngü zamanında, diyot iletim önyargı durumuna geçer ve elektrik akımının akışına izin verirken, negatif yarı döngü anında diyot negatif önyargı durumuna geçer. ve elektrik akımının akışını engeller. Diyota uygulanan giriş sinyalinin pozitif tarafı, P-N diyotuna uygulanan ileri DC voltajı ile aynıdır. Aynı şekilde, diyota uygulanan giriş sinyalinin negatif tarafı, P-N diyotuna uygulanan ters DC voltajı ile aynıdır.

Bu nedenle, diyotun iletme önyargılı durumda akımı ilettiği ve ters taraflı durumda akımın akışını engellediği biliniyordu. Aynı şekilde, bir AC devresinde, diyot + ve döngüsü süresince akımın akışına izin verir ve -ve döngüsü sırasında akım akışını bloke eder. + Ve HWR'ye gelince, beş yarı döngüleri tamamen engellemeyecek, beş yarım döngüden oluşan birkaç segmente izin verecek veya minimum negatif akıma izin verecek. Bu, diyotta bulunan azınlık yük taşıyıcıları nedeniyle mevcut nesildir.

Bu azınlık yük taşıyıcıları aracılığıyla akım üretimi çok azdır ve bu nedenle ihmal edilebilir. Beş yarım çevrimin bu minimum kısmı, yük bölümünde gözlemlenemez. Pratik bir diyotta, negatif akımın '0' olduğu kabul edilir.

Yük bölümündeki direnç, diyot tarafından üretilen DC akımını kullanır. Bu nedenle, direnç, DC voltajının / akımının bu direnç boyunca hesaplandığı bir elektrik yük direnci olarak adlandırılır (R_L). Elektrik çıkışı, elektrik akımını kullanan devrenin elektrik faktörü olarak kabul edilir. Bir HWR'de, direnç, üretilen diyot akımını kullanır. Bu nedenle dirence yük direnci denir. R_LHWR’lerde diyot tarafından üretilen ek DC akımının sınırlandırılması veya sınırlandırılması için kullanılır.

Böylece, bir yarım dalga doğrultucudaki çıkış sinyalinin, sinüzoidal formda sürekli bir + ve yarı döngü olduğu sonucuna varılmıştır.

Negatif Yarım Dalga

Yarım dalga doğrultucunun negatif bir şekilde çalışması ve yapımı, pozitif yarım dalga doğrultucu ile neredeyse aynıdır. Burada değiştirilecek tek senaryo diyot yönüdür.

Giriş AC voltajı olarak 60 Hz frekans olduğunda, bir düşürücü transformatör bunu minimum voltaja düşürür. Böylece, transformatörün ikincil sargısında minimum voltaj üretilir. İkincil sargıdaki bu voltaj, ikincil voltaj (Vs) olarak adlandırılır. Minimum voltaj, diyota giriş voltajı olarak beslenir.

Giriş voltajı diyota ulaştığında, negatif yarı döngü anında, diyot iletim önyargı durumuna geçer ve elektrik akımının akışına izin verirken, pozitif yarı döngü anında diyot negatif önyargı durumuna geçer. ve elektrik akımının akışını engeller. Diyota uygulanan giriş sinyalinin negatif tarafı, P-N diyotuna uygulanan ileri DC voltajı ile aynıdır. Aynı şekilde, diyota uygulanan giriş sinyalinin pozitif tarafı, P-N diyotuna uygulanan ters DC voltajı ile aynıdır.

Dolayısıyla, diyotun akımı ters taraflı durumda ilettiği ve ileri taraflı durumda akımın akışını engellediği biliniyordu. Aynı şekilde, bir AC devresinde, diyot -ve döngüsü süresince akımın akışına izin verir ve + ve döngüsü sırasında akım akışını bloke eder. HWR'ye gelince, + ve yarım döngüleri tamamen engellemeyecek, birkaç + ve yarım döngü segmentine izin veriyor veya minimum pozitif akıma izin veriyor. Bu, diyotta bulunan azınlık yük taşıyıcıları nedeniyle mevcut nesildir.

Bu azınlık yük taşıyıcıları aracılığıyla akım üretimi çok azdır ve bu nedenle ihmal edilebilir. Bu + beş yarı çevrimin minimum kısmı, yük bölümünde gözlemlenemez. Pratik bir diyotta, pozitif akımın '0' olduğu kabul edilir.

