Pačiame 1880-ųjų laikotarpyje buvo pradėtas lygintuvų identifikavimas ir unikalumas. Lygintuvų pažanga sugalvojo įvairius metodus galios elektronikos srityje. Pradinis diodas, kuris buvo naudojamas lygintuve, buvo suprojektuotas 1883 metais. Vakuuminių diodų evoliucija, kuri buvo pradininkė pirmosiomis 1900-ųjų dienomis, įvyko lygintuvų apribojimai. Pakeitus gyvsidabrio lanko vamzdžius, lygintuvų naudojimas buvo išplėstas iki įvairių megavatų diapazonų. Vieno tipo lygintuvas yra pusės bangos lygintuvas.

Vakuuminių diodų patobulinimas parodė gyvsidabrio lanko vamzdžių evoliuciją, o šie gyvsidabrio lanko vamzdžiai buvo vadinami lygintuvu. Kuriant lygintuvus buvo pradėta naudoti daug kitų medžiagų. Taigi, tai yra trumpas paaiškinimas, kaip vystėsi lygintuvai ir kaip jie vystėsi. Turėkime aiškų ir išsamų paaiškinimą, kas yra pusbangos lygintuvas, jo grandinė, veikimo principas ir charakteristikos.

“dviejų polių vieno metimo jungiklio schema ”

Kas yra pusės bangos lygintuvas?

Lygintuvas yra elektroninis įtaisas, kuris kintamą įtampą paverčia nuolatine įtampa. Kitaip tariant, jis keičia kintamąją srovę į nuolatinę. Lygintuvas naudojamas beveik visuose elektroniniuose prietaisuose. Dažniausiai jis naudojamas tinklo įtampai paversti nuolatine įtampa maitinimo šaltinis skyrius. Naudojant nuolatinės įtampos maitinimą, veikia elektroniniai prietaisai. Pagal laidumo periodą lygintuvai skirstomi į dvi kategorijas: pusabangis lygintuvas ir „Full Wave“ lygintuvas

Statyba

Lyginant su visos bangos lygintuvu, HWR yra lengviausias lygintuvas statybai. Tik turint vieną diodą, prietaisą galima sukonstruoti.

HWR statyba

Pusabangis lygintuvas susideda iš šių komponentų:

Kintamosios srovės šaltinis
Rezistorius apkrovos skyriuje
Diodas
Pakopinis transformatorius

AC šaltinis

Šis srovės šaltinis tiekia kintamą srovę visai grandinei. Ši kintama srovė paprastai vaizduojama kaip sinusinis signalas.

Žingsnis žemyn transformatorius

Norint padidinti ar sumažinti kintamą įtampą, paprastai naudojamas transformatorius. Kadangi čia naudojamas pakopinis transformatorius, jis sumažina kintamą įtampą, o kai naudojamas pakopinis transformatorius, jis padidina kintamosios srovės įtampą nuo minimalaus lygio iki aukšto. HWR dažniausiai naudojamas pakopinis transformatorius, kai reikalinga diodo įtampa yra labai minimali. Kai nenaudojamas transformatorius, tada didelis kintamosios įtampos kiekis sugadins diodą. Kai kuriose situacijose taip pat gali būti naudojamas pakopinis transformatorius.

Nuleidimo įtaise antrinė apvija turi minimalius posūkius nei pirminė. Dėl to pakopinis transformatorius sumažina įtampos lygį nuo pirminės iki antrinės apvijos.

Diodas

Diodo naudojimas pusbangos lygintuve leidžia srovę tekėti tik viena kryptimi, o kitu keliu - sustabdyti srovės srautą.

Rezistorius

Tai prietaisas, kuris blokuoja elektros srovės srautą tik iki nurodyto lygio.

Tai yra pusės bangos lygintuvo konstrukcija .

Pusabangio lygintuvo veikimas

Teigiamo pusės ciklo metu diodas yra nukreiptas į priekį ir jis praleidžia srovę į RL (atsparumas apkrovai). Visoje apkrovoje sukuriama įtampa, kuri yra tokia pati kaip teigiamo pusės ciklo įvesties kintamosios srovės signalas.

