In de periode 1880 zelf werd begonnen met de identificatie en het unieke karakter van gelijkrichters. De ontwikkeling van gelijkrichters heeft verschillende benaderingen op het gebied van vermogenselektronica uitgevonden. De initiële diode die in de gelijkrichter werd gebruikt, werd ontworpen in het jaar 1883. Met de evolutie van vacuümdiodes die in de beginjaren van de 20e eeuw werd ontwikkeld, kwamen er beperkingen voor gelijkrichters. Terwijl met de wijzigingen in kwikboogbuizen het gebruik van gelijkrichters werd uitgebreid tot verschillende megawatt-bereiken. En het enige type gelijkrichter is een halfgolfgelijkrichter.

Een verbetering in de vacuümdiodes toonde evolutie voor kwikboogbuizen en deze kwikboogbuizen werden gelijkrichterbuizen genoemd. Met de ontwikkeling van gelijkrichters werden veel andere materialen gepionierd. Dit is dus een korte uitleg van hoe gelijkrichters zijn ontwikkeld en hoe ze zich hebben ontwikkeld. Laten we een duidelijke en gedetailleerde uitleg geven over wat een halfgolfgelijkrichter is, zijn circuit, werkingsprincipe en kenmerken.

“een voordeel van een busnetwerk is: ”

Wat is een halfgolf-gelijkrichter?

Een gelijkrichter is een elektronisch apparaat dat wisselspanning omzet in gelijkspanning. Met andere woorden, het zet wisselstroom om in gelijkstroom. Een gelijkrichter wordt in bijna alle elektronische apparaten gebruikt. Meestal wordt het gebruikt om de netspanning om te zetten in gelijkspanning in de stroomvoorziening sectie. Door gebruik te maken van DC-voedingsspanning werken elektronische apparaten. Volgens de geleidingsperiode worden gelijkrichters ingedeeld in twee categorieën: Halve golf gelijkrichter en Gelijkrichter met volledige golf

Bouw

In vergelijking met een dubbelfasige gelijkrichter is een HWR de gemakkelijkste gelijkrichter voor constructie. Alleen met een enkele diode kan de constructie van het apparaat worden gedaan.

HWR-constructie

Een halfgolf gelijkrichter bestaat uit de onderstaande componenten:

Wisselstroombron
De weerstand op het belastingsgedeelte
Een diode
Een step-down transformator

AC-bron

Deze stroombron levert wisselstroom aan het gehele circuit. Deze wisselstroom wordt over het algemeen weergegeven als een sinusvormig signaal.

Step-Down Transformer

Om de wisselspanning te verhogen of te verlagen, wordt meestal een transformator gebruikt. Omdat hier een step-up transformator wordt gebruikt, verlaagt deze de wisselspanning, terwijl wanneer een step-up transformator wordt gebruikt, deze de AC-spanning van een minimaal niveau naar een hoog niveau verhoogt. In een HWR wordt meestal een step-down transformator gebruikt, omdat de vereiste spanning voor een diode zeer minimaal is. Als er geen transformator wordt gebruikt, zal een grote hoeveelheid wisselspanning schade aan de diode veroorzaken. Terwijl in een paar situaties ook een step-up transformator kan worden gebruikt.

In de step-down-inrichting heeft de secundaire wikkeling minimale wikkelingen dan die van de primaire wikkeling. Hierdoor verlaagt een step-down transformator het spanningsniveau van de primaire naar de secundaire wikkeling.

Diode

Door een diode in een halfgolfgelijkrichter te gebruiken, kan de stroom slechts in één richting stromen, terwijl de stroom in een ander pad wordt gestopt.

Weerstand

Dit is het apparaat dat de elektrische stroom alleen blokkeert tot een bepaald niveau.

Dit is de constructie van een halfgolf gelijkrichter

Werking van Half Wave Rectifier

Tijdens de positieve halve cyclus bevindt de diode zich onder voorwaartse voorspanning en geleidt deze stroom naar RL (belastingsweerstand). Over de belasting wordt een spanning ontwikkeld die hetzelfde is als het AC-ingangssignaal van de positieve halve cyclus.