İdeal bir diyotta, çıkış bölümündeki + ve - ve - yarım döngüleri + ve - ve - yarım döngülere benzer görünmektedir.Ancak pratik senaryolarda, + ve - ve - yarım döngüleri giriş döngülerinden biraz farklıdır ve bu önemsizdir.

Böylece, bir yarım dalga doğrultucudaki çıkış sinyalinin, sinüzoidal formda olan sürekli ve yarı döngü olduğu sonucuna varıldı. Dolayısıyla, yarım dalga doğrultucunun çıkışı sürekli + ve -ve sinüs sinyalleridir, ancak saf DC sinyali değildir ve atımlı formdadır.

Yarım Dalga Doğrultucunun Çalışması

Bu atımlı DC değeri kısa bir süre içinde değiştirilir.

Yarım Dalga Doğrultucunun Çalışması

Pozitif yarı döngü sırasında, üst ucun sekonder sargısı alt uca göre pozitif olduğunda, diyot yönlendirme önyargısı koşulu altındadır ve akımı iletir. Pozitif yarı çevrimler sırasında, diyotun ileri direncinin sıfır olduğu varsayıldığında, giriş voltajı doğrudan yük direncine uygulanır. Çıkış voltajı ve çıkış akımının dalga biçimleri, AC giriş voltajı ile aynıdır.

Negatif yarı döngü sırasında, alt ucun sekonder sargısı üst uca göre pozitif olduğunda, diyot ters önyargı durumundadır ve akımı iletmez. Negatif yarı döngü sırasında, yük boyunca voltaj ve akım sıfır kalır. Ters akımın büyüklüğü çok küçüktür ve ihmal edilir. Bu nedenle, negatif yarı döngü sırasında hiçbir güç iletilmez.

Bir dizi pozitif yarım döngü, yük direnci boyunca geliştirilen çıkış voltajıdır. Çıkış, darbeli bir DC dalgasıdır ve yük boyunca olması gereken düzgün çıkış dalga filtreleri yapmak için kullanılır. Giriş dalgası yarım döngüyse, o zaman yarım dalga doğrultucu olarak bilinir.

Üç Fazlı Yarım dalga Doğrultucu Devreleri

Üç fazlı yarım dalga kontrolsüz doğrultucu, her biri bir faza bağlı üç diyot gerektirir. Üç fazlı redresör devresi, hem DC hem de AC bağlantılarında yüksek miktarda harmonik bozulmadan muzdariptir. DC tarafı çıkış geriliminde döngü başına üç farklı darbe vardır.

Üç fazlı bir HWR, esas olarak üç fazlı AC gücü üç fazlı DC gücüne dönüştürmek için kullanılır. Bunda diyotların yerine kontrolsüz anahtarlar denilen anahtarlar kullanılır. Burada, kontrolsüz anahtarlar, anahtarların AÇIK ve KAPALI zamanlarını düzenleme yaklaşımının bulunmadığına karşılık gelir. Bu cihaz, transformatörün ikincil sargısının her zaman yıldız bağlantısına sahip olduğu 3 fazlı bir transformatöre bağlanan üç fazlı bir güç kaynağı kullanılarak yapılmıştır.

Burada, transformatörün sekonder sargısına yükün yeniden bağlanması için bir nötr noktanın gerekli olması ve böylece güç akışı için bir dönüş yönü sunması nedeniyle sadece yıldız bağlantısı izlenir.

Tamamen dirençli bir yük sağlayan 3 fazlı HWR'nin genel yapısı aşağıdaki resimde gösterilmektedir. Yapım tasarımında, transformatörün her aşaması ayrı bir AC kaynağı olarak adlandırılır.

Üç fazlı bir transformatör ile kazanılan verimlilik yaklaşık% 96,8'dir. Üç fazlı HWR'nin verimliliği, tek fazlı bir HWR'den daha fazla olmasına rağmen, üç fazlı tam dalga doğrultucunun performansından daha azdır.

Üç Fazlı HWR

Yarım dalga Doğrultucu Özellikleri

Aşağıdaki parametreler için yarım dalga doğrultucunun özellikleri

PIV (Tepe Ters Gerilimi)

Ters önyargılı durum sırasında, diyotun maksimum voltajı nedeniyle dayanması gerekir. Negatif yarı döngü sırasında, yükten akım geçmez. Böylece, diyot boyunca tam bir voltaj görünür, çünkü yük direncinde voltaj düşüşü yoktur.

