Nguyên Lý Làm Việc Mạch Chỉnh Lưu Nửa Chu Kỳ

Bộchỉnh lưu nửa sóngđược có mang là mộtloại bộ chỉnh lưuchỉ được cho phép một nửa chu kỳ củadạng sóngđiện ápxoay chiềuđi qua, chặn nửa chu kỳ còn sót lại trong hộp sút tốc.Chỉnh lưu giữ nửa sóng được sử dụng để biến đổi điện áp luân chuyển chiều thành điện áp DC và chỉ việc mộtdiodeduy nhấtđể xây dựng.

Bạn đang xem: Nguyên lý làm việc mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ


Bộ chỉnh lưu là một trong thiết bị đổi khác dòng điện xoay chiều (AC) thành mẫu điện một chiều (DC). Nó được thực hiện bằng phương pháp sử dụng một diode hoặc một đội các điốt. Bộ chỉnh giữ nửa sóng áp dụng một diode, trong khi bộ chỉnh giữ sóng toàn phần áp dụng nhiều điốt.

Hoạt động của cục chỉnh lưu lại nửa sóng lợi dụng thực tế là điốt chỉ chất nhận được dòng điện đuổi theo một hướng.

Lý thuyết chỉnh giữ nửa sóng

Một bộ chỉnh lưu nửa sóng là bề ngoài chỉnh lưu đơn giản dễ dàng nhất hiện có. Bọn họ sẽ chu đáo một mạch chỉnh lưu lại nửa sóng hoàn hảo sau - cơ mà trước tiên hãy hiểu đúng mực loại chỉnh lưu giữ này đang làm gì.

Sơ đồ tiếp sau đây minh họa nguyên lý cơ phiên bản của bộ chỉnh lưu nửa sóng. Lúc dạng sóng AC tiêu chuẩn được truyền qua cỗ chỉnh giữ nửa sóng, chỉ từ lại một phần dạng sóng AC. Chỉnh giữ nửa sóng chỉ cho phép một nửa chu kỳ luân hồi (nửa chu kỳ luân hồi dương hoặc âm) của điện áp luân chuyển chiều cùng sẽ chặn nửa chu kỳ còn sót lại ở phía DC, như hình bên dưới đây.

*

Chỉ nên một diode nhằm xây dựng bộ chỉnh lưu lại nửa sóng. Về bạn dạng chất, đây là tất cả đầy đủ gì mà bộ chỉnh giữ nửa sóng đang làm.

Vì các hệ thống DC có thiết kế để tất cả dòng điện chạy theo một hướng (và điện áp không đổi - sẽ diễn tả sau), việc đặt dạng sóng AC với chu kỳ luân hồi dương cùng âm qua thứ DC có thể gây ra hậu quả hủy diệt (và nguy hiểm). Vì chưng vậy, cửa hàng chúng tôi sử dụng bộ chỉnh lưu nửa sóng để đổi khác nguồn đầu vitme bi vào AC thành nguồn cổng đầu ra DC.

Nhưng diode chỉ là một trong những phần của nó - một mạch chỉnh lưu giữ nửa sóng hoàn chỉnh bao hàm 3 phần chính:

Máybiến ápMột cài đặt điện trởMột diode

Một sơ đồ vật mạch chỉnh lưu giữ nửa sóng trông như vậy này:


*

Bây giờ bọn họ sẽ trải qua quá trình làm cố gắng nào một cỗ chỉnh giữ nửa sóng chuyển đổi điện áp luân chuyển chiều thành áp ra output DC.

Đầu tiên, một điện áp xoay chiều cao được để vào phía sơ cấp của dòng sản phẩm biến áp bước xuống và bọn họ sẽ có được một điện áp thấp ngơi nghỉ cuộn dây sản phẩm công nghệ cấp sẽ được đặt vào diode.


*

Trong nửa chu kỳ luân hồi dương của điện áp xoay chiều, diode sẽ tiến hành phân cực thuận và dòng điện chạy qua diode. Vào nửa chu kỳ âm của năng lượng điện áp luân chuyển chiều, diode sẽ bị phân cực ngược và loại điện sẽ bị chặn. Dạng sóng năng lượng điện áp đầu ra ở đầu cuối ở phía thứ cung cấp (DC) được hiển thị vào hình 3 sống trên.