Als alternatief, tijdens de negatieve halve cyclus, is de diode onder omgekeerde voorspanning en loopt er geen stroom door de diode. Alleen de AC-ingangsspanning verschijnt over de belasting en het is het nettoresultaat dat mogelijk is tijdens de positieve halve cyclus. De uitgangsspanning pulseert de gelijkspanning.

Gelijkrichtercircuits

Eenfasige circuits of meerfasige circuits vallen onder de gelijkrichterschakelingen Voor huishoudelijke toepassingen worden enkelfasige gelijkrichtercircuits met laag vermogen gebruikt en industriële HVDC-toepassingen vereisen driefasige gelijkrichting. De belangrijkste toepassing van een PN-junctiediode is rectificatie en het is het proces van het omzetten van AC naar DC.

Halve golf rectificatie

In een enkelfasige halfgolf gelijkrichter vloeit ofwel de negatieve of positieve helft van de wisselspanning, terwijl de andere helft van de wisselspanning geblokkeerd is. Daarom ontvangt de uitgang slechts de helft van de AC-golf. Een enkele diode is vereist voor een enkelfasige halfgolf gelijkrichting en drie diodes voor een driefasige voeding. Halve golfgelijkrichter produceert meer rimpelinhoud dan dubbelzijdige gelijkrichters en om de harmonischen te elimineren, is veel meer filtering vereist.

Eenfase halfgolf gelijkrichter

Voor een sinusvormige ingangsspanning is de nullastuitgangsspanning voor een ideale halfgolf gelijkrichter

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

Waar

Vdc, Vav - DC-uitgangsspanning of gemiddelde uitgangsspanning
Vpeak - piekwaarde van de ingangsfasespanning
Vrms - de uitgangsspanning van de gemiddelde kwadratische waarde

Werking van halfgolfgelijkrichter

PN-junctiediode geleidt alleen tijdens de voorwaartse voorspanningstoestand. Halve golf gelijkrichter gebruikt de hetzelfde principe als PN junctiediode en converteert dus AC naar DC. In een halfgolf-gelijkrichterschakeling is de belastingsweerstand in serie verbonden met de PN-junctiediode. Wisselstroom is de ingang van de halfgolf gelijkrichter. Een step-down transformator neemt een ingangsspanning en de resulterende output van de transformator wordt gegeven aan de belastingsweerstand en aan de diode.

De werking van HWR wordt uitgelegd in twee fasen, namelijk

Positief halfgolfproces
Negatief halfgolfproces

Positieve halve golf

Bij een frequentie van 60 Hz als ingangsspanning, verlaagt een step-down transformator dit naar minimale spanning. Er wordt dus een minimumspanning gegenereerd bij de secundaire wikkeling van de transformator. Deze spanning op de secundaire wikkeling wordt aangeduid als secundaire spanning (Vs). De minimale spanning wordt als ingangsspanning aan de diode toegevoerd.

Wanneer de ingangsspanning de diode bereikt, op het moment van de positieve halve cyclus, gaat de diode in de voorwaartse voorspanningstoestand en laat hij de stroom van elektrische stroom toe, terwijl op het moment van de negatieve halve cyclus de diode naar een negatieve voorspanningstoestand gaat en belemmert de stroom van elektrische stroom. De positieve kant van het ingangssignaal dat wordt aangelegd aan de diode is hetzelfde als de voorwaartse gelijkspanning die wordt aangelegd aan de P-N-diode. Op dezelfde manier is de negatieve kant van het ingangssignaal dat wordt toegepast op de diode hetzelfde als de omgekeerde gelijkspanning die wordt toegepast op de P-N-diode

Het was dus bekend dat de diode stroom geleidt in voorwaartse vooringestelde toestand en de stroom van stroom in tegengestelde toestand blokkeert. Op dezelfde manier laat de diode in een wisselstroomcircuit de stroom gedurende de + ve-cyclus stromen en blokkeert hij de stroom op het moment van de -ve-cyclus. Als het naar + ve HWR komt, zal het de -ve halve cycli niet volledig blokkeren, het staat enkele segmenten van -ve halve cycli toe of staat minimale negatieve stroom toe. Dit is de huidige generatie vanwege minderheidsladingsdragers die zich in de diode bevinden.