Yarım dalga doğrultucunun PIV'si = V_SMAX

Bu Yarım dalga doğrultucu PIV .

Diyottaki Ortalama ve Tepe Akımlar

Transformatörün sekonderindeki voltajın sinüzoidal olduğunu ve tepe değerinin V olduğunu varsayarsak._SMAX. Yarım dalga doğrultucuya verilen anlık gerilim,

Vs = V_SMAXWt olmadan

“paralel plakalı kondansatör nedir ”

Yük direncinden geçen akım

ben_MAX= V_SMAX/ (R_F+ R_L)

Yönetmelik

Düzenleme, tam yük voltajına göre yüksüz voltaj ile tam yük voltajı arasındaki farktır ve yüzde voltaj regülasyonu şu şekilde verilmiştir:

% Düzenleme = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Verimlilik

AC girişinin DC çıkışına oranı verimlilik (?) Olarak bilinir.

? = Pdc / Pac

Yüke iletilen bir DC gücü

Pdc = I^iki_dcR_L= (I_MAX/ ᴨ)^ikiR_L

Transformatöre giriş AC gücü,

Pac = Yük direncinde güç kaybı + bağlantı diyotunda güç kaybı

= I^iki_rmsR_F+ I^iki_rmsR_L= {I^iki_MAX/ 4} [R_F+ R_L]

? = Pdc / Pac = 0,406 / {1 + R_F/ R_L}

Yarım dalga doğrultucunun verimliliği, R_Fihmal edilir.

Dalgalanma Faktörü (γ)

Dalgalanma içeriği, DC çıkışında bulunan AC içeriğinin miktarı olarak tanımlanır. Dalgalanma faktörü daha azsa, doğrultucu performansı daha fazla olacaktır. Yarım dalga doğrultucu için dalgalanma faktörü değeri 1,21'dir.

HWR tarafından üretilen DC gücü, tam bir DC sinyali değil, atımlı bir DC sinyalidir ve titreşimli DC formunda dalgalanmalar vardır. Bu dalgalanmalar, indüktörler ve kapasitörler gibi filtre cihazları kullanılarak azaltılabilir.

DC sinyalindeki dalgalanma sayısını hesaplamak için, bir faktör kullanılır ve γ olarak temsil edilen dalgalanma faktörü olarak adlandırılır. . Dalgalanma faktörü yüksek olduğunda, genişletilmiş bir darbeli DC dalgası gösterirken, minimum dalgalanma faktörü minimum titreşimli bir DC dalgası gösterir,

Γ değeri çok düşük olduğunda, çıkış DC akımının neredeyse saf bir DC sinyaliyle aynı olduğunu gösterir. Dolayısıyla, dalgalanma faktörü ne kadar düşükse DC sinyalinin o kadar yumuşak olduğu söylenebilir.

Matematiksel bir biçimde, bu dalgalanma faktörü, AC bölümünün RMS değerinin çıkış voltajının DC bölümüne oranı olarak ifade edilir.

Dalgalanma faktörü = AC bölümünün RMS değeri / DC bölümünün RMS değeri

ben^iki= I^iki_dc+ I^iki₁+ I^iki_iki+ I^iki₄= I^iki_dc+ I^iki_ve

γ = ben_ve/ BEN_dc= (I^iki- BEN^iki_dc) / BEN_dc= {(I_rms/ BEN^iki_dc) / Idc = {(I_rms/BEN^iki_dc) -1} = k_f^iki-1)

Nerede kf - form faktörü

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1.57

Yani, c = (1.572 - 1) = 1.21

Trafo Kullanım Faktörü (TUF)

Yüke iletilen AC gücünün ve trafo ikincil AC değerine oranı olarak tanımlanır. Yarım dalga doğrultucunun TUF'si yaklaşık 0.287'dir.

Kapasitör Filtreli HWR

Yarım dalgalı bir redresörün çıkışı için yukarıda tartışılan genel teoriye göre, atımlı bir DC sinyalidir. Bu, bir HWR bir filtre uygulanmadan çalıştırıldığında elde edilir. Filtreler, titreşimli DC sinyalini sabit DC sinyallerine dönüştürmek için kullanılan cihazlardır, bu da (titreşimli sinyalin düzgün sinyale dönüştürülmesi) anlamına gelir. Bu, sinyalde meydana gelen doğru akım dalgalanmalarını baskılayarak elde edilebilir.