Điều này có thể gây nhầm lẫn trong loại nhìn thứ nhất - bởi vì vậy hãy đi sâu vào định hướng về vấn đề này hơn một chút.

Chúng tôi sẽ tập trung vào phía thứ cung cấp của mạch. Nếu bọn họ thay cố kỉnh cuộn dây đổi mới áp thứ cấp bằng điện áp nguồn, bạn có thể đơn giản hóa sơ thứ mạch của bộ chỉnh giữ nửa sóng như sau:


*

Bây giờ chúng ta không có phần biến đổi áp của mạch làm chúng ta mất tập trung.

Đối cùng với nửa chu kỳ dương của nguồn điện AC, mạch tương tự có kết quả trở thành:


*

Điều này là do các diode được phân rất thuận và vì chưng đó cho phép dòng điện đi qua. Vì vậy, chúng tôi có một mạch kín.

Nhưng so với nửa chu kỳ âm của điện áp nguồn AC, mạch tương tự trở thành:


*

Bởi vì chưng diode hiện đang ở cơ chế phân rất ngược, không có dòng năng lượng điện nào rất có thể đi qua nó. Như vậy, bây chừ chúng ta gồm một mạch mở. Vì dòng điện quan yếu chạy qua download trong thời hạn này, phải điện áp đầu ra bằng không.

Tất cả vấn đề đó xảy ra rất cấp tốc - vì một dạng sóng AC sẽ giao động giữa dương với âm những lần mỗi giây (tùy thuộc vào tần số).

Đây là dạng sóng chỉnh lưu nửa sóng trông ra làm sao ở phía nguồn vào (V in ) với trông thế nào ở phía áp ra output (V out ) sau thời điểm chỉnh giữ (tức là biến hóa từ AC quý phái DC):


Biểu thứ trên thực sự cho biết thêm một cỗ chỉnh lưu lại nửa sóng dương. Đây là 1 trong bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng chỉ chất nhận được nửa chu kỳ dương trải qua diode và chặn nửa chu kỳ âm.

Dạng sóng điện áp trước và sau thời điểm dương nửa sóng chỉnh lưu lại được hiển thị trong hình 4 dưới đây.


Ngược lại, bộ chỉnh lưu lại nửa sóng âm vẫn chỉ cho phép nửa chu kỳ âm qua diode cùng sẽ chặn nửa chu kỳ luân hồi dương. Sự khác biệt duy nhất giữa mộttích cực và chỉnh giữ nửa sóng âm là hướng của diode.

Như bạn cũng có thể thấy trong hình 5 mặt dưới, diode hiện giờ đang ở phía ngược lại. Vì đó, diode bây giờ sẽ được phân cực thuận chỉ khi dạng sóng AC sinh hoạt nửa chu kỳ âm của nó.


Bộ thanh lọc chỉnh giữ nửa sóng

Dạng sóng cổng output mà chúng ta thu được từ triết lý trên là dạng sóng DC dao động. Đây là các thứ thu được khi thực hiện bộ chỉnh lưu lại nửa sóng mà không có bộ lọc.

Xem thêm: Bản Đồ Du Lịch Hà Nội Mới Nhất 2017, Bản Đồ Du Lịch Hà Nội 2021 Mới Và Chi Tiết Nhất

Bộ thanh lọc là các thành phần được áp dụng để thay đổi (làm mịn) dạng sóng DC xung thành dạng sóng DC ko đổi. Họ giành được điều này bằng cách triệt tiêu các gợn sóng li ty DC trong dạng sóng.

Mặc dù về phương diện lý thuyết, các bộ chỉnh giữ nửa sóng không có bộ thanh lọc là bao gồm thể, nhưng chúng quan yếu được sử dụng cho bất kỳ ứng dụng thực tế nào. Vị thiết bị DC yêu mong dạng sóng ko đổi, bọn họ cần yêu cầu "làm mịn" dạng sóng xung này nhằm nó được thực hiện trong nhân loại thực.

Đây là lý do tại sao trong thực tế, cửa hàng chúng tôi sử dụng bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng với bộ lọc thanh răng . Một tụ năng lượng điện hoặc một cuộn cảm rất có thể được thực hiện như một bộ lọc - nhưng cỗ chỉnh lưu lại nửa sóng với cỗ lọc tụ điện được sử dụng thịnh hành nhất.

