Gerilim çarpanlı doğrultucular

Bir doğrultucu, alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek ve ayrıca doğrultulmuş bir voltajı stabilize etmek ve düzenlemek için bir cihazdır.

Şek. 1 ve transformatörün orta noktalı çift voltajlı bir takviye sargısı yoktur, ancak aynı zamanda tam dalga düzeltme doğrultucu voltajı iki katına çıkarır.

İlk yarım döngü sırasında, doğrudan voltaj olan diyot D1 aracılığıyla, kapasitör C1, yaklaşık olarak ikincil sargının genlik voltajına kadar şarj edilir. İkinci yarım döngü sırasında, ileri voltaj D2 diyotu boyunca olacak ve C2 kondansatörü aynı şekilde bunun üzerinden yüklenecektir.

Kondansatörler C1 ve C2 seri bağlanır ve aralarındaki toplam voltaj, transformatörün genlik voltajının yaklaşık iki katına eşittir. Her diyotta aynı maksimum ters voltaj olacaktır. C1 ve C2 kapasitörlerinin şarj edilmesiyle eş zamanlı olarak, kapasitörlerdeki voltajın düşmesi sonucunda R yükü üzerinden boşaltılırlar.

Yük direnci R ne kadar düşükse, yani yük akımı o kadar büyük ve C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitesi ne kadar düşükse, o kadar hızlı boşalırlar ve üzerlerindeki voltaj o kadar düşük olur. Bu nedenle, voltajı pratik olarak ikiye katlamak imkansızdır. En az 10 μF kapasitör kapasitesi ve 100 mA'dan fazla olmayan bir yük akımı ile, transformatör tarafından verilenden 1,7 hatta 1,9 kat daha yüksek bir voltaj elde edilebilir.

Pirinç. 1. İki (a) ve dört (b) gerilimli doğrultucu devreleri

Devrenin avantajı, kapasitörlerin doğrultulmuş akımdaki dalgalanmaları yumuşatmasıdır.

Gerilim çarpanlı doğrultucu devreleri istenilen sayıda uygulanabilir. İncirde. Şekil 1b, gerilimi üçe katlayan ve dört diyot ve dört kapasitöre sahip bir devreyi göstermektedir. Tek yarım döngülerde, C1 kondansatörü, D1 diyotu üzerinden, neredeyse Et trafosunun voltajının tepe değerine kadar şarj edilir. Yüklü kapasitör C1'in kendisi bir kaynaktır.

Bu nedenle, trafo geriliminin polaritesinin tersine çevrileceği yarım döngülerde bile, C2 kondansatörü D2 diyotu aracılığıyla 2Em geriliminin yaklaşık iki katına kadar şarj edilir. Bu gerilim, seri bağlı trafo ve kapasitör C1'in toplam geriliminin maksimum değeridir.

Benzer şekilde, kapasitör C3, D3 diyodu üzerinden tek yarım döngülerde ayrıca seri bağlı C1, transformatör ve C2'nin toplam gerilimi olan 2Em'lik bir gerilime şarj edilir (gerilimlerin şu akılda tutulmalıdır: C1 ve C2 birbirini etkiler).

Benzer şekilde daha fazla akıl yürüterek, C4 kondansatörünün D4 diyotu aracılığıyla yarım döngüleri bile şarj edeceğini bulduk.Yine C1, C3, trafo ve C2 gerilimlerinin toplamı olan 2Em gerilimine. Tabii ki, doğrultucu açıldıktan sonra kapasitörler birkaç yarım döngü boyunca kademeli olarak belirtilen voltajlara şarj edilir. Sonuç olarak, C1 ve C4 kapasitörlerinden dört kat voltaj 4Et elde edebilirsiniz.

C1 ve C3 kapasitörleri ile aynı anda üçlü bir ZET voltajı elde edebilirsiniz. Devreye aynı prensibe göre bağlanmış daha fazla kapasitör ve diyot eklersek, o zaman bir dizi kapasitörden C1, C3, C5, vb. Tek sayıda (3, 5, 7) artan voltajlar elde edilecektir. , vb. n.) ve bir dizi kapasitörden C2, C4, C6, vb. çift ​​sayıda (2, 4, 6, vb.) artırılmış gerilimler elde etmek mümkün olacaktır.

Yük açıldığında kapasitörler boşalacak ve üzerlerindeki voltaj düşecektir.Yük direnci ne kadar düşükse, kondansatörler o kadar hızlı boşalacak ve üzerlerindeki voltaj düşecektir. Bu nedenle, yeterince büyük yük dirençleri ile bu tür şemaların kullanımı mantıksız hale gelir.

Uygulamada, bu tür şemalar yalnızca düşük yük akımlarında etkili voltaj çoğalması sağlar. Tabii kondansatörlerin kapasitansını arttırırsanız daha yüksek akımlar elde edebilirsiniz. Yukarıdaki şemanın avantajı, yüksek voltaj transformatörü olmadan yüksek voltaj elde etme yeteneğidir. Ayrıca kondansatörlerin çalışma gerilimi sadece 2Em olmalıdır, gerilim kaç kat artırılırsa artırılsın ve her bir diyot sadece 2Em'lik maksimum ters gerilimde çalışır.

doğrultucu parçaları

diyotlar ana parametrelerine göre seçilirler: maksimum doğrultulmuş akım I0max ve sınırlayıcı ters gerilim Urev. Filtre girişinde kondansatör bulunması durumunda, köprü devresi hariç tüm doğrultucu devrelerinde U2 trafosunun sekonder sargısının geriliminin efektif değeri Urev değerinin - %35'ini geçmemelidir. Sıfır noktalı bir tam dalga devresinde, U2 gerilimi sargının yarısına karşılık gelir. Köprü devresinde y, Urev değerinin %70'ini geçmemelidir.

