Als u weet wat is een gelijkrichter , dan kent u wellicht de manieren om de rimpel- of spanningsvariaties op een gelijkspanning te verminderen door condensatoren over de belastingsweerstand te verbinden. Deze methode is mogelijk geschikt voor toepassingen met laag vermogen , maar niet voor toepassingen die een constante en soepele DC-voeding nodig hebben. Een methode om dit te verbeteren is door elke halve cyclus van de ingangsspanning te gebruiken in plaats van elke andere golfvorm van een halve cyclus. Het circuit waarmee we dit kunnen doen, wordt een Full Wave Rectifier (FWR) genoemd. Laten we de theorie van de dubbelfasige gelijkrichters in detail bekijken. Net als het halfgolfcircuit is de werking van dit circuit een uitgangsspanning of -stroom die puur gelijkstroom is of een bepaalde gelijkspanning heeft.

Wat is een gelijkrichter met volledige golf?

Een halfgeleiderapparaat dat wordt gebruikt om de volledige wisselstroomcyclus om te zetten in pulserende gelijkstroom staat bekend als een dubbelfasige gelijkrichter. Deze schakeling gebruikt de volledige golf van het i / p AC-signaal, terwijl de halfgolfgelijkrichter de halve golf gebruikt. Dit circuit wordt voornamelijk gebruikt om het nadeel van halfgolfgelijkrichters, zoals het nadeel van een laag rendement, te overwinnen.

Gelijkrichtercircuit met volledige golf

Deze gelijkrichters hebben enkele fundamentele voordelen ten opzichte van hun halfgolf gelijkrichter tegenhangers. De gemiddelde (DC) uitgangsspanning is hoger dan die van de halfgolfgelijkrichter, de uitgang van deze gelijkrichter heeft veel minder rimpel dan die van de halfgolfgelijkrichter waardoor een vloeiendere uitgangsgolfvorm ontstaat.

Gelijkrichterschema met volledige golf

Volledige golfgelijkrichtertheorie

In dit circuit gebruiken we twee diodes, één voor elke helft van de golf. Een veelvoud kronkelende transformator wordt gebruikt waarvan de secundaire wikkeling gelijkmatig in twee helften is verdeeld met een gemeenschappelijke middenaansluiting. De configuratie resulteert erin dat elke diode op zijn beurt geleidt wanneer zijn anode-aansluiting positief is ten opzichte van het middelpunt C van de transformator, een uitvoer produceert tijdens beide halve cycli. De voordelen van deze gelijkrichter zijn flexibel ten opzichte van die van een halfgolf gelijkrichter.

Volledige golfgelijkrichtertheorie

Dit circuit bestaat uit twee vermogensdiodes die zijn verbonden met een enkele belastingsweerstand (RL), waarbij elke diode op zijn beurt stroom levert aan de belastingsweerstand. Wanneer punt A van de transformator positief is ten opzichte van punt A, geleidt diode D1 in voorwaartse richting zoals aangegeven door de pijlen. Wanneer punt B positief is in de negatieve helft van de cyclus ten opzichte van punt C, geleidt de diode D2 in voorwaartse richting en is de stroom die door weerstand R vloeit in dezelfde richting voor beide halve cycli van de golf.

De uitgangsspanning over de weerstand R is de phasorsom van de twee golfvormen, het wordt ook wel een bi-phase schakeling genoemd. De ruimtes tussen elke halve golf ontwikkeld door elke diode worden nu opgevuld door de andere. De gemiddelde DC-uitgangsspanning over de belastingsweerstand is nu het dubbele van die van de enkelvoudige halfgolf-gelijkrichterschakeling en bedraagt ongeveer 0,637 Vmax van de piekspanning, uitgaande van geen verliezen. VMAX is de maximale piekwaarde in de ene helft van de secundaire wikkeling en VRMS is de RMS-waarde.