Arba neigiamo pusės ciklo metu diodas yra atvirkštinio poslinkio sąlygomis ir srovė per diodą nėra tekanti. Per apkrovą atsiranda tik kintamosios srovės įėjimo įtampa, o teigiamas pusės ciklas yra galimas grynasis rezultatas. Išėjimo įtampa pulsuoja nuolatinę įtampą.

Lygintuvo grandinės

Vienfazės arba daugiafazės grandinės patenka į lygintuvo grandinės . Buitinėms reikmėms naudojamos vienfazės mažos galios lygintuvo grandinės, o pramoninėms HVDC - reikia trijų fazių taisymo. Svarbiausia a PN jungties diodas yra ištaisymas ir tai yra kintamosios srovės pavertimas nuolatine.

Pusiau bangų ištaisymas

Vienfaziame pusabangiame lygintuve teka neigiama arba teigiama kintamosios srovės įtampos pusė, o kita kintamosios įtampos pusė yra užblokuota. Taigi išvestis gauna tik pusę kintamosios srovės bangos. Vienfazis pusbangos taisymas reikalingas vieno diodo ir trys diodai trifaziam tiekimui. Pusinės bangos lygintuvas sukuria daugiau pulsacijos kiekio nei visos bangos lygintuvai, o norint pašalinti harmoniką, reikia daug daugiau filtruoti.

Vienfazis pusabangis lygintuvas

Sinusinei įėjimo įtampai idealios pusės bangos lygintuvo neveikianti nuolatinė įtampa yra

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

Kur

Vdc, Vav - nuolatinė išėjimo įtampa arba vidutinė išėjimo įtampa
Vpeak - didžiausia įėjimo fazės įtampos vertė
Vrms - vidutinės kvadratinės vertės išėjimo įtampa

Pusabangio lygintuvo veikimas

PN jungties diodas veikia tik priekinio poslinkio sąlygomis. Pusinės bangos lygintuvas naudoja tas pats principas kaip ir PN jungties diodas ir tokiu būdu paverčia kintamąja įtampa nuolatine. Pusabangos lygintuvo grandinėje atsparumas apkrovai nuosekliai sujungiamas su PN jungties diodu. Kintamoji srovė yra pusės bangos lygintuvo įvestis. Pakopinis transformatorius ima įėjimo įtampą ir gautą išėjimą transformatorius skiriamas apkrovos rezistoriui ir diodui.

HWR veikimas paaiškinamas dviem etapais

Teigiamas pusės bangos procesas
Neigiamas pusės bangos procesas

Teigiama pusabanga

Kai įvesties kintamosios įtampos dažnis yra 60 Hz, pakopinis transformatorius sumažina tai iki minimalios įtampos. Taigi, prie transformatoriaus antrinės apvijos susidaro minimali įtampa. Ši įtampa antrinėje apvijoje vadinama antrine įtampa (Vs). Minimali įtampa tiekiama kaip įėjimo įtampa į diodą.

Kai įėjimo įtampa pasiekia diodą, teigiamo pusinio ciklo metu diodas pereina į priekinę šališkumo būseną ir leidžia elektros srovei tekėti, o neigiamo pusės ciklo metu diodas pereina į neigiamą šališkumo būseną ir trukdo elektros srovės srautui. Diodui įvesto įvesties signalo teigiama pusė yra tokia pati kaip priekinės nuolatinės srovės įtampa, kuri naudojama P-N diodui. Lygiai taip pat neigiama įvesties signalo pusė, nukreipta į diodą, yra tokia pati kaip atvirkštinė nuolatinė įtampa, kuri naudojama P-N diodui

Taigi, buvo žinoma, kad diodas veda srovę į priekį nukreiptoje būsenoje ir trukdo srovės srautui atvirkštinio įstrižumo būsenoje. Tuo pačiu būdu kintamosios srovės grandinėje diodas leidžia srovės srautą visą + ve ciklo laiką ir blokuoja srovės srautą -ve ciklo metu. Priėjus prie „+ ve HWR“, tai visiškai neužkirs kelio pusės ciklo, jis leidžia keletą segmentų –ve pus ciklų arba leidžia minimaliai neigiamą srovę. Tai yra dabartinė karta dėl mažumų krūvininkų, esančių diode.

