Yarı iletken doğrultucuların sınıflandırılması

Alternatif bir akım kaynağının enerjisini doğru akıma dönüştürmek için tasarlanmış bir cihaza doğrultucu denir. Doğrultucu, Şekil l'de gösterilen bir blok diyagram şeklinde gösterilebilir. 1.

Şemanın ana unsurlarını karakterize edelim:

a) bir güç transformatörü, doğrultucunun giriş ve çıkış voltajını ve bireysel doğrultucu devrelerinin elektriksel ayrımını eşleştirmeye yarar (yani, besleme şebekesini ve yük şebekesini ayırır);

b) bir valf bloğu, alternatif voltajın titreşimli bir voltaja dönüştürülmesinin bir sonucu olarak, yük devresinde tek yönlü bir akım akışı sağlar;

v) yükteki voltaj dalgalanmalarını gerekli değere indirmek için tasarlanmış yumuşatma filtresi;

G) Voltaj regülatörü, besleme voltajı dalgalandığında veya yük akımı değiştiğinde doğrultulmuş voltajın ortalama değerini stabilize etmek için kullanılır.

Pirinç. 1 — Doğrultucunun blok diyagramı

Doğrultucudaki parametreler arasındaki ilişki büyük ölçüde doğrultucu devresine bağlıdır.Doğrultucu devresi altında, transformatör sargılarının bağlantı şemasını ve vanaları transformatörün sekonder sargılarına bağlama prosedürünü anlayın.

Doğrultucu devreleri (doğrultucular) aşağıdaki ana özelliklere göre sınıflandırılır:

1. Alternatif akım kaynağının faz sayısına göre, tek fazlı doğrultucular arasında ayrım yapar ve üç fazlı doğrultucular.

2. Vanaları transformatörün sekonder sargısına bağlama yöntemiyle - transformatörün sekonder sargısının sıfır (orta) noktasını kullanan sıfır devreleri ve sıfır noktasının izole edildiği veya transformatörün sekonder sargılarının delta olduğu köprü devreleri bağlı.

Tek fazlı köprü doğrultucu devresi

Bir köprü doğrultucunun gerilim ve akımlarının zamanlama diyagramları

0 - υ1 (0 - π) aralığında transformatörün sekonder sargısındaki voltajın pozitif polaritesi ile (polarite parantez olmadan gösterilir), akım D1 ve D2 diyotları tarafından taşınır. İletim aralığında diyotlar arasındaki voltaj düşüşü sıfıra yakındır (ideal valfler), bu nedenle transformatörün sekonder sargısındaki voltajın pozitif bir yarım dalgası yüke uygulanarak üzerinde bir voltaj ud = u2 oluşturur. υ1 — υ2 (π — 2π) aralığında, u1 ve u2 voltajlarının polaritesi tersine dönecek ve bu da D3 ve D4 diyotlarının kilidinin açılmasına yol açacaktır. Bu durumda, u2 gerilimi bir önceki aralıkta olduğu gibi aynı polarite ile yüke bağlanacaktır. Bu nedenle, köprü doğrultucunun tamamen dirençli bir yükü ile çıkış gerilimi ud, tek kutuplu gerilim yarım dalgaları (ud = u2) biçimine sahiptir.

3.Yük redresörlerinin güç tüketimi, düşük güç (birim kW), orta güç (onlarca kW) ve yüksek güç (Ppot> 100 kW) olarak ayrılır.

4. Doğrultucunun gücü ne olursa olsun, tüm devreler tek çevrimli veya yarım çevrimli ve iki çevrimli (tam dalga) olarak ayrılır.

Tek çevrim - bunlar, akımın her periyotta (periyodun yarısı veya bir kısmı) bir kez transformatörün sekonder sargılarından geçtiği devrelerdir. Tüm sıfır devreler tektir.