De generatie van stroom door deze minderheidsladingsdragers is zeer minimaal en kan dus worden verwaarloosd. Dit minimale deel van -ve halve cycli kan niet worden waargenomen bij het belastingsgedeelte. In een praktische diode wordt aangenomen dat de negatieve stroom ‘0’ is.

De weerstand bij de belastingssectie gebruikt de gelijkstroom die door de diode wordt geproduceerd. De weerstand wordt dus een elektrische belastingsweerstand genoemd, waarbij de gelijkspanning / stroom wordt berekend over deze weerstand (R_L.De elektrische output wordt beschouwd als de elektrische factor van het circuit die elektrische stroom gebruikt. In een HWR maakt de weerstand gebruik van door een diode geproduceerde stroom. Daarom wordt de weerstand een belastingsweerstand genoemd. De R_L.in HWR's wordt gebruikt voor de beperking of beperking van extra gelijkstroom die door de diode wordt gegenereerd.

Er werd dus geconcludeerd dat het uitgangssignaal in een halfgolfgelijkrichter een continue + vijf halve cycli is die sinusvormig van vorm zijn.

Negatieve halve golf

De werking en constructie van een halfgolf gelijkrichter op een negatieve manier is bijna identiek aan de positieve halfgolf gelijkrichter. Het enige scenario dat hier wordt gewijzigd, is de dioderichting.

Bij een frequentie van 60 Hz als ingangsspanning, verlaagt een step-down transformator dit naar minimale spanning. Er wordt dus een minimale spanning gegenereerd bij de secundaire wikkeling van de transformator. Deze spanning op de secundaire wikkeling wordt aangeduid als secundaire spanning (Vs). De minimale spanning wordt als ingangsspanning aan de diode toegevoerd.

Wanneer de ingangsspanning de diode bereikt, op het moment van de negatieve halve cyclus, gaat de diode in de voorwaartse voorspanningstoestand en staat de stroom van elektrische stroom toe, terwijl, op het moment van de positieve halve cyclus, de diode naar een negatieve voorspanningstoestand gaat en belemmert de stroom van elektrische stroom. De negatieve kant van het ingangssignaal dat wordt aangelegd aan de diode is hetzelfde als de voorwaartse gelijkspanning die wordt aangelegd aan de P-N-diode. Op dezelfde manier is de positieve kant van het ingangssignaal dat wordt toegepast op de diode hetzelfde als de omgekeerde gelijkspanning die wordt toegepast op de P-N-diode

Het was dus bekend dat de diode stroom in tegengestelde voorgespannen toestand geleidt en de stroom van stroom in voorwaartse toestand belemmert. Op dezelfde manier laat de diode in een wisselstroomcircuit de stroom gedurende de -ve-cyclus stromen en blokkeert hij de stroom op het moment van de + ve-cyclus. Als het naar -ve HWR komt, zal het de + vijf halve cycli niet volledig belemmeren, het staat enkele segmenten van + vijf halve cycli toe of staat minimale positieve stroom toe. Dit is de huidige generatie vanwege minderheidsladingsdragers die zich in de diode bevinden.

De generatie van stroom door deze minderheidsladingsdragers is zeer minimaal en kan dus worden verwaarloosd. Dit minimale aandeel van + vijf halve cycli kan niet worden waargenomen bij het belastingsgedeelte. In een praktische diode wordt aangenomen dat een positieve stroom ‘0’ is.

In een ideale diode lijken de + ve en -ve halve cycli aan de outputsectie vergelijkbaar te zijn met + ve en -ve halve cyclus Maar in praktische scenario's verschillen de + ve en -ve halve cycli enigszins van de invoercycli en dit is te verwaarlozen.

Er werd dus geconcludeerd dat het uitgangssignaal in een halfgolfgelijkrichter een continue reeks van zes halve cycli is die sinusvormig van vorm zijn. De output van de halfgolf gelijkrichter is dus continue + ve en -ve sinus signalen, maar geen puur DC signaal en in pulserende vorm.

Werking van Half Wave Rectifier

Deze pulserende DC-waarde wordt in korte tijd gewijzigd.

