Gleichrichter mit geringer Welligkeit. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer

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Netzteile werden in der Regel nach dem Schema aufgebaut: Wechselspannungsgleichrichter, Filter und Stabilisator. Allerdings kann man in manchen Fällen auch auf einen Filter verzichten, der oft das umständlichste Gerät ist.

Es ist bekannt, dass ein an einen Wechselspannungskreis angeschlossener Kondensator die Phase des Stroms um 90 Grad verschiebt. Ein Phasenschieberkondensator wird beispielsweise häufig beim Anschluss von dreiphasigen Elektromotoren an ein einphasiges Netz eingesetzt [1].

Auf Abb. 1 zeigt den Verlauf einer gleichgerichteten Drehspannung. Es ist zu erkennen, dass es zu keinen „Spannungsabfällen“ auf Null kommt, wie sie für einen Einphasengleichrichter typisch sind (Abb. 2).

Der kapazitive Filter glättet die Ausgangsspannungswelligkeit einphasiger Gleichrichter und erzeugt einen akzeptablen Wert seiner Konstantkomponente. Je größer die Kapazität der Filterkondensatoren ist, desto geringer ist die Welligkeit und desto größer ist dementsprechend die Konstantkomponente. Bei Drehstromgleichrichtern ist aufgrund der gegenseitigen „Überlappung“ der Halbwellen der Spannung der konstante Anteil größer, was in vielen Fällen den Verzicht auf einen kapazitiven Filter ermöglicht.

Wird in einem Einphasengleichrichter ein Phasenschieberkondensator verwendet, der für eine gegenseitige „Überlappung“ der Halbwellen der gleichgerichteten Spannung sorgt, kann in vielen Fällen bei konstanter Belastung auf einen sperrigen kapazitiven Filter verzichtet werden bzw. dessen Die Kapazität kann deutlich reduziert werden [2]. Ein Diagramm eines solchen stabilisierten Gleichrichters ist in Abb. dargestellt. 3.

Ein dreiphasiger Gleichrichter VD1-VD6 ist über einen aktiven (Widerstand R1) und einen kapazitiven (Kondensator C1) Widerstand mit einer einphasigen Wechselspannungsquelle verbunden. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters stabilisiert die Zenerdiode VD7.

Die Berechnung des Widerstandswerts des Widerstands und der Kapazität des Kondensators ähnelt der üblichen Berechnung des Vorschaltwiderstands von Zenerdioden. Es wird nach der Formel R = (0,75 Upit-Ust) / lst berechnet. Der Koeffizient 0,75 berücksichtigt den Mindestpegel der gleichgerichteten Spannung an den „Überlappungspunkten“ der Halbwellen des Stroms, der durch den aktiven (Widerstand R1 – durchgezogene Linie) und kapazitiven (Kondensator C1 – gestrichelte Linie) Widerstand fließt ( siehe Abb. 2). Die Kapazität des Phasenverschiebungskondensators (in Farad) wird nach der Formel C \u27d (XNUMXπfR) berechnet.^-1 wobei f die Frequenz des Wechselstroms in Hz ist; R – zuvor berechneter aktiver Widerstand, Ohm. Das Diagramm zeigt die spezifischen Werte des Widerstandswerts des Widerstands und der Kapazität des Kondensators für einen stabilisierten Gleichrichter mit einer Versorgungsspannung von 220 V. Der Kondensator (oder mehrere parallel geschaltet, um die erforderliche Kapazität zu erhalten) muss sein für den Betrieb in Wechselstromkreisen ausgelegt. Hier eignen sich beispielsweise zwei parallel geschaltete K73-17-Kondensatoren mit einer Kapazität von 0,1 uF.

Der beschriebene Gleichrichter kann dort eingesetzt werden, wo eine Reduzierung der Abmessungen des elektronischen Geräts erforderlich ist, da die Abmessungen der Oxidkondensatoren des kapazitiven Filters in der Regel größer sind als die des Phasenschieberkondensators mit relativ kleiner Kapazität. Besonders deutlich macht sich der Dimensionsgewinn bei Netzgleichrichtern bemerkbar, bei denen die Netzspannung ohne Verwendung eines Abwärtstransformators direkt gleichgerichtet wird.

Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Option besteht darin, dass der aufgenommene Strom nahezu konstant ist (bei konstanter Last), während bei Gleichrichtern mit kapazitivem Filter im Moment des Einschaltens der Anlaufstrom den stationären Wert deutlich übersteigt (fällig). (zur Aufladung der Filterkondensatoren), was in manchen Fällen unerwünscht ist.

Das beschriebene Gerät kann auch mit Reihenspannungsstabilisatoren mit konstanter Last sowie mit einer Last verwendet werden, die keine Spannungsstabilisierung erfordert.

Literatur

1. Shatalov N. Anschluss eines dreiphasigen asynchronen Elektromotors an ein einphasiges Netzwerk. - Radio, 2000, Nr. 7. S. 39.
2. RF-Patent Nr. 2159460 (Autor L. B. Mashkinov) – Bulletin „Entdeckungen, Erfindungen, ...“, 2000, Nr. 32.

Autor: L.Mashkinov, Chernogolovka, Region Moskau

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