Werking van Full Wave Rectifier

De piekspanning van de uitgangsgolfvorm is hetzelfde als voorheen voor de halfgolfgelijkrichter die op elke helft van de transformatorwikkelingen hebben dezelfde RMS-spanning. Om een andere DC-uitgangsspanning te verkrijgen, kunnen verschillende transformatorverhoudingen worden gebruikt. Het nadeel van dit type gelijkrichterschakeling is dat een grotere transformator voor een bepaald uitgangsvermogen vereist is met twee afzonderlijke maar identieke secundaire wikkelingen, waardoor dit type dubbelzijdige gelijkrichtschakeling kostbaar is in vergelijking met de FW Bridge Rectifier-schakeling.

Uitgangsgolfvormen van gelijkrichter met volledige golf

Deze schakeling geeft een overzicht van de werking van een dubbelfasige gelijkrichter. Een circuit dat dezelfde uitgangsgolfvorm produceert als het dubbelzijdige gelijkrichterschakeling, is dat van de volledige golf Bruggelijkrichter Een enkelfasige gelijkrichter gebruikt vier individuele gelijkrichtdiodes die zijn aangesloten in een gesloten kring brugconfiguratie om de gewenste outputgolf te produceren. Het voordeel van dit brugcircuit is dat er geen speciale transformator met centrale aftakking nodig is, dus het vermindert de omvang en kosten. De enkele secundaire wikkeling is verbonden met de ene kant van het diodebrugnetwerk en de belasting met de andere kant.

De vier diodes met het label D1 tot en met D4 zijn in serieparen gerangschikt met slechts twee diodes die stroom geleiden gedurende elke halve cyclusduur. Wanneer de positieve halve cyclus van de voeding voorbij is, geleiden D1, D2 diodes in een serie terwijl diodes D3 en D4 in tegengestelde richting zijn voorgespannen en de stroom door de belasting vloeit. Tijdens de negatieve halve cyclus geleiden de D3- en D4-diodes in serie en de diodes D1 en D2 worden uitgeschakeld omdat ze nu een omgekeerde configuratie hebben.

Stroom die door de belasting vloeit, is de unidirectionele modus en de spanning die over de belasting wordt ontwikkeld, is ook een unidirectionele spanning, hetzelfde als voor het vorige model met twee diodes met dubbele golfgelijkrichter. Daarom is de gemiddelde gelijkspanning over de belasting 0,637V. Tijdens elke halve cyclus stroomt de stroom door twee diodes in plaats van slechts één diode, dus de amplitude van de uitgangsspanning is twee spanningsdalingen 1,4 V minder dan de ingangsamplitude VMAX, de rimpelfrequentie is nu tweemaal de voedingsfrequentie 100 Hz voor een 50 Hz voeding of 120Hz voor een 60Hz voeding.

Soorten dubbelfasige gelijkrichter

Deze zijn verkrijgbaar in twee vormen, namelijk middengetapte dubbelfasige gelijkrichter en bruggelijkrichterschakeling. Elk type dubbelfasige gelijkrichter heeft zijn eigen kenmerken, dus deze worden in verschillende toepassingen gebruikt.

Center Tap Full Wave Rectifier
Full-wave bruggelijkrichter

Center Tap Full Wave Rectifier

Dit soort gelijkrichter kan worden gebouwd met een getapte transformator via secundaire wikkeling waar AB op het middelpunt 'C' heeft getikt en twee diodes zoals D1 en D2 zijn verbonden in het bovenste en onderste gedeelte van het circuit. Voor signaalcorrectie gebruikt de D1-diode de wisselspanning die verschijnt aan de bovenkant van de secundaire wikkeling, terwijl de D2-diode de onderste van de wikkeling gebruikt. Dit soort gelijkrichter wordt veel gebruikt in thermionische kleppen en vacuümbuizen.