Werking van een halfgolf gelijkrichter

Tijdens de positieve halve cyclus, wanneer de secundaire wikkeling van het bovenste uiteinde positief is ten opzichte van het onderste uiteinde, bevindt de diode zich onder voorwaartse voorspanning en geleidt deze stroom. Tijdens de positieve halve cycli wordt de ingangsspanning direct op de belastingsweerstand toegepast wanneer wordt aangenomen dat de voorwaartse weerstand van de diode nul is. De golfvormen van uitgangsspanning en uitgangsstroom zijn dezelfde als die van de AC-ingangsspanning.

Tijdens de negatieve halve cyclus, wanneer de secundaire wikkeling van het onderste uiteinde positief is ten opzichte van het bovenste uiteinde, staat de diode onder omgekeerde voorspanning en geleidt deze geen stroom. Tijdens de negatieve halve cyclus blijven de spanning en stroom over de belasting nul. De omvang van de tegenstroom is erg klein en wordt verwaarloosd. Er wordt dus geen stroom geleverd tijdens de negatieve halve cyclus.

Een reeks positieve halve cycli is de uitgangsspanning die wordt ontwikkeld over de belastingsweerstand. De output is een pulserende gelijkstroomgolf en om de gladde outputgolffilters te maken, die over de belasting zouden moeten zijn, worden gebruikt. Als de ingangsgolf een halve cyclus is, staat deze bekend als een halve golf gelijkrichter.

Drie-fase halfgolf gelijkrichtercircuits

Driefasige halfgolf ongecontroleerde gelijkrichter vereist drie diodes, elk verbonden met een fase. De driefasige gelijkrichterschakeling lijdt aan een hoge mate van harmonische vervorming op zowel DC- als AC-aansluitingen. Er zijn drie verschillende pulsen per cyclus op de uitgangsspanning aan de DC-zijde.

Een driefasige HWR wordt voornamelijk gebruikt voor het omzetten van driefasige wisselstroom in driefasige gelijkstroom. Hierin worden in plaats van diodes schakelaars gebruikt die ongecontroleerde schakelaars worden genoemd. Hier corresponderen ongecontroleerde schakelaars dat er geen benadering bestaat om de AAN- en UIT-tijden van de schakelaars te regelen. Dit apparaat is geconstrueerd met behulp van een driefasige voeding die is aangesloten op een driefasige transformator waarbij de secundaire wikkeling van de transformator altijd een steraansluiting heeft.

Hier wordt alleen sterverbinding gevolgd vanwege de reden dat een neutraal punt nodig is om de belasting weer te verbinden met de secundaire wikkeling van de transformator, waardoor een retourrichting voor de krachtstroom wordt geboden.

De algemene constructie van 3-fasen HWR die een puur resistieve belasting levert, wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. In het constructieontwerp wordt elke fase van de transformator een individuele AC-bron genoemd.

De efficiëntie die wordt behaald door een driefasige transformator is bijna 96,8%. Hoewel de efficiëntie van drie fasen HWR meer is dan een enkelfasige HWR, is het minder dan de prestatie van drie fasen dubbelzijdige gelijkrichter.

Drie fasen HWR

Kenmerken halfgolf gelijkrichter

De kenmerken van een halfgolf gelijkrichter voor de volgende parameters

PIV (piek inverse spanning)

Tijdens de omgekeerde voorgespannen toestand moet de diode bestand zijn tegen zijn maximale spanning. Tijdens de negatieve halve cyclus vloeit er geen stroom door de belasting. Er verschijnt dus een volledige spanning over de diode omdat er een spanningsvrijval is door de belastingsweerstand.

PIV van een halfgolf gelijkrichter = V_SMAX

Dit is de PIV van halfgolfgelijkrichter

Gemiddelde en piekstromen in de diode

Ervan uitgaande dat de spanning over de secundaire zijde van de transformator sinusvormig is en dat de piekwaarde V is_SMAXDe momentane spanning die aan de halfgolfgelijkrichter wordt gegeven, is

Vs = V_SMAXZonder gew

“resonantie in serie rlc circuit ”

De stroom die door de belastingsweerstand vloeit is

ik_MAX= V_SMAX/ (R._F.+ R_L.