Sơ vật mạch bên dưới đây cho thấy cách sử dụng bộ lọc điện dung để gia công mịn dạng sóng DC xung thành dạng sóng DC ko đổi.


Công thức chỉnh lưu nửa sóng

Bây giờ họ sẽ rút ra những công thức khác biệt cho bộ chỉnh lưu lại nửa sóng dựa trên định hướng và đồ dùng thị trước đây.

Hệ số Ripple của bộ chỉnh lưu lại nửa sóng

"Ripple" là nhân tố AC không ý muốn muốn sót lại khi biến đổi dạng sóng năng lượng điện áp AC thành dạng sóng DC. Khoác dù chúng tôi cố gắng rất là để loại bỏ tất cả các thành phần AC, vẫn còn đấy một lượng nhỏ còn lại làm việc phía cổng đầu ra làm rung dạng sóng DC. Yếu tố AC không mong muốn này được gọi là "Ripple".

Để định lượng nút độ của cục chỉnh lưu nửa sóng có thể chuyển đổi điện áp chuyển phiên chiều thành năng lượng điện áp DC xuất sắc như nạm nào, chúng tôi sử dụng hệ số gợn sóng li ty (được bộc lộ bằng hoặc r). Hệ số gợn là xác suất giữa cực hiếm RMS của điện áp AC (ở phía đầu vào) với điện áp DC (ở phía đầu ra) của cục chỉnh lưu.

Công thức cho yếu tố gợn là:


Mà cũng hoàn toàn có thể được thu xếp lại bởi nhau:


Hệ số gợn của cục chỉnh lưu lại nửa sóng bằng 1,21 (tức là = 1,21).

Lưu ý rằng để chúng tôi xây dựng một cỗ chỉnh lưu tốt, công ty chúng tôi muốn giữ thông số gợn càng rẻ càng tốt. Đây là lý do tại sao shop chúng tôi sử dụng tụ điện cùng cuộn cảm làm bộ lọc để giảm các gợn sóng trong mạch.

Hiệu quảcủa bộ chỉnh giữ nửa sóng

Hiệu suất chỉnh giữ (η) là xác suất giữa nguồn DC cổng đầu ra và mối cung cấp AC đầu vào. Phương pháp chohiệu trái bằng:


Hiệu quả của một phần làn sóngbộ chỉnh lưu bởi 40,6% (tức là η max = 40,6%)

Giá trị RMS của cục chỉnh lưu nửa sóng

Để lấy quý giá RMS của bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng, chúng ta cần giám sát và đo lường dòng năng lượng điện qua tải. Nếu dòng cài tức thời bằng i L = I m sinωt, thì mức độ vừa phải của dòng cài (I DC ) bằng:


Ở đâu Tôim bằng với mẫu điện tức thời cực đại trên tải (I max ). Vị đó, chiếc DC đầu ra (I DC ) nhận được trên cài là:


Đối với bộ chỉnh lưu giữ nửa sóng, dòng sở hữu RMS (I rms ) bởi với chiếc trung bình (I DC ) nhân với π / 2. Bởi vì đó, quý hiếm RMS của dòng sở hữu (I rms ) cho cỗ chỉnh lưu giữ nửa sóng là:


Trong kia I m = I max tương đương với dòng tức thời cực lớn trên tải.

Nghịch đảo điện áp du lịch của làn sóng chỉnh lưu giữ một nửa

Điện áp nghịch đảo cực đại (PIV) là năng lượng điện áp về tối đa mà diode hoàn toàn có thể chịu được trong điều kiện sai lệch ngược. Nếu một điện áp được áp dụng nhiều hơn thế PIV, diode sẽ bị phá hủy.

Hệ số hình thức của bộ chỉnh lưu lại nửa sóng

Hệ số hiệ tượng (FF) là tỷ lệ giữa giá trị RMS và cực hiếm trung bình, như được hiển thị trong phương pháp dưới đây:


Hệ số dạng của bộ chỉnh lưu nửa sóng bằng 1,57 (tức là FF = 1,57).

