Kas yra visos bangos lygintuvas: grandinė su darbo teorija

Jei žinai kas yra lygintuvas , tada galite žinoti būdus, kaip sumažinti tiesioginės nuolatinės įtampos bangas ar įtampos svyravimus, sujungiant kondensatorius per atsparumą apkrovai. Šis metodas gali būti tinkamas mažos galios programos , bet ne toms programoms, kurioms reikalingas pastovus ir sklandus nuolatinės srovės tiekimas. Vienas iš būdų tai pagerinti yra naudoti kiekvieną įėjimo įtampos pusę, o ne kiekvieną kitą pusės ciklo bangos formą. Grandinė, leidžianti mums tai padaryti, vadinama „Full Wave Rectifier“ (FWR). Pažiūrėkime išsamiai visos bangos lygintuvo teoriją. Kaip ir pusės bangos grandinė, šios grandinės veikimas yra išėjimo įtampa arba srovė, kuri yra grynai nuolatinė arba turi tam tikrą nurodytą nuolatinę įtampą.

Kas yra visos bangos lygintuvas?

Puslaidininkinis įtaisas, naudojamas pakeisti visą kintamosios srovės ciklą į pulsuojančią nuolatinę srovę, yra žinomas kaip visos bangos lygintuvas. Ši grandinė naudoja visą i / p kintamosios srovės signalo bangą, o pusės bangos lygintuvas naudoja pusę. Ši grandinė daugiausia naudojama įveikti pusiau bangos lygintuvų, tokių kaip mažo efektyvumo trūkumas, trūkumus.

„Full Wave“ lygintuvo grandinė

Šie lygintuvai turi keletą esminių pranašumų prieš juos pusbangos lygintuvas kolegos. Vidutinė (nuolatinė) išėjimo įtampa yra didesnė nei pusabangio lygintuvo atveju, šio lygintuvo išėjimas turi daug mažiau bangų nei pusabangis lygintuvas, sukuriantis sklandesnę išėjimo bangos formą.

Visos bangos lygintuvo schema

Pilnos bangos lygintuvo teorija

Šioje grandinėje mes naudojame du diodus, po vieną kiekvienai bangos pusei. Daugkartinis apvijos transformatorius yra naudojama, kurios antrinė apvija yra padalinta vienodai į dvi puses su bendra centre sujungta jungtimi. Konfigūracijos rezultatas yra tai, kad kiekvienas diodas vadovauja paeiliui, kai jo anodo gnybtas yra teigiamas transformatoriaus centro taško C atžvilgiu. Šio lygintuvo pranašumai yra lankstūs, palyginti su pusbangos lygintuvu.

Pilnos bangos lygintuvo teorija

Ši grandinė susideda iš dviejų galios diodų, prijungtų prie vienos apkrovos varžos (RL), kiekvienam diodui paeiliui tiekiant srovę į apkrovos rezistorių. Kai transformatoriaus taškas A yra teigiamas taško A atžvilgiu, diodas D1 eina į priekį, kaip rodo rodyklės. Kai taškas B yra teigiamas neigiamoje ciklo pusėje, palyginti su C tašku, diodas D2 veda į priekį, o srovė, tekanti per rezistorių R, ​​yra ta pačia kryptimi abiem bangos puscikliams.

Išėjimo įtampa per rezistorių R yra dviejų bangos formų fazinė suma, ji taip pat žinoma kaip dvifazė grandinė. Tarpus tarp kiekvienos diodo sukurtos pusės bangos dabar užpildo kitas. Vidutinė nuolatinės srovės išėjimo įtampa apkrovos rezistoriuje dabar yra dvigubai didesnė už vienos pusės bangos lygintuvo grandinę ir yra apie 0,637 Vmax didžiausios įtampos, darant prielaidą, kad nėra nuostolių. VMAX yra didžiausia smailės vertė vienoje antrinės apvijos pusėje, o VRMS - RMS vertė.

Pilnos bangos lygintuvo veikimas

Išėjimo bangos formos didžiausia įtampa yra tokia pati kaip ir pusabangio lygintuvo, pateikto kiekvienoje jos pusėje, įtampa transformatoriaus apvijos turi tą pačią RMS įtampą. Norint gauti skirtingą nuolatinės įtampos išėjimą, galima naudoti skirtingus transformatorių santykius. Šio tipo lygintuvo grandinės trūkumas yra tas, kad reikalingas didesnis transformatorius tam tikrai galiai su dviem atskiromis, bet identiškomis antrinėmis apvijomis, todėl tokio tipo visos bangos ištaisymo grandinė yra brangi, palyginti su „FW Bridge Rectifier“ grandine.