Srovės generavimas per šiuos mažumos krūvininkus yra labai minimalus, todėl jo galima nepaisyti. Šios minimalios pusės ciklų dalies negalima pastebėti apkrovos ruože. Praktiniame diode laikoma, kad neigiama srovė yra „0“.

Apkrovos sekcijos rezistorius naudoja nuolatinę srovę, kurią sukuria diodas. Taigi rezistorius vadinamas elektros apkrovos rezistoriumi, kur šiame rezistoriuje apskaičiuojama nuolatinė įtampa / srovė (R_L). Elektros galia laikoma grandinės elektriniu koeficientu, kuris naudoja elektros srovę. HWR rezistorius naudoja diodo sukurtą srovę. Dėl to rezistorius vadinamas apkrovos rezistoriumi. R_LHWR yra naudojamas ribojant ar ribojant papildomą nuolatinės srovės srovę, kurią generuoja diodas.

Taigi buvo padaryta išvada, kad išėjimo signalas pusės bangos lygintuve yra nenutrūkstamas + pusė ciklų, kurie yra sinusoidinės formos.

Neigiama pusė bangos

Pusinės bangos lygintuvo veikimas ir konstrukcija neigiamu būdu yra beveik identiškas teigiamos pusės bangos lygintuvui. Vienintelis scenarijus, kuris čia bus pakeistas, yra diodo kryptis.

Kai įėjimo įtampa pasiekia diodą, neigiamo pusės ciklo metu diodas pereina į priekinę šališkumo būseną ir leidžia elektros srovės srautą, tuo tarpu teigiamo pusės ciklo metu diodas pereina į neigiamą šališkumo būseną ir trukdo elektros srovės srautui. Neigiama įvesties signalo pusė, nukreipta į diodą, yra tokia pati kaip priekinės nuolatinės srovės įtampa, kuri naudojama P-N diodui. Lygiai taip pat teigiama įvesties signalo pusė, nukreipta į diodą, yra tokia pati kaip atvirkštinė nuolatinė įtampa, kuri naudojama P-N diodui

Taigi buvo žinoma, kad diodas veda srovę atvirkštine įstriža būsena ir trukdo srovės srautui į priekį nukreiptoje būsenoje. Tuo pačiu būdu kintamosios srovės grandinėje diodas leidžia srovės srautą -ve ciklo trukmės metu ir blokuoja srovės srautą + ve ciklo metu. Atėjęs į -ve HWR, tai ne visiškai trukdys + ve pus ciklus, jis leidžia keletą segmentų + ve pus ciklų arba leidžia minimaliai teigiamą srovę. Tai yra dabartinė karta dėl mažumų krūvininkų, esančių diode.

Srovės generavimas per šiuos mažumos krūvininkus yra labai minimalus, todėl jo galima nepaisyti. Šios minimalios + pusės ciklo dalies negalima pastebėti apkrovos ruože. Praktiniame diode laikoma, kad teigiama srovė yra „0“.

Idealiu diodu + ve ir -ve pusės ciklai išvesties skyriuje atrodo panašūs į + ve ir -ve pusės ciklus. Tačiau praktiniuose scenarijuose + ve ir -ve pusės ciklai šiek tiek skiriasi nuo įvesties ciklų ir tai yra nereikšminga.

Taigi, buvo padaryta išvada, kad išėjimo signalas pusės bangos lygintuve yra nenutrūkstamas pusiau ciklų, kurie yra sinusoidinės formos. Taigi pusės bangos lygintuvo išvestis yra ištisiniai + ve ir -ve sinusiniai signalai, bet ne grynas nuolatinės srovės signalas ir pulsuojantis.

Pusabangio lygintuvo veikimas

Ši pulsuojanti nuolatinės srovės vertė pasikeičia per trumpą laiką.

Pusabangio lygintuvo veikimas

Teigiamo pusės ciklo metu, kai viršutinio galo antrinė apvija yra teigiama apatinio galo atžvilgiu, diodas yra nukreiptas į priekį ir jis praleidžia srovę. Teigiamų pusinių ciklų metu įėjimo įtampa tiesiogiai taikoma apkrovos varžai, kai laikoma, kad diodo pasipriešinimas į priekį yra lygus nuliui. Išėjimo įtampos ir išėjimo srovės bangos formos yra tokios pačios kaip kintamosios srovės įėjimo įtampos.

