Πώς γίνεται η διόρθωση AC

Όπως γνωρίζετε, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής παράγουν εναλλασσόμενο ρεύμα. Το AC μετατρέπει εύκολα χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές, μεταδίδεται μέσω καλωδίων με ελάχιστες απώλειες, πολλοί ηλεκτροκινητήρες εργάζονται σε εναλλασσόμενο ρεύμα, στο τέλος όλα τα βιομηχανικά και οικιακά δίκτυα λειτουργούν σήμερα σε εναλλασσόμενο ρεύμα.

Ωστόσο, για ορισμένες εφαρμογές, το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι εντελώς ακατάλληλο. Οι μπαταρίες πρέπει να φορτίζονται με συνεχές ρεύμα, τα εργοστάσια ηλεκτρολύσεως τροφοδοτούνται από συνεχές ρεύμα, οι οδηγήσεις απαιτούν συνεχές ρεύμα και υπάρχουν ακόμη πολλά ακόμα που πρέπει να κάνουμε χωρίς συνεχές ρεύμα, για να μην αναφέρουμε τα gadget που χρησιμοποιήθηκαν αρχικά μπαταρίες. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, μερικές φορές είναι απαραίτητο να εξάγουμε συνεχές ρεύμα από ένα εναλλασσόμενο ρεύμα, μετατρέποντάς το, για να λύσουμε αυτό το πρόβλημα, καταφεύγουν στην αποκατάσταση του εναλλασσόμενου ρεύματος.

Για τη διόρθωση της χρήσης εναλλασσόμενου ρεύματος διορθωτές διόδου. Το απλούστερο κύκλωμα ανορθωτή περιέχει μόνο ένα ημιαγωγού διόδουονομάζεται ανορθωτής μισού κύματος. Το εναλλασσόμενο ρεύμα εδώ διέρχεται από το πρωτεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή, του οποίου η δευτερεύουσα περιέλιξη συνδέεται με την άνοδο της διόδου με ένα από τα τερματικά του και με το κύκλωμα φορτίου με το άλλο, το οποίο, με τη σειρά του, συνδέεται με την κάθοδο της διόδου, κλείνει το δευτερεύον κύκλωμα του μετασχηματιστή.

Εξετάστε τι συμβαίνει στην πρώτη στιγμή του χρόνου, όταν εφαρμόζεται θετική τάση στην άνοδο της διόδου σε σχέση με την κάθοδο της, ενεργώντας κατά τη διάρκεια του πρώτου εξαμήνου του εναλλασσόμενου ρεύματος.

Αυτή τη στιγμή, τα ηλεκτρόνια κινούνται από την κάθοδο στην άνοδο της διόδου, μέσω του σύρματος της δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή, μέσω του επαγωγέα και στη συνέχεια μέσω του φορτίου - έτσι κλείνει το κύκλωμα. Όταν αρχίζει ο αντίθετος μισός κύκλος, τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να διεισδύσουν από την άνοδο στην κάθοδο, επομένως δεν υπάρχει ρεύμα στο κύκλωμα κατά τη διάρκεια αυτής της μισής περιόδου. Με την έναρξη του επόμενου μισού κύκλου, η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Έτσι, δεδομένου ότι το ρεύμα στο κύκλωμα ρέει μόνο κατά τη διάρκεια μιας από τις μισές περιόδους, αυτός ο τύπος διόρθωσης καλείται διόρθωση μισού κύματος. Και λόγω του γεγονότος ότι κατά τη διάρκεια των αρνητικών μισών περιόδων το ρεύμα δεν εισέρχεται στο κύκλωμα φόρτισης, το σχήμα του φαίνεται να είναι παλλόμενο, επειδή λειτουργεί σε μία κατεύθυνση, αν και αλλάζει σε μέγεθος.

Σε αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιείται ένα φίλτρο εξομάλυνσης που αποτελείται από ένα πηνίο (πηνίο) και πυκνωτές, προκειμένου να μειωθεί το επίπεδο κυματισμού στο φορτίο και να γίνει το ρεύμα σχεδόν τελείως σταθερό. Το κύκλωμα φίλτρου πρακτικά δεν επιτρέπει στο στοιχείο του φίλτρου να διέλθει στο φορτίο, αλλά περνάει μόνο το σταθερό στοιχείο.

Το πηνίο έχει μια επαγωγική αντίσταση, η οποία εξαρτάται από τη συχνότητα του ρεύματος και όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγική αντίσταση του πηνίου, έτσι ώστε το πηνίο αντιστέκεται στο εναλλασσόμενο στοιχείο του παλλόμενου ρεύματος. Το πηνίο περνά εύκολα το σταθερό στοιχείο.