Điện áp một chiều

Điện áp áp ra output (V DC ) trên điện trở sở hữu được cam kết hiệu là:


Các ứng dụng của chỉnh lưu Half Wave

Nửa sóngbộ chỉnh lưu giữ không được sử dụng phổ biến như bộ chỉnh giữ toàn sóng . Tuy vậy vậy, chúng vẫn có một trong những công dụng:

Đối với những ứng dụng cải chínhĐối với những ứng dụng giải pha chế tín hiệuĐối với những ứng dụng đỉnh tín hiệu

Ưu điểm của chỉnh lưu nửa sóng

Ưu điểm chính của chỉnh lưu lại nửa sóng là sống sự dễ dàng và đơn giản của chúng. Do chúng ko yêu cầu nhiều thành phần, chúng dễ dàng và rẻ hơn đểthiết lập cùng xây dựng.

Như vậy, điểm mạnh chính của chỉnh lưu giữ nửa sóng là:

Đơn giản (số lượng yếu tố thấp hơn)Chi giá tiền trước rẻ hơn (vì bọn chúng là đồ vật ít hơn. Mặc dù có ngân sách cao rộng theo thời hạn do tổn thất năng lượng điện năng tăng)

Nhược điểm của chỉnh lưu giữ nửa sóng

Những nhược điểm của chỉnh lưu lại nửa sóng là:

Họ chỉ chất nhận được một nửa chu kỳ thông qua mỗi hình sin cùng nửa chu kỳ sót lại bị lãng phí.Điều này dẫn đến mất điện.Họ tạo nên một điện áp đầu ra output thấp.Dòng điện đầu ra mà bọn họ thu được không hoàn toàn là DC cùng nó vẫn chứa không hề ít gợn (tức là nó có thông số gợn cao)

Bộ chỉnh lưu lại 3 trộn nửa sóng

Tất cả các kim chỉ nan ở trên đã cách xử trí một cỗ chỉnh lưu giữ nửa sóng một pha. Mặc dù nguyên lý của bộ chỉnh lưu nửa sóng 3 trộn là như nhau, nhưng những đặc tính là khác nhau. Những giá trị áp sạc ra dạng sóng, hệ số gợn, tác dụng và RMS không giống nhau.

Các ba phaBộ chỉnh lưu lại nửa sóng được thực hiện để thay đổi nguồn AC cha pha thành nguồn DC. Ở đây những công tắc là điốt, và cho nên vì thế chúng là những công tắc ko được kiểm soát. Điều đó gồm nghĩa là, không có cách như thế nào để kiểm soát và điều hành thời gian bật và tắt của các công tắc này.

Bộ chỉnh giữ diode nửa pha 3 pha thường được chế tạo với nguồn cung ứng ba trộn được liên kết với máy thay đổi áp tía pha trong những số đó cuộn dây trang bị cấp của sản phẩm biến áp luôn luôn được kết nối thông qua kết nối sao . Điều này là do điểm trung tính được yêu ước để kết nối tải trở lại cuộn dây thiết bị cấp của dòng sản phẩm biến áp, cung ứng đường dẫn trở về cho mẫu điện.

Một thông số kỹ thuật điển hình của bộ chỉnh lưu lại nửa sóng tía pha cung ứng cho thiết lập thuần trở được trình diễn bên dưới. Ở đây, từng pha của sản phẩm biến áp được xem là một nguồn chuyển phiên chiều riêng biệt lẻ. Việc mô bỏng và đo điện áp được bộc lộ trong mạch bên dưới đây. Ở đây shop chúng tôi đã kết nối một vôn kế riêng rẽ trên từng nguồn cũng tương tự trên tải.


Vì vậy, chúng ta cũng có thể thấy tự hình trên, diode D1 triển khai khi trộn R có mức giá trị là năng lượng điện áp cao hơn giá trị năng lượng điện áp của hai pha còn lạivàtình trạng này bắt đầu khi trộn R tại mức 30 o và lặp lại sau mỗi chu kỳ luân hồi hoàn chỉnh. Điều đó tất cả nghĩa là, lần tiếp theo sau DI ban đầu tiến hành là tại mức 390 o . Diode D2 chào đón sự dẫn năng lượng điện từ D1, dừng ở góc cạnh 150 o chính vì tại thời gian này, giá trị của điện áp trong pha B trở nên cao hơn nữa điện áp trong nhì pha còn lại. Bởi vậy, mỗi diode dẫn cho 1 góc 150 o - 30 o = 120 o.

Ở đây, dạng sóng của dấu hiệu điện áp DC tác dụng không trọn vẹn là DC vì chưng nó ko phẳng,nhưngđúng hơn là nó chứa một gợn sóng. Với tần số của gợn là 3 × 50 = 150 Hz.