Neigiamos pusės ciklo metu, kai apatinio galo antrinė apvija yra teigiama viršutinio galo atžvilgiu, diodas yra atvirkštinio poslinkio sąlygomis ir jis neveda srovės. Neigiamos pusės ciklo metu įtampa ir srovė visoje apkrovoje išlieka nulinė. Atvirkštinės srovės dydis yra labai mažas ir jis nepaisomas. Taigi, neigiamos pusės ciklo metu energija nėra tiekiama.

Teigiamų pusės ciklų serija yra išėjimo įtampa, kuri yra sukurta per atsparumą apkrovai. Išvestis yra pulsuojanti nuolatinės srovės banga, kad būtų naudojami sklandūs išėjimo bangos filtrai, kurie turėtų būti per apkrovą. Jei įvesties banga yra pusės ciklo, ji vadinama pusbangos lygintuvu.

Trifazės pusabangės lygintuvo grandinės

Trifazis nevaldomas pusabangis lygintuvas reikalauja trijų diodų, kurių kiekvienas yra sujungtas su faze. Trifazio lygintuvo grandinė patiria didelių harmoninių iškraipymų tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės jungtyse. Per nuolatinės srovės pusės išėjimo įtampą yra trys skirtingi impulsai.

Trifazis HWR daugiausia naudojamas konvertuojant trifazę kintamosios srovės galią į trifazę nuolatinę galią. Tuo diodų vietoje naudojami komutatoriai, kurie vadinami nevaldomais jungikliais. Čia nekontroliuojami jungikliai atitinka tai, kad nėra požiūrio į jungiklių įjungimo ir išjungimo laiką. Šis prietaisas pagamintas naudojant trifazį maitinimo šaltinį, kuris yra prijungtas prie 3 fazių transformatoriaus, kuriame transformatoriaus antrinė apvija visada turi žvaigždės jungtį.

Čia laikomasi tik žvaigždės jungties dėl tos priežasties, kad norint neutralizuoti apkrovą prie transformatoriaus antrinės apvijos, reikalingas neutralus taškas, tokiu būdu siūlant galios srauto grįžimo kryptį.

Bendra 3 fazių HWR konstrukcija, suteikianti grynai varžinę apkrovą, parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Konstrukcijos projekte kiekviena transformatoriaus fazė vadinama atskiru kintamosios srovės šaltiniu.

Naudojant trifazį transformatorių, efektyvumas yra beveik 96,8%. Nors trijų fazių HWR efektyvumas yra daugiau nei vienos fazės HWR, jis yra mažesnis nei trijų fazių visos bangos lygintuvo našumas.

Trifazis HWR

Pusabangio lygintuvo charakteristikos

Šių parametrų pusabangio lygintuvo charakteristikos

PIV (didžiausia atvirkštinė įtampa)

Atvirkštinio įstrižainės sąlygomis diodas turi atlaikyti dėl didžiausios įtampos. Neigiamos pusės ciklo metu srovė per apkrovą neteka. Taigi, diode atsiranda visa įtampa, nes per apkrovos varžą nėra įtampos kritimo.

Pusabangos lygintuvo PIV = V_SMAX

Tai yra Pusabangio lygintuvo PIV .

Vidutinė ir didžiausia srovė diode

Darant prielaidą, kad transformatoriaus antrinėje įtampa yra sinusinė, o jo didžiausia vertė yra V_SMAX. Pusinės bangos lygintuvui suteikiama momentinė įtampa yra

Vs = V_SMAXBe wt

“paprastas melo detektorius susideda iš elektros grandinės ”

Srovė, tekanti per apkrovos varžą, yra

Aš_MAKS= V_SMAX/ (R_F+ R_L)

Reglamentas

Reguliavimas yra skirtumas tarp įtampos be apkrovos ir visos apkrovos, atsižvelgiant į visos apkrovos įtampą, ir įtampos reguliavimo procentinė dalis pateikiama kaip

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

Efektyvumas

Įvesties kintamosios srovės ir išėjimo nuolatinės srovės santykis yra žinomas kaip efektyvumas (?).

