Tam dalga orta nokta doğrultucu

Genel olarak tek fazlı diyot doğrultuculardan bahsedersek, o zaman orta nokta tam dalga doğrultucu, yalnızca iki diyot olduğu için diyotlarda daha düşük kayıplar elde etmenizi sağlar.

Ek olarak, genellikle bu tür doğrultucular, diyotlardan geçen akımın gerekli olduğu düşük voltajlı cihazlarda kullanılır.Bu nedenle, diyotlardaki enerji kayıpları kareyle orantılı olduğundan, bu açıdan tam dalga orta nokta devresi daha avantajlıdır. içinden geçen akımın ortalama değeri.

Kullanılabilirliği ve kaliteyi düşündüğünüzde diyot Schottky (düşük ileri gerilim düşüşü), bugün piyasada yaygın olarak bulunan orta nokta devresinden yana seçim açıktır.

Ve normal ağ frekansından çok daha yüksek frekanslarda çalışan bir itme-çekme transformatörüne (köprü, yarım köprü, itme-çekme) sahip transformatör-darbeli dönüştürücülerden bahsediyorsak, o zaman sadece orta noktalı doğrultucu devresi kalır ve hayır diğer.

Bununla birlikte, bu yazıda, doğrultulmuş akımın sinüzoidal olduğu 50 Hz'lik düşük hat frekansına göre doğrultucunun hesaplanmasına odaklanacağız.

Her şeyden önce, bu şemaya göre inşa edilen doğrultucuda, bizi iki özdeş sekonder sargılı veya bir sekonder sargılı, ancak çıkışı ortada olan (esasen aynısı).

Böyle bir transformatörün yarım sargılarından seri olarak elde edilen gerilim, orta noktaya göre aslında iki fazlıdır ve bu, doğrultma sırasında sıfır noktası görevi görür, çünkü burada büyüklük olarak eşit ancak zıt yönde iki EMF oluşur. Yani, transformatörün sekonder sargısının uç terminallerindeki, çalışmasının herhangi bir anında ortaya çıkan gerilimler, 180 derece faz kaymasıdır.

w21 ve w22 sargılarının zıt uçları VD1 ve VD2 diyotlarının anotlarına bağlanırken, diyotlara uygulanan u21 ve u22 gerilimleri antifazdadır.

Bu nedenle, diyotlar sırayla akımı iletir - her biri besleme voltajının yarım döngüsü sırasında: bir yarım döngü sırasında, VD1 diyotunun anodu pozitif bir potansiyele sahiptir ve i21 akımı içinden, yükten ve içinden akar. bobin (yarı bobin) w21, diyot VD2 ters polarizasyon durumundayken kilitlidir, dolayısıyla w22 yarım bobinden akım geçmez.

Sonraki yarım döngü sırasında, VD2 diyotunun anodu pozitif bir potansiyele sahiptir ve i22 akımı bunun içinden, yük boyunca ve bobin (yarı bobin) w22 boyunca akarken, VD1 diyotu ters yönlü durumdayken, kilitlidir, bu nedenle akım yarım bobin w21'den akmaz.

Elde edilen sonuç, akımın yük boyunca her zaman aynı yönde akmasıdır, yani akım düzeltilir. Ve transformatörün sekonder sargısının yarısının her biri, yalnızca iki periyodun yarısı kadar yüklenir. Bir transformatör için bu, sargı akımlarının DC bileşenlerinin manyetomotor kuvvetleri zıt yönde yönlendirildiğinden, manyetik devresinde mıknatıslanmanın asla meydana gelmediği anlamına gelir.

Yarım sargılardan birinin orta noktası ile uzak ucu arasındaki etkin gerilimi U2 olarak gösterelim. Daha sonra ikincil sargının orta noktası ile diyotların katotlarının bağlantı noktası arasındaki ortalama doğrultulmuş voltaj Ud elde edilir.Bu durumda, yükteki voltajın ortalama değeri:

Doğrultulmuş voltajın ortalama değerinin, akımın ortalama değerinin, doğrultulmamış bir sinüzoidal voltaj ile akımın rms değeri ile ilişkili olduğu gibi, aynı şekilde rms değeri ile ilişkili olduğunu görüyoruz.

Yük akımının ortalama değeri aşağıdaki formülle bulunur (burada Rd, yük direncidir):

Ve akım diyotlardan seri olarak aktığı için, artık her diyotun ortalama akımını ve her diyot için akımın genliğini bulabilirsiniz. Böyle bir doğrultucu için bir diyot seçerken, diyotun izin verilen maksimum akımının bu formüle göre belirlenen değerden biraz daha yüksek olmasına dikkat etmek önemlidir:

Bir tam dalga orta nokta doğrultucu tasarlarken, diğer diyot iletkenken kilitli bir diyota uygulanan ters voltajın yarım bobin voltajının genliğinin iki katına ulaştığını hatırlamak da önemlidir.Bu nedenle, seçilen diyot için maksimum ters voltaj her zaman bu değerden büyük olmalıdır:

Çıkış (düzeltilmiş) voltajı Ud belirtildiğinde, sekonder yarım sargının U2 voltajının etkin değeri bununla aşağıdaki gibi ilişkilendirilecektir (birinci formülle karşılaştırın):

Ek olarak, bir doğrultucu tasarlarken ve yük altında elde edilecek ortalama çıkış voltajı Ud'yi ayarlarken, buna diyot Uf boyunca ileri voltaj düşüşünü eklemek gerekir (diyot belgelerinde verilmiştir). Ortalama yük akımının yarısını diyot boyunca ileri voltaj düşüşüyle ​​çarpmak, bize kaçınılmaz olarak iki diyotun her birinde ısı olarak dağıtılması gereken güç miktarını verir:

Diyotları seçerken, diyot muhafazasının yeteneklerini, çok fazla güç dağıtıp dağıtamayacağını ve aynı zamanda arıza yapıp yapamayacağını değerlendirmek için bunu dikkate almak önemlidir. Gerekirse, bu diyotların takılacağı soğutucuların seçimi ile ilgili ek termal hesaplamalar yapmanız gerekecektir.