Visas bangos lygintuvo išvesties bangos formos

Ši grandinė pateikia pilnos bangos lygintuvo veikimo apžvalgą. Grandinė, kurianti tą pačią išėjimo bangos formą kaip ir visos bangos lygintuvo grandinė, yra visos bangos grandinė Tilto lygintuvas . Vienfazis lygintuvas naudoja keturis atskirus taisymo diodus, sujungtus a uždara kilpa tilto konfigūracija norimos išėjimo bangos sukūrimui. Šios tilto grandinės pranašumas yra tas, kad jai nereikia specialaus transformatoriaus, kurio vidinis kampas yra, todėl sumažėja jo dydis ir išlaidos. Viena antrinė apvija yra sujungta su viena diodų tilto tinklo puse, o apkrova - į kitą pusę.

Keturi diodai, pažymėti nuo D1 iki D4, yra išdėstyti poromis, o tik du diodai praleidžia srovę per kiekvieną pusės ciklo trukmę. Kai praeina teigiamas tiekimo pusės ciklas, D1, D2 diodai eina nuosekliai, o D3 ir D4 diodai yra atvirkštiniai ir srovė teka per apkrovą. Neigiamo pusinio ciklo metu D3 ir D4 diodai eina nuosekliai, o D1 ir D2 diodai išsijungia, nes dabar jie yra atvirkštinio šališkumo konfigūracijos.

Srovė, tekanti per apkrovą, yra vienakryptis režimas, o įtampa, sukurta per apkrovą, taip pat yra vienakryptė įtampa, tokia pati kaip ir ankstesnių dviejų diodų visos bangos lygintuvo modelyje. Todėl vidutinė nuolatinės įtampos apkrova yra 0,637V. Kiekvieno pusinio ciklo metu srovė teka dviem diodais, o ne tik vienu diodu, todėl išėjimo įtampos amplitudė yra du įtampos kritimai 1,4 V mažiau nei įvesties VMAX amplitudė, pulsacijos dažnis dabar yra dvigubai didesnis nei 100 Hz tiekimo dažnis 50 Hz arba 120Hz 60Hz tiekimui.

Pilnosios bangos lygintuvo tipai

Jie yra dviejų formų, būtent centrinės bangos visos bangos lygintuvo ir tilto lygintuvo grandinės. Kiekvienas visos bangos lygintuvo tipas turi savo ypatybes, todėl jie naudojami skirtingose ​​programose.

• Centrinis bakstelėjimas „Full Wave Rectifier“
• „Full-Wave Bridge“ lygintuvas

Centrinis bakstelėjimas „Full Wave Rectifier“

Tokį lygintuvą galima pastatyti naudojant kraną esantį transformatorių per antrinę apviją, kur AB bakstelėta centre „C“ ir du diodai, tokie kaip D1, D2, yra prijungti viršutinėje ir apatinėje grandinės dalyje. Signalo ištaisymui D1 diodas naudoja kintamą įtampą, kuri atsiranda viršutinėje antrinės apvijos pusėje, o D2 diodas - apatinę apviją. Šis lygintuvas yra plačiai naudojamas termioniniuose vožtuvuose ir vakuuminiuose vamzdeliuose.

Centruotas bakstelėkite FWR

Žemiau parodyta centrinio čiaupo visos bangos lygintuvo grandinė. Kontūre kintamosios srovės įtampa kaip Vin teka per du gnybtus, kaip antai transformatoriaus antrinės apvijos AB, įjungus kintamosios srovės maitinimą.

Visos bangos tilto lygintuvo grandinė

„Bridge Rectifier“ visos bangos lygintuvas gali būti suprojektuotas su keturiais taisomaisiais diodais. Jame nenaudojamas joks centro bakstelėjimas. Kaip rodo pavadinimas, grandinė apima tiltinę grandinę. Keturis diodus grandinėje galima prijungti pagal uždaro ciklo tiltą. Šis lygintuvas kainuoja pigiau ir yra mažesnio dydžio, nes nėra transformatoriaus, kurio centrą paliečia.

FW tilto lygintuvo grandinė

Šioje grandinėje naudojami diodai vadinami D1, D2, D3 ir D4, kur du diodai dirbs vienu metu, o ne keturi, pvz., D1 ir D3 arba D2 ir D4, atsižvelgiant į viršutinį pusinį ciklą arba apatinį pusės ciklą, tiekiamą į grandinę.