Gecentreerde kraan FWR

Het middenaftakking-dubbelfasige gelijkrichterschakeling wordt hieronder getoond. In het circuit stroomt de wisselspanning zoals Vin over de twee klemmen zoals AB van de secundaire wikkeling van de transformator zodra de AC-voeding is ingeschakeld.

Dubbelgolfbruggelijkrichtercircuit

Een Bruggelijkrichter dubbelzijdige gelijkrichter kan worden uitgevoerd met vier gelijkrichtdiodes. Er wordt niet in het midden getikt. Zoals de naam al doet vermoeden, bevat het circuit een brugcircuit. De verbinding van vier diodes in het circuit kan worden gedaan in het patroon van een gesloten lus. Deze gelijkrichter is goedkoper en kleiner van formaat omdat er geen in het midden getikte transformator is.

FW Bruggelijkrichter Circuit

De diodes die in dit circuit worden gebruikt, worden D1, D2, D3 en D4 genoemd, waarbij twee diodes tegelijkertijd geleiden in plaats van vier zoals D1 & D3 of D2 & D4 op basis van de bovenste halve cyclus of onderste halve cyclus die aan het circuit wordt toegevoerd.

Verschil tussen gelijkrichter met volledige golf en gelijkrichter met halve golf

Op basis van verschillende parameters wordt het verschil tussen de dubbelzijdige en de halfgolf gelijkrichter hieronder besproken. Het verschil tussen deze twee gelijkrichters omvat het volgende.

Halve golf gelijkrichter	Gelijkrichter met volledige golf
Halve golf gelijkrichterstroom alleen tijdens de positieve halve cyclus van de aangelegde ingang, daarom vertoont deze unidirectionele kenmerken.	Dubbelfasige gelijkrichter, beide helften van het ingangssignaal worden tegelijkertijd gebruikt, daarom vertoont het bidirectionele kenmerken.
Deze halfgolf-gelijkrichterschakeling kan worden gebouwd met behulp van één diode	Deze dubbelzijdige gelijkrichterschakeling kan worden gebouwd met twee of vier diodes
De benuttingsfactor van de transformator voor HWR is 0,287	De benuttingsfactor van de transformator voor FWR is 0,693
De basisrimpelfrequentie van de HWR is ‘f’	De basisrimpelfrequentie van de FWE is '2f'
De piek-inverse spanning van de halfgolf gelijkrichter is hoog met de geleverde ingangswaarde.	De piek-inverse spanning van de dubbelzijdige gelijkrichter is het dubbele van de geleverde ingangswaarde.
Spanningsregeling van halfgolfgelijkrichter is goed	Spanningsregeling van een halfgolf gelijkrichter is beter
De piekfactor van een halfgolf gelijkrichter is 2	De piekfactor van deze gelijkrichter is 1,414
In deze gelijkrichter is verzadiging van de transformatorkern mogelijk	In deze gelijkrichter is verzadiging van de transformatorkern niet mogelijk
De kosten van de HWR zijn lager	De kosten van de FWR zijn hoog
In HWR is tikken in het midden niet vereist	In FWR is het tikken in het midden vereist
De rimpelfactor van deze gelijkrichter is meer	De rimpelfactor van deze gelijkrichter is kleiner
De vormfactor van HWR is 1,57	De vormfactor van FWR is 1,11
Het hoogste rendement dat voor rectificatie wordt gebruikt, is 40,6%	Het hoogste rendement dat voor rectificatie wordt gebruikt, is 81,2%
De gemiddelde huidige waarde van HWR is Imav / π	De gemiddelde huidige waarde van FWR is 2Imav / π

Kenmerken van Full Wave Rectifier

De kenmerken van een dubbelfasige gelijkrichter worden hieronder besproken.

