Kako se ispravlja AC

Kao što znate, elektrane proizvode izmjeničnu struju. AC lako pretvara pomoću transformatora, prenosi se putem žica s minimalnim gubicima, mnogi električni motori rade na izmjeničnu struju, na kraju, sve industrijske i kućne mreže danas djeluju na izmjeničnu struju.

Međutim, za neke primjene, izmjenična struja je u osnovi neprikladna. Baterije se trebaju napuniti istosmjernom strujom, postrojenja za elektrolizu napajaju se sa istosmjernom strujom, LED-ovi zahtijevaju istosmjernu struju, a još je puno više toga što mogu učiniti bez istosmjerne struje, a da ne spominjemo uređaje koji se izvorno koriste baterije, Na ovaj ili onaj način, ponekad je potrebno izvesti izmjeničnu struju pretvaranjem istosmjerne struje kako bi se riješio taj problem, pribjegavaju ispravljanju izmjenične struje.

Za ispravljanje izmjenične struje diodni ispravljači, Najjednostavniji krug ispravljača koji sadrži samo jedan poluvodička diodanaziva se polu valnim ispravljačem. Naizmjenična struja ovdje prolazi kroz primarno navijanje transformatora, čija je sekundarna namotaja s jednim izlazom povezana s anodom diode, a s drugim tokovnim krugom, koji, zauzvrat, povezan s katodom diode, zatvara sekundarni krug transformatora.

Razmotrite što se događa u prvom trenutku vremena, kada se na anodu diode primijeni pozitivni napon u odnosu na njenu katodu, djelujući tijekom prvog poluvremena naizmjenične struje.

U ovom se trenutku elektroni kreću od katode do anode diode, žicom sekundarnog namota transformatora, kroz induktor, a zatim kroz opterećenje - time se krug zatvara. Kada započne suprotan polu-ciklus, elektroni ne mogu prodrijeti od anode do katode, tako da u ovom polu-periodu nema struje u krugu. S početkom sljedećeg polukruga postupak se ponavlja.

Dakle, budući da struja u krugu teče samo tijekom jednog od polu-razdoblja, ova vrsta ispravljanja naziva se polu valna ispravljanja. A zbog činjenice da tijekom negativnih polu-perioda struja ne ulazi u krug opterećenja, njegov oblik ispada da pulsira, jer djeluje u jednom smjeru, iako varira u veličini.

U ovom se krugu koristi filter za izglađivanje koji se sastoji od prigušnice (induktora) i kondenzatora kako bi se smanjila razina pukotina na opterećenju i učinila struja gotovo savršeno konstantnom. Filtarski krug praktički ne dopušta da filtrirana komponenta pređe u opterećenje, ona prolazi samo konstantnu komponentu.

Zavojnica ima induktivni otpor, koji ovisi o frekvenciji struje, a što je veća frekvencija, to je veći induktivni otpor zavojnice, pa se zavojnica opire izmjeničnoj komponenti pulsirajuće struje. Zavojnica lako prolazi konstantnu komponentu.

Kondenzator, međutim, prolazi promjenjivu komponentu, ali ne prolazi konstantu, a što je veća frekvencija struje, to jači kondenzator prolazi kroz nju. Općenito, veći je kapacitet kondenzatora i veća je induktivnost zavojnice induktora, manje je nepotrebna promjena sastavnih dijelova istosmjerne struje koja konkretno teče kroz opterećenje.

Dakle, kada u krugu djeluje pozitivna pola vala struje, prvi kondenzator se nabija na amplitudu izmjeničnog napona sekundarnog namota (minus pad napona preko diode). Kada djeluje negativni pol-val, električna energija ne ulazi u kondenzator, a on, prazneći se do opterećenja, u njemu održava konstantnu struju.

Da nema induktora, budući da bi napon u kondenzatoru opadao tijekom ovog postupka, struja pri opterećenju nekako bi imala jake pukotine. Da bi se smanjila pukotina, u krug se dodaje prigušnik (zavojnica), pa čak i dodatni kondenzator koji se nalazi iza njega. Drugi kondenzator preuzima struju koja teče kroz induktor, a koja već ne sadrži pukotinu.

Da biste još bolje izgladili pukotinu, upotrijebite poluvalni ispravljač. Polvučni ispravljač može se implementirati na jedan od dva načina. Može se izvesti preko mosta (sastoji se od četiri diode) ili uključuje samo dvije diode, ali tada bi sekundarno navijanje transformatora trebalo imati dvostruko veći broj okretaja i izlaz u sredini između polovica namota.

Polvučni ispravljač djeluje na sljedeći način. Tijekom jednog od polu-razdoblja (na primjer, pozitivna), struja se usmjerava od anode na katodu gornje prema diodnom krugu, a donja dioda u to vrijeme ne prolazi struju, zaključava se (jedina dioda u jedno-valovnom ispravljaču ponaša se isto tijekom negativne pol-valovne struje ).

Struja se zatvara kroz filter, opterećenje, a zatim kroz srednji izlaz do namota transformatora. Kada se dogodi drugi polukrug, polaritet struje je takav da donja dioda u krugu prolazi struju kroz filter i kroz opterećenje, a gornja dioda je zaključana. Zatim se procesi ponavljaju.

Budući da se struja dovodi do opterećenja tijekom svakog od dva razdoblja, ovo se ispravljanje naziva polu-valovno ispravljanje, a ispravljač naziva polu-valovni ispravljač. Izlazna pulsacija je udovica manja od frekvencije poluvalnog ispravljanja, budući da je frekvencija ispravljenih impulsa dvostruko veća, a induktivnost induktora dvostruko veća, a kondenzatori nemaju vremena da se značajno isprazne.

Ovdje se detaljnije razmatraju tipične sheme raznih ispravljača: Sheme jednofaznih ispravljača