“maksimum güç transferi teoremi pdf ”

Bu cihazlar teorik olarak filtresiz olarak kullanılabilirler, ancak herhangi bir pratik uygulama için uygulanmaları beklenir. DC cihazı sabit bir sinyale ihtiyaç duyacağından, gerçek uygulamalarda kullanılmak üzere titreşimli sinyalin pürüzsüz olana dönüştürülmesi gerekir. Pratik senaryolarda HWR'nin bir filtre ile kullanılmasının nedeni budur. Bir filtre yerine, bir indüktör veya kondansatör kullanılabilir, ancak bir kondansatörlü HWR en çok kullanılan cihazdır.

Aşağıdaki resim, yapının devre şemasını açıklamaktadır. kapasitör filtreli yarım dalga doğrultucu ve titreşimli DC sinyalini nasıl yumuşattığı.

Avantajlar ve dezavantajlar

Tam dalga doğrultucu ile karşılaştırıldığında, uygulamalarda yarım dalga doğrultucu çok fazla kullanılmamaktadır. Bu cihazın çok az faydası olsa da. yarım dalga doğrultucunun avantajları :

Ucuz - Minimum sayıda bileşen kullanıldığı için
Basit - Devre tasarımının tamamen basit olması nedeniyle
Kullanımı kolay - Yapısı kolay olduğundan, cihaz kullanımı da çok kolaylaşacaktır.
Az sayıda bileşen

yarım dalga doğrultucunun dezavantajları şunlardır:

Yük bölümünde, çıkış gücü, temel frekans seviyesinin giriş voltajının frekans seviyesine benzer olduğu hem DC hem de AC bileşenlerine dahil edilir. Ayrıca, artan bir dalgalanma faktörü olacaktır, bu da gürültünün yüksek olacağı anlamına gelir ve sabit DC çıkışı sağlamak için genişletilmiş filtreleme gerekir.
AC giriş voltajının yalnızca bir yarım döngüsü sırasında güç dağıtımı olacağı için, bunların düzeltme performansı minimumdur ve ayrıca çıkış gücü daha az olacaktır.
Yarım dalga doğrultucu, minimum trafo kullanım faktörüne sahiptir
Transformatör çekirdeğinde, mıknatıslanma akımı, histerezis kayıpları ve ayrıca harmoniklerin gelişmesiyle sonuçlanan DC doygunluğu olur.
Yarım dalgalı bir redresörden sağlanan DC güç miktarı, genel bir güç kaynağı bile üretmek için yeterli değildir. Oysa bu, pil şarjı gibi birkaç uygulama için kullanılabilir.

Başvurular

Ana yarım dalga doğrultucu uygulaması DC gücünden AC gücü elde etmektir. Doğrultucular esas olarak hemen hemen her elektronik cihazda güç kaynaklarının dahili devrelerinde kullanılır. Güç kaynaklarında, redresör genellikle bir seri şekilde yerleştirilir, böylece transformatör, bir yumuşatma filtresi ve bir voltaj regülatöründen oluşur. HWR'nin diğer uygulamalarından çok azı:

Güç kaynağına bir doğrultucu yerleştirmek, AC'nin DC'ye dönüştürülmesine izin verir. Köprü doğrultucular, yüksek seviyeli AC voltajını minimum DC voltajına dönüştürme yeteneğine sahip oldukları büyük uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır.
HWR'nin uygulanması, düşürme veya yükseltme transformatörleri aracılığıyla gerekli DC voltaj seviyesini elde etmeye yardımcı olur.
Bu cihaz aynı zamanda kaynak demirinde de kullanılmaktadır. devre türleri ve ayrıca buharlar için kurşunu itmek için sivrisinek kovucu olarak kullanılır.
AM radyo cihazında algılama amacıyla kullanılır
Ateşleme ve darbe üretim devreleri olarak kullanılır
Gerilim yükseltici ve modülasyon cihazlarında uygulanmaktadır.

Bu tamamen Yarım Dalga doğrultucu devre ve özellikleriyle çalışmak. Bu yazıda verilen bilgilerin bu projeyi daha iyi anlamanız için size yardımcı olduğuna inanıyoruz. Ayrıca, bu makaleyle ilgili herhangi bir sorunuz veya uygulama konusunda herhangi bir yardım için elektrik ve elektronik projeleri , aşağıdaki yorum bölümünde yorum yaparak bize ulaşmaktan çekinmeyin. İşte size bir soru, yarım dalga doğrultucunun ana işlevi nedir?