Transformatör sıfır noktası çıkışına sahip tek fazlı tam dalga doğrultucu devresi

Aktif yük ile tek fazlı sıfır çıkışlı doğrultucunun zamanlama diyagramları

Devrede tam dalga doğrultma, iki sekonder sargılı bir transformatör yapılarak elde edilir. Sargılar seri olarak bağlanır ve ortak bir sıfır (merkez) noktasına sahiptir. Transformatörün sekonder sargılarının serbest uçları D1 ve D2 vanalarının anotlarına bağlıdır ve birbirine bağlanan vanaların katotları doğrultucunun pozitif kutbunu oluşturur. Doğrultucunun negatif kutbu, sekonder sargıların ortak (nötr) bağlantı noktasıdır. Böylece trafo bu devrede hem besleme geriliminin büyüklüğü ile yükteki gerilimi eşleştirmek hem de bir orta (sıfır) noktası oluşturmak için görev yapar. Transformatör u1 ve u2'nin (veya EMF e1 ve e2) sekonder sargılarının terminallerindeki gerilimlerin aynı büyüklükte olduğu ve sıfır noktasına göre 180 ° kaydırıldığı açıktır, yani. antifazdadır.

Herhangi bir anda bu diyot, anot potansiyeli pozitif olan bir akımı iletir.Bu nedenle, 0 - π aralığında, diyot D1 açıktır ve transformatörün sekonder sargısının faz voltajı ud = u2-1 yük direncine Rn (Rd) uygulanır. 0 — π aralığındaki diyot D2 kapalıdır, çünkü ona negatif bir voltaj uygulanmaktadır. Aralığın sonunda devredeki gerilimler ve akımlar sıfırdır.

π - 2π devresinin bir sonraki çalışma aralığında, birincil ve ikincil sargıların gerilimleri kutuplarını tersine çevirir, böylece diyot D2 açık ve diyot D1 kapalı olacaktır. Ayrıca, düzeltme zincirindeki işlemler yinelemelidir. Doğrultulmuş gerilim eğrisi ud, transformatörün sekonder sargısının faz geriliminin tek kutuplu yarım dalgalarından oluşur. Tamamen dirençli bir yük ile yük akımının şekli, voltajın şeklini takip eder. D1 ve D2 diyotları akımı yarım periyot boyunca seri olarak iletir.

5. Ön düzenleme ile:

a) kontrol sistemlerinde, bireysel elektronik ekipman bloklarına, ölçüm ekipmanına vb. güç sağlamak için kullanılan, kural olarak, tek fazlı düşük güçlü doğrultucular;

b) orta ve yüksek güçlü doğrultucular, endüstriyel tesisler için güç kaynağı olarak hizmet eder.

6. Doğrultma şemaları basit ve karmaşık olarak ayrılmıştır. Basit devreler, tek fazlı ve üç fazlı, nötr ve köprü devrelerini içerir. Karmaşık (veya karmaşık devrelerde), birkaç basit devre seri veya paralel olarak bağlanır.

7. Yükün cinsine (niteliğine) göre. Tek fazlı doğrultucu devreleri, doğrultulmuş voltajın önemli ölçüde dalgalanması ile karakterize edilir. Yükteki voltaj dalgalanmasını azaltmak için, bobinlerin (L) reaktif elemanlarına dayalı yumuşatma filtreleri kullanılır ve kapasitörler (C). Yumuşatma filtresinin giriş devresinin doğası, yükle birlikte doğrultucu üzerindeki yükün türünü belirler. Aktif yük (R — NG), aktif-endüktif yük (RL — NG), aktif yük ve kapasitif filtre (RC — NG) için doğrultucu çalışması arasında bir ayrım yapılır.

Tüm doğrultucular için ortak olan, esas olarak RL - NG ile kullanımlarıdır. Bunun nedeni, düşük güçlü doğrultucuların çoğunlukla bir LC filtresiyle ve yüksek güçlü doğrultucuların bir L filtresiyle çalışmasıdır.

7. Kontrol ile kontrolsüz ve kontrollü doğrultucuları birbirinden ayırın.

Doktora Kolyada L.I.