Skirtumas tarp visos bangos lygintuvo ir pusės bangos lygintuvo

Remiantis skirtingais parametrais, skirtumas tarp visos bangos ir pusbangos lygintuvo aptariamas toliau. Šių dviejų lygintuvų skirtumas apima:

Pilnos bangos lygintuvo charakteristikos

Visos bangos lygintuvo charakteristikos aptariamos toliau.

• Ripple Factor
• Formos koeficientas
• Nuolatinės srovės išėjimo srovė
• Didžiausia atvirkštinė įtampa
• Vidutinė apkrovos srovės IRMS kvadratinė vertė
• Lygintuvo efektyvumas

Ripple Factor

Rinkinio koeficientą galima apibrėžti kaip pulsacijos įtampos ir grynosios nuolatinės įtampos santykį. Pagrindinė to funkcija yra išmatuoti esamus bangas o / p nuolatinės srovės signalo viduje, taigi, remiantis pulsacijos koeficientu, galima nurodyti nuolatinės srovės signalą. Kai pulsacijos koeficientas yra didelis, tai rodo didelį pulsuojantį nuolatinės srovės signalą. Panašiai, kai pulsacijos koeficientas yra mažas, tai rodo mažą pulsuojantį nuolatinės srovės signalą.

Γ = √ (VrmsVDC)^du−1

Kur, γ = 0,48.

Formos koeficientas

Pilnos bangos lygintuvo formos koeficientą galima apibrėžti kaip srovės ir nuolatinės išėjimo srovės RMS vertės santykį.

Formos faktorius = srovės / nuolatinės srovės išėjimo srovės RMS vertė.

Visos bangos lygintuvo formos koeficientas yra 1,11

Nuolatinės srovės išėjimo srovė

Srovės srautas abiejuose dioduose, tokiuose kaip D1 ir D2, esant O / p apkrovos rezistoriui, pavyzdžiui, RL, yra ta pati kryptis. Taigi, o / p srovė yra srovės suma abiejuose dioduose

Per D1 diodą generuojama srovė yra Imax / π.

Per D2 diodą generuojama srovė yra Imax / π.

Taigi, o / p srovė (Aš_DC) = 2Imax / π .

Kur,

„Imax“ yra didžiausia nuolatinės srovės apkrovos srovė

Didžiausia atvirkštinė įtampa (PIV)

Didžiausia atvirkštinė įtampa arba PIV taip pat žinoma kaip didžiausia atvirkštinė įtampa. Tai galima apibrėžti kaip tada, kai diodas gali atlaikyti didžiausią įtampą esant atvirkštinio poslinkio būsenai. Jei naudojama įtampa yra didesnė, palyginti su PIV, diodas sunaikins visam laikui.

PIV = 2 V maks

Nuolatinės srovės išėjimo įtampa

DC o / p įtampa gali atsirasti ant apkrovos rezistoriaus (RL) ir tai gali būti suteikta kaip VDC = 2 Vmax / π .

Kur,

„Vmax“ yra didžiausia antrinė įtampa.

Aš_RMS

Vidutinė visos bangos lygintuvo apkrovos srovės kvadratinė vertė yra

Aš_RMS= Im√2

_VRMS

Vidutinė vidutinė visos bangos lygintuvo o / p apkrovos įtampos kvadratinė vertė yra

V_RMS= Aš_RMS× R_L= Im / √2 × RL

Lygintuvo efektyvumas

Lygintuvo efektyvumą galima apibrėžti kaip nuolatinės nuolatinės srovės ir kintamosios srovės galios dalį. Lygintuvo efektyvumas rodo, kaip efektyviai paverčia kintamą srovę į nuolatinę srovę. Kai lygintuvo efektyvumas yra didelis, jis vadinamas geru lygintuvu, o efektyvumas yra mažas, tada jis vadinamas neefektyviu lygintuvu.

Η = Išvestis (P._DC) / Įvestis (p_AC)

Šio lygintuvo efektyvumas yra 81,2% ir jis yra dvigubas, palyginti su pusbangos lygintuvu.

Privalumai

visos bangos lygintuvo privalumai įtraukti šiuos dalykus.