? = Pdc / Pac

“klaidų šaltinių tipai ”

Į apkrovą tiekiama nuolatinės srovės galia yra

Pdc = Aš^du_{nuolatinė srovė}R_L= (Aš_MAKS/ ᴨ)^duR_L

Transformatoriaus įvesties kintamosios srovės galia,

Pac = galios išsiskyrimas pasipriešinimo apkrovai + galios išsklaidymas jungties diode

= Aš^du_rmsR_F+ Aš^du_rmsR_L= {Aš^du_MAKS/ 4} [R_F+ R_L]

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

Pusabangos lygintuvo efektyvumas yra 40,6%, kai R_Fyra apleista.

Ripple koeficientas (γ)

Ripple turinys apibrėžiamas kaip kintamosios srovės kiekio kiekis, esantis išėjimo DC. Jei pulsacijos koeficientas yra mažesnis, lygintuvo našumas bus didesnis. Pusabangos lygintuvo pulsacijos koeficiento vertė yra 1,21.

HWR generuojama nuolatinė galia nėra tikslus nuolatinės srovės signalas, bet pulsuojantis nuolatinės srovės signalas, o pulsuojančios nuolatinės srovės pavidalu egzistuoja bangavimas. Šiuos bangas galima sumažinti naudojant filtrinius įtaisus, tokius kaip induktoriai ir kondensatoriai.

Norint apskaičiuoti nuolatinės srovės signalo bangų skaičių, naudojamas koeficientas ir vadinamas pulsacijos koeficientu, kuris pateikiamas kaip γ . Kai pulsacijos koeficientas yra didelis, jis rodo ilgą pulsuojančią nuolatinės srovės bangą, o minimalus pulsacijos koeficientas rodo minimalų pulsuojančią nuolatinės srovės bangą,

Kai γ vertė yra labai minimali, tai reiškia, kad išėjimo nuolatinė srovė yra beveik tokia pati kaip gryno nuolatinės srovės signalo. Taigi galima teigti, kad kuo mažesnis pulsacijos koeficientas, tuo sklandesnis nuolatinės srovės signalas.

Matematine forma šis pulsacijos koeficientas žymimas kaip kintamosios srovės RMS vertės ir išėjimo įtampos nuolatinės srovės dalies santykis.

Ripple factor = kintamosios srovės sekcijos RMS vertė / DC sekcijos RMS vertė

Aš^du= Aš^du_{nuolatinė srovė}+ Aš^du₁+ Aš^du_du+ Aš^du₄= Aš^du_{nuolatinė srovė}+ Aš^du_ir

γ = Aš_ir/ Aš_{nuolatinė srovė}= (Aš^du- Aš^du_{nuolatinė srovė}) / Aš_{nuolatinė srovė}= {(Aš_rms/ Aš^du_{nuolatinė srovė}) / Idc = {(Aš_rms/ Aš^du_{nuolatinė srovė}) -1} = k_f^du-1)

Kur kf - formos koeficientas

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

Taigi, c = (1,572 - 1) = 1,21

Transformatoriaus naudojimo koeficientas (TUF)

Jis apibrėžiamas kaip kintamosios srovės ir apkrovos bei transformatoriaus antrinės kintamosios srovės galios santykis. Pusabangos lygintuvo TUF yra apie 0,287.

HWR su kondensatoriaus filtru

Pagal bendrąją teoriją, kuri buvo aptarta pirmiau dėl pusės bangos lygintuvo išvesties, yra pulsuojantis nuolatinės srovės signalas. Tai gaunama, kai HWR veikia neįdiegus filtro. Filtrai yra prietaisas, naudojamas pulsuojančiam nuolatinės srovės signalui paversti pastoviais nuolatinės srovės signalais, o tai reiškia (pulsuojančio signalo pavertimas lygiu signalu). Tai galima pasiekti slopinant nuolatinės srovės bangas, kurios vyksta signale.

Nors teoriškai šiuos įrenginius galima naudoti be filtrų, tačiau jie turėtų būti pritaikyti bet kokiai praktinei programai. Kadangi nuolatinės srovės aparatui reikės pastovaus signalo, pulsuojantis signalas turi būti paverstas sklandžiu, kad būtų naudojamas realiai. Tai yra priežastis, kodėl praktiniuose scenarijuose HWR naudojamas kartu su filtru. Filtro vietoje galima naudoti arba induktorių, arba kondensatorių, tačiau dažniausiai naudojamas HWR su kondensatoriumi.