Regulatie

Regeling is het verschil tussen nullastspanning en vollastspanning met betrekking tot de vollastspanning, en het percentage spanningsregeling wordt gegeven als

% Regeling = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Efficiëntie

De verhouding tussen input AC en output DC staat bekend als efficiëntie (?).

? = Pdc / Pac

Een gelijkstroom die aan de belasting wordt geleverd is

Pdc = ik^twee_gelijkstroomR_L.= (Ik_MAX/ ᴨ)^tweeR_L.

De ingangsstroom naar de transformator,

Pac = vermogensdissipatie in belastingsweerstand + vermogensdissipatie in de junctiediode

= Ik^twee_rmsR_F.+ Ik^twee_rmsR_L.= {Ik^twee_MAX/ 4} [R_F.+ R_L.

? = Pdc / Pac = 0,406 / {1 + R_F./ R_L.

Het rendement van een halfgolf gelijkrichter is 40,6% wanneer R._F.wordt verwaarloosd.

Rimpelingsfactor (γ)

Ripple-inhoud wordt gedefinieerd als de hoeveelheid AC-inhoud die aanwezig is in de output-DC. Als de rimpelfactor kleiner is, zal de prestatie van de gelijkrichter hoger zijn. De rimpelfactorwaarde is 1,21 voor een halfgolfgelijkrichter.

“hoe maak je een knipperend led-circuit? ”

Het gelijkstroomvermogen dat door de HWR wordt gegenereerd, is geen exact gelijkstroomsignaal, maar een pulserend gelijkstroomsignaal, en in de pulserende gelijkstroomvorm zijn er rimpelingen. Deze rimpelingen kunnen worden verminderd door filterapparaten zoals inductors en condensatoren te gebruiken.

Om het aantal rimpelingen in het DC-signaal te berekenen, wordt een factor gebruikt en wordt een rimpelfactor genoemd die wordt weergegeven als γ Wanneer de rimpelfactor hoog is, vertoont deze een uitgebreide pulserende gelijkstroomgolf, terwijl een minimale rimpelfactor een minimale pulserende gelijkstroomgolf vertoont,

Wanneer de waarde van γ erg minimaal is, betekent dit dat de uitgangsgelijkstroom bijna hetzelfde is als een puur DC-signaal. Er kan dus worden gesteld dat hoe lager de rimpelfactor, hoe soepeler het DC-signaal is.

In een wiskundige vorm wordt deze rimpelfactor aangeduid als de verhouding van de RMS-waarde van de AC-sectie tot de DC-sectie van de uitgangsspanning.

Rimpelfactor = RMS-waarde van de AC-sectie / RMS-waarde van de DC-sectie

ik^twee= Ik^twee_gelijkstroom+ Ik^twee₁+ Ik^twee_twee+ Ik^twee₄= Ik^twee_gelijkstroom+ Ik^twee_en

γ = ik_en/ Ik_gelijkstroom= (Ik^twee- ik^twee_gelijkstroom) / Ik_gelijkstroom= {(Ik_rms/ Ik^twee_gelijkstroom) / Idc = {(I_rms/IK^twee_gelijkstroom) -1} = k_f^twee-1)

Waar kf - vormfactor

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1,57

Zo, c = (1.572 - 1) = 1.21

Transformatorgebruiksfactor (TUF)

Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen het geleverde wisselstroomvermogen en de secundaire wisselstroom van de belasting en de transformator. De TUF van een halfgolfgelijkrichter is ongeveer 0,287.

HWR met condensatorfilter

Volgens de algemene theorie die hierboven werd besproken, is de uitvoer van een halfgolfgelijkrichter een pulserend DC-signaal. Dit wordt verkregen als een HWR wordt gebruikt zonder een filter te implementeren. Filters zijn het apparaat dat wordt gebruikt om het pulserende DC-signaal om te zetten in stabiele DC-signalen, wat betekent (omzetting van het pulserende signaal in een glad signaal). Dit kan worden bereikt door gelijkstroom-rimpelingen in het signaal te onderdrukken.

