Hogyan működik az AC kijavítása?

Mint tudod, az erőművek váltakozó áramot termelnek. Az AC könnyen konvertálható transzformátorok segítségével, vezetékeken keresztül továbbítja, minimális veszteséggel, sok villamos motor váltakozó árammal működik, végül az összes ipari és háztartási hálózat váltakozó árammal működik.

Egyes alkalmazásokhoz azonban a váltakozó áram alapvetően nem megfelelő. Az akkumulátorokat egyenárammal kell feltölteni, az elektrolízisüzemeket egyenáram biztosítja, a LED-ek egyenáramot igényelnek, és egyenértékű áramlás nélkül még sok más tennivaló van, nem is beszélve az eredetileg használt készülékekről akkumulátorok. Így vagy úgy, néha szükség van az egyenáramnak a váltakozó áramból történő átalakításával történő kinyerésére, ennek a problémanak a megoldására a váltakozó áram helyesbítésére törekszenek.

A váltakozó áramok helyesbítéséhez dióda egyenirányítók. A legegyszerűbb egyenirányító áramkör, amely csak egyet tartalmaz félvezető diódafél hullámú egyenirányítónak nevezzük. A váltakozó áram itt áthalad a transzformátor primer tekercsén, amelynek szekunder tekercse az egyik kimenettel a dióda anódjához kapcsolódik, a másikkal pedig a terhelési áramkör, amely viszont a dióda katódjához kapcsolódik, bezárja a transzformátor másodlagos áramkörét.

Fontolja meg, mi történik az első pillanatban, amikor pozitív feszültséget adnak a diódának anódjára a katódhoz viszonyítva, a váltakozó áram első felében.

Ebben a pillanatban az elektronok a katódról a dióda anódjára mozognak, a transzformátor szekunder tekercsének huzalán, az induktoron keresztül, majd a terhelésen keresztül - így záródik az áramkör. Amikor az ellenkező félciklus megkezdődik, az elektronok nem tudnak áthatolni az anódtól a katódig, ezért ebben a félidőszakban nincs áram az áramkörben. A következő félciklus kezdetével a folyamat megismétlődik.

Tehát, mivel az áramkörben az áram csak a félidőszakok egyikében áramlik, ezt a helyesbítéstípust félhullám-helyesbítésnek nevezik. És mivel a negatív félidőszakokban az áram nem kerül a terhelési körbe, alakja pulzálóvá válik, mert egy irányba hat, bár nagyságrendje megváltozik.

Ebben az áramkörben fojtóból (induktorból) és kondenzátorokból álló kiegyenlítő szűrőt használunk annak érdekében, hogy csökkentsük a terhelés hullámait és az áram szinte tökéletesen állandó legyen. A szűrőáramkör gyakorlatilag nem engedi a szűrőkomponens bejutását a terhelésbe, csak az állandó komponenst halad át.

A tekercsnek induktív ellenállása van, amely az áram frekvenciájától függ, és minél nagyobb a frekvencia, annál nagyobb a tekercs induktív ellenállása, tehát a tekercs ellenáll a pulzáló áram váltakozó alkotóelemének. A tekercs könnyen továbbítja az állandó komponenst.

A kondenzátor azonban átadja a változó komponenst, de nem adja át az állandót, és minél nagyobb az áram frekvenciája, annál erősebb a kondenzátor. Általában véve: minél nagyobb a kondenzátor kapacitása és annál nagyobb az induktív tekercs induktivitása, annál kevesebb az alkatrész szükségtelen változása a kifejezetten a terhelésen átáramló egyenáramban.

Tehát, amikor az áram pozitív félhullámja hat az áramkörben, az első kondenzátort a másodlagos tekercs váltakozó feszültségének amplitúdójára töltjük (mínusz a dióda feletti feszültségesés). Amikor a negatív félhullám fellép, az elektromosság nem lép be a kondenzátorba, és a terhelésre kisülve állandó áramot tart fenn benne.

Ha nincs induktor, akkor mivel a kondenzátor feletti feszültség ezen folyamat során csökkenni fog, a terhelésnél fellépő áramnak valamilyen módon erős hullámai vannak. A fodrozódás csökkentése érdekében fojtót (tekercset) adnak az áramkörhöz, még egy mögötte elhelyezkedő kiegészítő kondenzátorral is. A második kondenzátor átveszi az induktoron átáramló áramot, amely már szinte nem tartalmaz fodrozódást.

A hullámosság még jobb simítása érdekében használjon félhullámú egyenirányítót. A félhullámú egyenirányító kétféle módon hajtható végre. Meg lehet valósítani a hídon (négy diódából áll), vagy csak két diódát tartalmaz, de akkor a transzformátor szekunder tekercsének kétszer annyi fordulattal kell rendelkeznie, és a kimenetnek a tekercs felei közötti közepén kell lennie.

A félhullámú egyenirányító a következőképpen működik. Az egyik félidőszak alatt (például pozitív) az áram az anódtól a felső katódjáig irányul a diódaáramkör szerint, és az alsó dióda nem továbbítja az áramot abban az időben, reteszelve van (az egyetlen félhullámú egyenirányító egyetlen diódja ugyanaz viselkedik a negatív félhullámú áram alatt) ).

Az áram bezáródik a szűrőn, a terhelésen, majd a középső kimeneten keresztül a transzformátor tekercseléséig. Amikor a második félciklus megtörténik, az áram polaritása olyan, hogy az áramköri alsó dióda áramot továbbít a szűrőn és a terhelésen, és a felső dióda reteszelve van. Ezután a folyamatokat megismételjük.

Mivel az áramot a két terhelés mindkét periódusára táplálják, ezt az egyenirányítást félhullámú egyenirányításnak, az egyenirányítót pedig félhullámú egyenirányítónak nevezik. A kimeneti pulzáció az özvegynél kevesebb, mint a félhullámú egyenirányításé, mivel az egyenirányított impulzusok frekvenciája kétszer olyan magas, az induktor induktivitása kétszer olyan nagy, és a kondenzátoroknak nincs idejük jelentősen kisülni.

Részletesebben itt vesszük figyelembe a különféle egyenirányítók tipikus sémáit: Az egyfázisú egyenirányítók sémái