Žemiau esančiame paveikslėlyje paaiškinta konstrukcijos schema pusės bangos lygintuvas su kondensatoriaus filtru ir kaip jis išlygina pulsuojantį nuolatinės srovės signalą.

Privalumai ir trūkumai

Palyginus su visos bangos lygintuvu, pusinės bangos lygintuvas nėra tiek naudojamas programose. Nors šio įrenginio pranašumų yra nedaug. The pusės bangos lygintuvo privalumai yra :

Pigūs - nes naudojamas minimalus komponentų skaičius
Paprasta - dėl to, kad grandinės konstrukcija yra visiškai paprasta
Paprasta naudoti - kadangi konstrukcija yra lengva, prietaisas bus taip supaprastintas
Mažas komponentų skaičius

The pusės bangos lygintuvo trūkumai yra:

Apkrovos skyriuje išėjimo galia įtraukiama į nuolatinės ir kintamosios srovės komponentus, kai pagrindinis dažnio lygis yra panašus į įėjimo įtampos dažnio lygį. Be to, padidės pulsacijos koeficientas, o tai reiškia, kad triukšmas bus didelis, o norint užtikrinti nuolatinę nuolatinės srovės išėjimą, reikia išplėsto filtravimo.
Kadangi energija bus tiekiama tik vieno įėjimo kintamosios įtampos pusės ciklo metu, jų ištaisymo našumas yra minimalus, o išėjimo galia bus mažesnė.
Pusinės bangos lygintuvas turi minimalų transformatoriaus panaudojimo koeficientą
Transformatoriaus šerdyje įvyksta nuolatinės srovės prisotinimas, kai dėl to atsiranda magnetinė srovė, histerezės nuostoliai ir harmonikos.
Nuolatinės srovės, gaunamos iš pusės bangos lygintuvo, kiekis nėra pakankamas, kad būtų sukurtas net bendras maitinimo šaltinis. Nors tai gali būti naudojama kelioms programoms, tokioms kaip akumuliatoriaus įkrovimas.

Programos

Pagrindinis pusės bangos lygintuvo taikymas yra įgyti kintamosios srovės maitinimą iš nuolatinės srovės. Lygintuvai dažniausiai naudojami vidinėse maitinimo šaltinių grandinėse beveik kiekviename elektroniniame įrenginyje. Maitinimo šaltiniuose lygintuvas paprastai yra išdėstytas nuosekliai, taigi susideda iš transformatoriaus, išlyginamojo filtro ir įtampos reguliatoriaus. Nedaugelis kitų HWR programų yra:

Lygintuvo įdiegimas į maitinimo šaltinį leidžia konvertuoti kintamą įtampą į nuolatinę. Tiltų lygintuvai yra plačiai naudojami didžiulėms reikmėms, kur jie turi galimybę aukšto lygio kintamą įtampą paversti minimalia nuolatine įtampa.
HWR įgyvendinimas padeda įgyti reikiamą nuolatinės įtampos lygį per žeminamuosius arba aukštinamuosius transformatorius.
Šis prietaisas taip pat naudojamas suvirinant geležį grandinių tipai ir taip pat naudojamas nuo uodų atbaidančioms medžiagoms, kad pastumtų garų šviną.
Naudojamas radijo įrenginyje AM aptikimo tikslams
Naudojamas kaip šaudymo ir impulsų generavimo grandinės
Įdiegta įtampos stiprintuvuose ir moduliacijos įtaisuose.

Tai viskas apie „Half Wave“ lygintuvo grandinė ir dirbti su jo charakteristikomis. Manome, kad šiame straipsnyje pateikta informacija yra naudinga jums geriau suprasti šį projektą. Be to, dėl bet kokių su šiuo straipsniu susijusių klausimų ar pagalbos įgyvendinant elektros ir elektronikos projektai , galite nedvejodami kreiptis į mus komentuodami žemiau esančiame komentarų skyriuje. Štai jums klausimas, kokia yra pagrindinė pusabangio lygintuvo funkcija?