• Palyginti su pusbanga, ši grandinė turi didesnį efektyvumą
• Ši grandinė naudoja abu ciklus, todėl o / p galios metu nuostolių nėra.
• Palyginti su pusbangos lygintuvu, šio lygintuvo pulsacijos koeficientas yra mažesnis
• Kai abu taisymo ciklai naudojami, i / p įtampos signalas nepraranda
• Galite naudoti keturis atskirus maitinimo diodus, kad sukurtumėte visos bangos tiltą. Paruoštus tilto lygintuvo komponentus galite įsigyti įvairių tipų įtampos ir srovės diapazone, kuriuos galima lituoti tiesiai į PCB grandinės plokštė arba būti sujungti kastuvinėmis jungtimis.
• Pilnos bangos tiltas suteikia mums didesnę vidutinę nuolatinės srovės vertę su mažesniu bangų bangavimu, o išėjimo bangos forma yra dvigubai didesnė už įėjimo tiekimo dažnį. Todėl padidinkite jo vidutinį nuolatinės srovės išėjimo lygį dar labiau, prijungdami tinkamą išlyginamąjį kondensatorių per tilto grandinės išvestį.
• Pilnos bangos tilto lygintuvo pranašumai yra tai, kad jis turi mažesnę kintamosios srovės bangų vertę tam tikrai apkrovai ir mažesnį rezervuarą ar išlyginamąjį kondensatorių nei lygiavertė pusbangos grandinė. Pagrindinis pulsacijos įtampos dažnis yra dvigubai didesnis nei kintamosios srovės maitinimo dažnio 100Hz, kai pusės bangos dažnis yra lygus 50Hz maitinimo dažniui.
• Diodais viršuje esančios nuolatinės srovės maitinimo įtampos virpėjimo įtampos kiekį galima praktiškai pašalinti pridedant žymiai patobulintą π filtrą prie tilto išvesties gnybtų. Žemo dažnio filtrą sudaro du vienodos vertės išlyginamieji kondensatoriai ir jų droselis arba induktyvumas, siekiant įvesti didelės impedanso kelią į kintamą bangavimo komponentą.
• Alternatyva yra naudoti neeksploatuojamą 3 galinių įtampos reguliatorių IC, pvz., LM78xx, kur „xx“ reiškia teigiamos išėjimo įtampos išėjimo įtampos vertę, arba jos atvirkštinį atitikmenį LM79xx - neigiamą išėjimo įtampą, kuri gali sumažinti bangavimą daugiau nei 70 dB duomenų lapas, tuo pačiu užtikrinant pastovią išėjimo srovę, viršijančią 1 amperą.
• Tai yra pagrindinis komponentas, gaunantis nuolatinės srovės įtampą komponentams, kurie veikia su nuolatinės srovės įtampa. Galima apibūdinti jo darbą kaip visos bangos lygintuvo projektą.
• Tai yra grandinės širdis ir ji naudoja diodinį tiltą. Kondensatoriai naudojami atsikratyti bangų. Remiantis nuolatinės srovės įtampos reikalavimu.

Trūkumai

visos bangos lygintuvo trūkumai įtraukti šiuos dalykus.

• Jis naudoja keturis diodus, kad suprojektuotų grandinę
• Ši grandinė nenaudojama, kai reikia pataisyti nedidelę įtampą, nes dviejų diodų prijungimas gali būti atliekamas nuosekliai ir dvigubai sumažėja įtampa dėl jų vidinės varžos.
• Palyginti su pusės banga, tai yra sudėtinga.
• Didžiausia atvirkštinė diodo įtampa yra didelė, todėl jie yra didesni ir brangesni.
• Šį lygintuvą sudėtinga uždėti centrinį čiaupą virš mažosios apvijos.
• DC o / p yra nedaug, nes kiekvienas diodas naudoja tiesiog pusę transformatoriaus antrinių įtampų.

Programos

visos bangos lygintuvo taikymai įtraukti šiuos dalykus.

• Šis lygintuvas dažniausiai naudojamas moduliuojančio radijo signalo amplitudei nustatyti.
• Elektrinio suvirinimo metu poliarizuota nuolatinė įtampa gali būti tiekiama per tilto lygintuvą
• Tilto lygintuvo grandinė naudojama energijos tiekimo grandinėje įvairioms reikmėms, nes ji gali konvertuoti įtampą nuo didelės kintamosios prie žemos nuolatinės.
• Šie lygintuvai naudojami energijos tiekimui įtaisams, kurie veikia su nuolatine įtampa, panašia į LED ir variklį.

Taigi visa tai yra visos bangos lygintuvo, grandinės, darbo, charakteristikų, pranašumų, trūkumų ir jo taikymo apžvalga. Štai jums klausimas, kokie yra skirtingų lygintuvų tipai?