Rimpelfactor
Vormfactor
DC-uitgangsstroom
Piek inverse spanning
Wortelgemiddelde kwadraatwaarde van laadstroom IRMS
Gelijkrichter efficiëntie

Rimpelfactor

De rimpelfactor kan worden gedefinieerd als de verhouding tussen rimpelspanning en de zuivere gelijkspanning. De belangrijkste functie hiervan is om de bestaande rimpelingen binnen het o / p DC-signaal te meten, zodat op basis van de rimpelfactor het DC-signaal kan worden aangegeven. Wanneer de rimpelfactor hoog is, duidt dit op een hoog pulserend DC-signaal. Evenzo, wanneer de rimpelfactor laag is, duidt dit op een laag pulserend DC-signaal.

Γ = √ (VrmsVDC)^twee-1

Waar, γ = 0,48.

Vormfactor

De vormfactor van de dubbelfasige gelijkrichter kan worden gedefinieerd als de verhouding tussen de RMS-waarde van stroom en DC-uitgangsstroom.

Vormfactor = RMS-waarde van stroom / DC-uitgangsstroom.

Voor een dubbelfasige gelijkrichter is de vormfactor 1,11

DC-uitgangsstroom

De stroom van stroom in beide diodes zoals D1 en D2 bij de o / p belastingsweerstand zoals RL is in dezelfde richting. Dus de o / p-stroom is de hoeveelheid stroom in beide diodes

De stroom die wordt gegenereerd door de D1-diode is Imax / π.

De stroom die wordt gegenereerd door de D2-diode is Imax / π.

Dus de o / p-stroom (IK_DC) = 2 Imax / π

Waar,

‘Imax’ is de maximale DC-laadstroom

Piek inverse spanning (PIV)

Piek-inverse spanning of PIV is ook bekend als piek-sperspanning. Het kan worden gedefinieerd als wanneer een diode maximale spanning kan weerstaan in de omgekeerde bias-toestand. Als de aangelegde spanning hoger is in vergelijking met de PIV, zal de diode permanent vernietigen.

PIV = 2Vs max

DC-uitgangsspanning

De DC o / p-spanning kan verschijnen bij de belastingsweerstand (RL) en dat kan zo worden gegeven VDC = 2Vmax / π

Waar,

‘Vmax’ is de maximale secundaire spanning.

ik_RMS

De gemiddelde kwadraatwaarde van de belastingsstroom van een dubbelfasige gelijkrichter is

ik_RMS= Im√2

_V.RMS

Wortelgemiddelde kwadraatwaarde van de o / p-belastingsspanning van een dubbelfasige gelijkrichter is

V._RMS= Ik_RMS× R._L.= Im / √2 × RL

Gelijkrichter efficiëntie

De efficiëntie van de gelijkrichter kan worden gedefinieerd als de fractie van DC o / p-vermogen en het AC i / p-vermogen. De efficiëntie van de gelijkrichter geeft aan hoe efficiënt wisselstroom in gelijkstroom wordt omgezet. Wanneer de efficiëntie van de gelijkrichter hoog is, wordt dit een goede gelijkrichter genoemd, terwijl de efficiëntie laag is, dan wordt het een inefficiënte gelijkrichter genoemd.

Η = uitgang (P_DC) / Invoer (P_AC

Voor deze gelijkrichter is het rendement 81,2% en het is het dubbele in vergelijking met een halfgolf gelijkrichter.

Voordelen

De voordelen van een dubbelfasige gelijkrichter omvatten de volgende.

