Gleichrichter. Wie und warum? Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Das Netzteil besteht aus mehreren wichtigen Teilen.

Netztransformator - Auf dem Diagramm ist es ähnlich wie auf dem Bild dargestellt.

Gleichrichter - Die Bezeichnung kann unterschiedlich sein. Der Gleichrichter besteht je nach Gleichrichter aus einer, zwei oder vier Dioden. Jetzt werden wir es herausfinden.

a) ist eine einfache Diode.

b) - Diodenbrücke. Besteht aus vier Dioden, die wie in der Abbildung verbunden sind.

c) – die gleiche Diodenbrücke, nur der Kürze halber einfacher gezeichnet. Die Kontaktbelegung ist die gleiche wie bei der Brücke unter Buchstabe b).

Filterkondensator. Dieses Ding ist zeitlich und räumlich unverändert und wird wie folgt bezeichnet:

Es gibt viele Bezeichnungen für einen Kondensator, so viele wie es Bezeichnungssysteme auf der Welt gibt. Aber im Allgemeinen sind sie alle ähnlich. Lassen wir uns nicht verwirren. Und der Klarheit halber zeichnen wir eine Last und bezeichnen sie als Rl – Lastwiderstand. Das ist unser Plan. Wir werden auch die Kontakte der Stromquelle skizzieren, an die wir diese Last anschließen.

Weiter - ein paar Postulate

- Die Ausgangsspannung ist definiert als Uconst = U*1.41. Das heißt, wenn an der Wicklung 10 Volt Wechselspannung anliegen, erhalten wir am Kondensator und an der Last 14,1 V. Ungefähr so.

- Unter Last sackt die Spannung ein wenig ab, und wie stark, hängt von der Bauform des Transformators, seiner Leistung und der Kapazität des Kondensators ab.

- Gleichrichterdioden sollten 1,5-2 mal mehr Strom liefern als erforderlich. Für Lager. Wenn die Diode für die Installation an einem Kühler (mit Muttern- oder Bolzenloch) vorgesehen ist, muss sie bei einem Strom von mehr als 2-3 A am Kühler installiert werden.

Ich möchte Sie auch daran erinnern, was bipolare Spannung ist. Falls es jemand vergessen hat. Wir nehmen zwei Batterien und schalten sie in Reihe. Der Mittelpunkt, also der Punkt, an dem die Batterien angeschlossen sind, wird als gemeinsamer Punkt bezeichnet. Es ist im Volksmund als Masse, Masse, Körper, gemeinsamer Draht bekannt. Die Bourgeoisie nennt es GND (Masse), oft auch als 0V (Null Volt) bezeichnet. An dieses Kabel werden Voltmeter und Oszilloskope angeschlossen; relativ dazu werden den Schaltkreisen Eingangssignale zugeführt und Ausgangssignale abgenommen. Deshalb heißt es Common Wire. Wenn wir also den Tester mit dem schwarzen Kabel an diesen Punkt anschließen und die Spannung an den Batterien messen, zeigt der Tester bei einer Batterie plus 1,5 Volt und bei der anderen minus 1,5 Volt an. Diese Spannung +/-1,5 V wird als bipolar bezeichnet. Beide Polaritäten, also Plus und Minus, müssen gleich sein. Das heißt, +/-12, +/-36 V, +/-50 usw. Ein Zeichen für bipolare Spannung ist, wenn drei Drähte vom Stromkreis zur Stromversorgung führen (Plus, Masse, Minus). Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Wenn wir sehen, dass der Stromkreis mit einer Spannung von +12 und -5 betrieben wird, wird diese Stromversorgung als zweistufig bezeichnet, es sind jedoch immer noch drei Drähte zur Stromversorgung vorhanden. Nun, wenn dem Stromkreis bis zu vier Spannungen zugeführt werden, zum Beispiel +/-15 und +/-36, dann nennen wir diese Stromversorgung einfach – bipolar zweistufig.

Nun, jetzt zum Punkt

1. Brückengleichrichterschaltung

Das gebräuchlichste Schema. Ermöglicht den Erhalt einer unipolaren Spannung aus einer Wicklung des Transformators. Die Schaltung weist eine minimale Spannungswelligkeit auf und ist einfach aufgebaut.