Hoewel deze apparaten theoretisch kunnen worden gebruikt zonder filters, worden ze verondersteld te worden geïmplementeerd voor praktische toepassingen. Omdat het DC-apparaat een stabiel signaal nodig heeft, moet het pulserende signaal worden omgezet in een gelijkmatig signaal om voor echte toepassingen te kunnen worden gebruikt. Dit is de reden dat HWR in praktische scenario's wordt gebruikt met een filter. In plaats van een filter kan een inductor of condensator worden gebruikt, maar HWR met een condensator is het meest algemeen gebruikte apparaat.

De onderstaande afbeelding legt het schakelschema van de constructie van halfgolf gelijkrichter met condensatorfilter en hoe het het pulserende DC-signaal verzacht.

Voor-en nadelen

In vergelijking met een dubbelzijdige gelijkrichter wordt een halfgolfgelijkrichter niet zo vaak gebruikt in de toepassingen. Ook al zijn er weinig voordelen aan dit apparaat. De voordelen van een halfgolf gelijkrichter zijn

Goedkoop - Omdat er een minimaal aantal componenten wordt gebruikt
Eenvoudig - Vanwege de reden dat het ontwerp van het circuit volkomen eenvoudig is
Gemakkelijk te gebruiken - Omdat de constructie eenvoudig is, zal het gebruik van het apparaat ook zo gestroomlijnd zijn
Een laag aantal componenten

De nadelen van een halfgolf gelijkrichter zijn:

Bij de belastingssectie is het uitgangsvermogen inbegrepen bij zowel de DC- als de AC-componenten, waarbij het basisfrequentieniveau vergelijkbaar is met het frequentieniveau van de ingangsspanning. Er zal ook een verhoogde rimpelfactor zijn, wat betekent dat de ruis hoog zal zijn, en dat uitgebreide filtering nodig is om een constante DC-output te leveren.
Omdat er alleen stroom wordt geleverd op het moment van een halve cyclus van de AC-ingangsspanning, zijn hun gelijkrichtingsprestaties minimaal en zal ook het uitgangsvermogen minder zijn.
Halve golfgelijkrichter heeft een minimale benuttingsfactor van de transformator
Bij de transformatorkern vindt DC-verzadiging plaats, waarbij dit resulteert in magnetisatiestroom, hystereseverliezen en ook de ontwikkeling van harmonischen.
De hoeveelheid gelijkstroom die wordt geleverd door een halfgolfgelijkrichter is niet voldoende om zelfs maar een algemene hoeveelheid stroomtoevoer te genereren. Terwijl dit kan worden gebruikt voor een paar toepassingen, zoals het opladen van batterijen.

Toepassingen

De belangrijkste toepassing van een halfgolf gelijkrichter is om wisselstroom uit gelijkstroom te halen. Gelijkrichters zijn voornamelijk gebruikte interne circuits van de voedingen in bijna elk elektronisch apparaat. Bij voedingen bevindt de gelijkrichter zich over het algemeen in serie en bestaat dus uit de transformator, een afvlakfilter en een spanningsregelaar. Enkele van de andere toepassingen van HWR zijn:

Door een gelijkrichter in de voeding te implementeren, kan AC naar DC worden omgezet. Bruggelijkrichters worden op grote schaal gebruikt voor enorme toepassingen, waar ze de mogelijkheid hebben om wisselspanning op hoog niveau om te zetten in minimale gelijkspanning.
De implementatie van HWR helpt om het vereiste niveau van gelijkspanning te verkrijgen via step-down of step-up transformatoren.
Dit apparaat wordt ook gebruikt bij het lassen van ijzer soorten circuits en wordt ook gebruikt in muggenspray om de leiding voor de dampen te duwen.
Gebruikt op AM-radio-apparaat voor detectiedoeleinden
Gebruikt als ontstekings- en pulsgeneratiecircuits
Geïmplementeerd in spanningsversterker en modulatie-apparaten.

Dit gaat allemaal over de Halfgolf gelijkrichterschakeling en werken met zijn kenmerken. Wij zijn van mening dat de informatie in dit artikel nuttig voor u is voor een beter begrip van dit project. Verder, voor vragen over dit artikel of voor hulp bij de implementatie elektrische en elektronische projecten , kunt u ons gerust benaderen door in de commentaarsectie hieronder te reageren. Hier is een vraag voor u, wat is de belangrijkste functie van een halfgolfgelijkrichter?