Ο πυκνωτής, ωστόσο, περνάει το μεταβλητό στοιχείο, αλλά δεν περνάει τη σταθερά και όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του ρεύματος, τόσο ισχυρότερος ο πυκνωτής τον περνά. Γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή και όσο υψηλότερη είναι η επαγωγή του πηνίου επαγωγέα, τόσο λιγότερη είναι η περιττή μεταβολή του συνεχούς ρεύματος που ρέει ειδικά μέσω του φορτίου.

Έτσι, όταν ένα θετικό μισό κύμα ενεργεί στο κύκλωμα, ο πρώτος πυκνωτής φορτίζεται στο εύρος της εναλλασσόμενης τάσης του δευτερεύοντος τυλίγματος (μείον την πτώση τάσης κατά μήκος της διόδου). Όταν το αρνητικό μισό κύμα ενεργεί, η ηλεκτρική ενέργεια δεν εισέρχεται στον πυκνωτή, και, εκφορτώνεται στο φορτίο, διατηρεί ένα σταθερό ρεύμα σε αυτό.

Αν δεν υπήρχε επαγωγέας, τότε καθώς η τάση κατά μήκος του πυκνωτή θα μειωνόταν κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το ρεύμα στο φορτίο θα είχε κάπως ισχυρές κυματισμούς. Για να μειωθεί η κυμάτωση, στο κύκλωμα προστίθεται ένα τσοκ (πηνίο), ακόμη και με έναν πρόσθετο πυκνωτή που βρίσκεται πίσω του. Ο δεύτερος πυκνωτής αναλαμβάνει το ρεύμα που ρέει διαμέσου του επαγωγέα, ο οποίος ήδη δεν περιέχει σχεδόν καμία κυμάτωση.

Για να εξομαλύνετε ακόμα περισσότερο την κυμάτωση, χρησιμοποιήστε ανορθωτή μισού κύματος. Ένας ανορθωτής μισού κύματος μπορεί να εφαρμοστεί με έναν από τους δύο τρόπους. Μπορεί να εκτελεστεί πάνω από τη γέφυρα (που αποτελείται από τέσσερις δίοδοι) ή περιλαμβάνουν μόνο δύο διόδους, αλλά στη συνέχεια η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή θα πρέπει να έχει διπλάσιο αριθμό στροφών και έξοδο στη μέση μεταξύ των ημίσεων των περιελίξεων.

Ένας ανορθωτής μισού κύματος λειτουργεί ως εξής. Κατά τη διάρκεια μιας από τις μισές περιόδους (για παράδειγμα, θετική), το ρεύμα κατευθύνεται από την άνοδο στην κάθοδο του ανώτερου σύμφωνα με το κύκλωμα διόδου και η κατώτερη δίοδος δεν περνάει ρεύμα τότε, είναι κλειδωμένη (η μόνη δίοδος στον ανορθωτή μισού κύματος συμπεριφέρεται το ίδιο κατά τη διάρκεια του αρνητικού ρεύματος μισού κύματος )

Το ρεύμα κλείνει μέσα από το φίλτρο, το φορτίο και στη συνέχεια μέσω της μεσαίας εξόδου στην περιέλιξη του μετασχηματιστή. Όταν συμβαίνει ο δεύτερος μισός κύκλος, η πολικότητα του ρεύματος είναι τέτοια ώστε η κατώτερη δίοδος σύμφωνα με το κύκλωμα να διέρχεται από το ρεύμα διαμέσου του φίλτρου και μέσω του φορτίου και η ανώτερη δίοδος να είναι κλειδωμένη. Στη συνέχεια, οι διαδικασίες επαναλαμβάνονται.

Δεδομένου ότι το ρεύμα τροφοδοτείται στο φορτίο κατά τη διάρκεια καθεμιάς από τις δύο περιόδους, αυτή η διόρθωση καλείται διόρθωση μισού κύματος και ο ανορθωτής καλείται ανορθωτής μισού κύματος. Ο παλμός εξόδου είναι χήρα μικρότερος από εκείνον της διόρθωσης των μισών κυμάτων, επειδή η συχνότητα των διορθωμένων παλμών είναι διπλάσια, η επαγωγή του επαγωγέα είναι διπλάσια και οι πυκνωτές δεν έχουν χρόνο να απορρίψουν σημαντικά.

Με περισσότερες λεπτομέρειες, εξετάζονται τυπικά σχέδια διαφόρων ανορθωτών εδώ: Σχέδια μονοφασικών ανορθωτών