2. Halbwellenschaltung

Genau wie das Pflaster liefert es uns eine unipolare Spannung aus einer Wicklung des Transformators. Der einzige Unterschied besteht darin, dass diese Schaltung im Vergleich zu einer Brückenschaltung die doppelte Welligkeit aufweist, aber eine statt vier Dioden die Schaltung erheblich vereinfacht. Es wird für kleine Lastströme und nur mit einem Transformator verwendet, der viel größer ist als die Lastleistung, weil Ein solcher Gleichrichter bewirkt eine einseitige Ummagnetisierung des Transformators.

3. Vollwelle mit Mittelpunkt

Zwei Dioden und zwei Wicklungen (oder eine Wicklung mit Mittelpunkt) versorgen uns mit einer Spannung mit geringer Welligkeit, außerdem erhalten wir im Vergleich zu einer Brückenschaltung geringere Verluste, da wir zwei statt vier Dioden haben.

4. Brückenschaltung eines bipolaren Gleichrichters

Für viele ist das ein leidiges Thema. Wir haben zwei Wicklungen (oder eine mit einem Mittelpunkt), von denen wir zwei identische Spannungen entfernen. Sie sind gleich, die Welligkeit ist gering, da es sich bei der Schaltung um eine Brückenschaltung handelt. Die Spannung an jedem Kondensator wird als Spannung an jeder Wicklung multipliziert mit der Wurzel aus zwei berechnet – alles ist wie gewohnt. Ein Draht vom Mittelpunkt der Wicklungen gleicht die Spannung an den Kondensatoren aus, wenn die positive und negative Last unterschiedlich ist.

5. Spannungsverdopplungsschaltung

Dabei handelt es sich um zwei Halbwellenschaltungen, allerdings mit unterschiedlich angeschlossenen Dioden. Es wird verwendet, wenn wir die doppelte Spannung benötigen. Die Spannung an jedem Kondensator wird durch unsere Formel bestimmt und die Gesamtspannung an ihnen wird verdoppelt. Wie die Halbwellenschaltung weist auch diese große Welligkeit auf. Darin ist ein bipolarer Ausgang zu erkennen – wenn man den Mittelpunkt der Kondensatoren als Masse bezeichnet, dann sieht es aus wie bei Batterien, schauen Sie genauer hin. Aber aus einer solchen Schaltung kann man nicht viel Leistung herausholen.

6. Erzielen einer Spannung unterschiedlicher Polarität von zwei Gleichrichtern

Es ist überhaupt nicht notwendig, dass es sich um die gleichen Netzteile handelt – sie können entweder unterschiedliche Spannung oder unterschiedliche Leistung haben. Wenn unsere Schaltung beispielsweise 12 A bei +1 Volt und 5 A bei -0,5 Volt verbraucht, benötigen wir zwei Netzteile – +12 V 1 A und –5 V 0,5 A. Sie können auch zwei identische Gleichrichter anschließen, um eine bipolare Spannung zu erhalten, um beispielsweise einen Verstärker zu betreiben.

7. Parallelschaltung identischer Gleichrichter

Es gibt uns die gleiche Spannung, nur mit dem doppelten Strom. Wenn wir zwei Gleichrichter anschließen, erhöht sich der Strom um das Doppelte, um das Dreifache usw.

Nun, wenn euch alles klar ist, meine Lieben, dann werde ich euch wahrscheinlich ein paar Hausaufgaben machen. Die Formel zur Berechnung der Filterkapazität für einen Vollweggleichrichter lautet:

Für einen Einweggleichrichter ist die Formel etwas anders:

Die beiden im Nenner sind die Anzahl der Gleichrichtungs-„Zyklen“. Bei einem Dreiphasengleichrichter beträgt der Nenner drei.

In allen Formeln werden Variablen wie folgt bezeichnet:

Cf – Kapazität des Filterkondensators, µF

Ro - Ausgangsleistung, W

U - gleichgerichtete Ausgangsspannung, V

f - Frequenz der Wechselspannung, Hz

dU - Pulsationsbereich, V

Als Referenz, zulässige Wellen:

Mikrofonverstärker - 0,001 ... 0,01 %

Digitale Technologie – Welligkeit 0,1...1 %

Leistungsverstärker - Welligkeit einer belasteten Stromversorgung 1...10 %, abhängig von der Qualität des Verstärkers.

Diese beiden Formeln gelten für Spannungsgleichrichter mit einer Frequenz bis 30 kHz. Bei höheren Frequenzen verlieren Elektrolytkondensatoren ihre Effizienz und der Gleichrichter ist etwas anders ausgelegt. Aber das ist ein anderes Thema.

Veröffentlichung: radiokot.ru

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