In vergelijking met de halve golf heeft dit circuit meer efficiëntie
Dit circuit gebruikt beide cycli, dus er is geen verlies binnen het o / p-vermogen.
In vergelijking met een halfgolfgelijkrichter is de rimpelfactor van deze gelijkrichter kleiner
Zodra beide cycli worden gebruikt bij gelijkrichting, is er geen verlies binnen het i / p-spanningssignaal
U kunt vier individuele vermogensdiodes gebruiken om een dubbelfasige brug te maken, kant-en-klare bruggelijkrichtercomponenten zijn standaard verkrijgbaar in een reeks verschillende spannings- en stroomgroottes die direct in een PCB-printplaat of worden verbonden door spade connectoren.
De dubbelzijdige brug geeft ons een grotere gemiddelde DC-waarde met minder gesuperponeerde rimpel, terwijl de uitgangsgolfvorm tweemaal die van de frequentie van de ingangsvoeding is. Verhoog daarom het gemiddelde DC-uitgangsniveau nog hoger door een geschikte afvlakcondensator aan te sluiten over de uitgang van het brugcircuit.
De voordelen van een dubbelfasige bruggelijkrichter zijn dat deze een kleinere AC-rimpelwaarde heeft voor een gegeven belasting en een kleiner reservoir of afvlakcondensator dan een gelijkwaardig halfgolfcircuit. De grondfrequentie van de rimpelspanning is tweemaal die van de AC-voedingsfrequentie 100Hz, waar deze voor de halve golf exact gelijk is aan de voedingsfrequentie 50Hz.
De hoeveelheid rimpelspanning die door de diodes bovenop de gelijkstroomvoedingsspanning wordt geplaatst, kan vrijwel worden geëlimineerd door een sterk verbeterd π-filter aan de uitgangsklemmen van de brug toe te voegen. Het laagdoorlaatfilter bestaat uit twee afvlakcondensatoren van dezelfde waarde en een smoorspoel of inductantie eroverheen om een pad met hoge impedantie naar de afwisselende rimpelcomponent te introduceren.
Het alternatief is om een standaard 3-polige spanningsregelaar-IC te gebruiken, zoals een LM78xx, waarbij 'xx' staat voor de nominale uitgangsspanning voor een positieve uitgangsspanning of het omgekeerde equivalent ervan, de LM79xx voor een negatieve uitgangsspanning die de rimpel kan verminderen met meer dan 70dB gegevensblad met een constante uitgangsstroom van meer dan 1 amp.
Het is de basiscomponent om gelijkspanning te krijgen voor de componenten die werken met gelijkspanning. Men kan zijn werking omschrijven als een dubbelzijdige gelijkrichterproject.
Het is het hart van het circuit en maakt gebruik van de diodebrug. Condensatoren worden gebruikt om rimpelingen te verwijderen. Gebaseerd op het vereiste van gelijkspanning.

Nadelen

De nadelen van een dubbelfasige gelijkrichter omvatten de volgende.

Het gebruikt vier diodes om het circuit te ontwerpen
Dit circuit wordt niet gebruikt wanneer een kleine spanning nodig is om te worden gecorrigeerd, omdat de aansluiting van twee diodes in serie kan worden gedaan en een dubbele spanningsval biedt vanwege hun interne weerstand.
In vergelijking met de halve golf is het ingewikkeld.
De piek-inverse spanning van de diode is hoog, dus deze zijn groter en duurder.
Deze gelijkrichter is complex om de middenaftakking over de kleine wikkeling te plaatsen.
De DC o / p is klein omdat elke diode slechts de helft van de secundaire spanningen van de transformator gebruikt.

Toepassingen

De toepassingen van een dubbelfasige gelijkrichter omvatten de volgende.

“versterking van een differentiële versterker ”

Dit soort gelijkrichter wordt voornamelijk gebruikt om de amplitude van het modulerende radiosignaal te identificeren.
Bij elektrisch lassen kan gepolariseerde gelijkspanning worden geleverd via een bruggelijkrichter
Het bruggelijkrichtcircuit wordt gebruikt in een voedingscircuit voor verschillende toepassingen omdat het de spanning kan omzetten van hoge AC naar lage DC.
Deze gelijkrichters worden gebruikt om de stroomvoorziening te leveren aan de apparaten die werken met een gelijkstroomspanning vergelijkbaar met LED en motor.

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een dubbelfasige gelijkrichter, schakeling, werking, kenmerken, voordelen, nadelen en zijn toepassingen. Hier is een vraag voor u, wat zijn de verschillende soorten gelijkrichters?