Daha yüksek voltajları düzeltmek için, uygun sayıda diyot seri olarak bağlanır.

Germanyum ve silikon diyotlar seri olarak bağlandığında, onlarca veya yüzlerce kilo-ohm mertebesinde aynı dirence sahip dirençlerle zorunlu olarak manipüle edilirler (Şekil 2). Bu yapılmazsa, diyotların ters direncindeki önemli bir yayılma nedeniyle, ters voltaj aralarında eşit olmayan bir şekilde dağılır ve diyotun bozulması mümkündür. Ve şönt dirençlerin varlığında, ters voltaj pratik olarak diyotlar arasında eşit olarak bölünür.

Büyük akımlar elde etmek için diyotların paralel bağlanması istenmez, çünkü parametrelerin yayılması ve ayrı diyotların özellikleri nedeniyle, akımla eşit olmayan bir şekilde yükleneceklerdir. Bu durumda akımları eşitlemek için, eşitleme dirençleri, dirençleri ampirik olarak seçilen ayrı diyotlarla seri olarak bağlanır.

Doğrultucu transformatörler için, birincil sargı genellikle 110, 127 ve 220 V şebeke gerilimine geçiş yapan birkaç bölüme sahiptir.

Pirinç. 2. Yarı iletken diyotların seri bağlantısı

Pirinç. 3.Voltajı ayarlama yolları

İkincil sargı, gerekli voltaj için tasarlanmıştır. Tam dalga devresi ile orta nokta çıkışına sahiptir. Alıcıları besleyen doğrultucu transformatörlerde şebekeden gelen paraziti azaltmak için, birincil ve ikincil sargılar arasına bir ucu ortak bir negatife bağlı olan bir ekranlama bobini yerleştirilir.

Filtre için bobinler, kural olarak, çekirdekte bulunur diyamanyetik boşluk endüktansta bir azalmaya yol açan manyetik doygunluğu ortadan kaldırmak için. İndüktör bobininin doğru akıma direnci genellikle birkaç on veya yüzlerce ohm'a eşittir. Doğrultulmuş voltajın bir kısmı üzerine ve transformatörün yükseltici sargısına düşer.

Acil bir durumda redresörü otomatik olarak kapatmak için şebeke sargı devresine şalter ve sigorta konulmuştur. Örneğin, filtre kondansatörü bozulursa, doğrultulmuş akım devresinde bir kısa devre meydana gelir. Birincil akım normalden önemli ölçüde yüksek olacak ve sigorta atacaktır. Onsuz, transformatör yanabilir. Ayrıca böyle bir kısa devre, çok fazla akımla aşırı ısınarak yok olabilen diyot için çok tehlikelidir.

Bazen transformatörün birincil sargısı, örneğin 190, 200, 210, 220 ve 230 V gibi farklı voltajlar için çıkışlarla yapılır, bu nedenle, anahtarın yardımıyla, redresörün yaklaşık olarak sabit bir voltajını korumak mümkün olmuştur. şebeke voltajındaki dalgalanmalar sırasında anahtar (Şek. 3, a).Düzenlemenin başka bir yolu, farklı voltajlar için çıkışları ve bir anahtarı olan bir düzenleyici ototransformatörü dahil etmektir.

Aç düzenleyici ototransformatör şebeke gerilimi düşürüldüğünde, güç trafosunun birincil sargısına normal gerilim sağlamaya izin verir (Şekil 3, b).Ayrıca, şebeke gerilimi 127 ve 220 V için özel ayarlama ototransformatörleri vardır, bu da gerilimi 0 ila 250 V.

Doğrultucu ile çalışırken, özellikle yüksek voltaj veriyorsa, önlem alınmalıdır çünkü birkaç yüz voltluk voltajla bir kişinin yaralanması hayati tehlike arz eder.

İncir. 4. Üç farklı voltaj için bölücünün açılması

Doğrultucunun tüm yüksek voltajlı parçaları yanlışlıkla temastan korunmalıdır. Çalışan redresörün herhangi bir parçasına kesinlikle dokunmayın. Doğrultucu devresine yapılan tüm bağlantılar veya değişiklikler, doğrultucu kapalıyken ve filtre kondansatörleri boşaldığında yapılır. Yüksek voltajın bir göstergesi (göstergesi) olarak doğrultulmuş voltajın üzerine bir neon lamba dahil etmek faydalıdır. Parlaması, yüksek voltajın varlığını gösterir.

Neon lamba, birkaç on kilo-ohm dirençli bir sınırlayıcı direnç tarafından açılır. Böyle bir lamba şeklinde sabit bir yükün varlığı, filtre kondansatörlerini aşırı gerilim arızasından korur. İkincisi, doğrultucu rölanti hızında çalışıyorsa olabilir. Yüksüz durumda doğrultucu içinde voltaj düşüşü olmaz ve bu nedenle filtre kondansatörlerindeki voltaj maksimum olacaktır.

Ayrıca okuyun: Voltaj rezonansı