Fuldbølge midtpunkt ensretter

Hvis vi taler om enfasede diode-ensrettere generelt, så giver midtpunkt fuldbølge-ensretteren dig mulighed for at få lavere tab på selve dioderne, da der kun er to dioder.

Derudover bruges sådanne ensrettere sædvanligvis i lavspændingsenheder, hvor strømmen gennem dioderne er essentiel. Derfor er et fuldbølge midtpunktskredsløb i dette aspekt mere fordelagtigt, da energitabene i dioderne er proportionale med kvadratet af gennemsnitsværdien af ​​den strøm, der løber gennem dem.

Og når man tænker på tilgængelighed og kvalitet Diode Schottky (lavt fremadspændingsfald), der er bredt tilgængelige på markedet i dag, er valget til fordel for et midtpunktskredsløb indlysende.

Og hvis vi taler om transformer-impulsomformere med en push-pull transformer (bro, halvbro, push-pull), der arbejder ved frekvenser meget højere end den sædvanlige netværksfrekvens, så er kun ensretterkredsløbet med et midtpunkt tilbage og nej Andet.

Vi vil dog i denne artikel fokusere på beregningen af ​​ensretteren i forhold til en lav linjefrekvens på 50 Hz, hvor den ensrettede strøm er sinusformet.

Først og fremmest skal det bemærkes, at i ensretteren, som er bygget i henhold til dette skema, forpligter det os til at have en transformer med to identiske sekundære viklinger eller med en sekundær vikling, men med en udgang i midten (som i det væsentlige er det samme).

Spændingen opnået i serie fra halvviklingerne af en sådan transformer er faktisk tofaset i forhold til midtpunktet, som fungerer som et nulpunkt under ensretningen, da der her dannes to EMF'er af samme størrelse, men modsat retning. Det vil sige, at spændingerne ved endeterminalerne af transformatorens sekundære vikling, som opstår på ethvert tidspunkt af dens drift, faseforskydes med 180 grader.

De modsatte terminaler af viklingerne w21 og w22 er forbundet til anoderne på dioderne VD1 og VD2, mens spændingerne u21 og u22 påført dioderne er i modfase.

Derfor leder dioderne strøm på skift - hver i løbet af sin halve cyklus af forsyningsspændingen: i løbet af en halv cyklus har anoden på dioden VD1 et positivt potentiale, og strømmen i21 strømmer gennem den, gennem belastningen og gennem spole (semi-spole) w21, mens dioden VD2 er i omvendt bias-tilstand, er den låst, hvorfor der ikke løber nogen strøm gennem halvspole w22.

I løbet af den næste halve cyklus har anoden på VD2-dioden et positivt potentiale, og strømmen i22 strømmer gennem den, gennem belastningen og gennem spolen (semi-spolen) w22, mens dioden VD1 er i omvendt forspændt tilstand, den er låst, derfor løber strømmen ikke gennem halvspolen w21.

Det opnåede resultat er, at strømmen løber gennem belastningen altid i samme retning, det vil sige, at strømmen ensrettes. Og hver af halvdelene af transformatorens sekundære vikling viser sig kun at være belastet i en halv periode på to. For en transformator betyder det, at magnetisering aldrig forekommer i dets magnetiske kredsløb, fordi de magnetomotoriske kræfter af DC-komponenterne i viklingsstrømmene er rettet modsat.

Lad os betegne den effektive spænding mellem midtpunktet og den fjerneste terminal af en af ​​halvviklingerne som U2. Derefter opnås den gennemsnitlige ensrettede spænding Ud mellem sekundærviklingens midtpunkt og forbindelsespunktet for diodernes katoder. I dette tilfælde vil gennemsnitsværdien af ​​spændingen i belastningen være:

Vi ser, at gennemsnitsværdien af ​​den ensrettede spænding er relateret til rms-værdien på samme måde, som strømmens middelværdi er relateret til rms-værdien af ​​strømmen med en ujævnet sinusformet spænding.

Den gennemsnitlige værdi af belastningsstrømmen findes ved formlen (hvor Rd er belastningsmodstanden):

Og da strømmen går gennem dioderne i serie, kan du nu finde den gennemsnitlige strøm for hver diode og amplituden af ​​strømmen for hver diode. Når du vælger en diode til en sådan ensretter, er det vigtigt at være opmærksom på, at den maksimalt tilladte strøm af dioden er lidt højere end værdien fastsat i henhold til denne formel:

Når man designer en fuldbølge midtpunktssretter, er det også vigtigt at huske, at den omvendte spænding, der påføres en låst diode, mens den anden diode leder, når det dobbelte af amplituden af ​​halvspolespændingen.Derfor skal den maksimale omvendte spænding for den valgte diode altid være større end denne værdi:

Når udgangsspændingen (korrigeret) Ud er specificeret, vil den effektive værdi af spændingen U2 af den sekundære halvvikling være relateret til den som følger (sammenlign med den første formel):

Når man designer en ensretter og indstiller den gennemsnitlige udgangsspænding Ud, der skal opnås under belastning, er det desuden nødvendigt at tilføje fremadspændingsfaldet over dioden Uf (det er angivet i diodedokumentationen). At multiplicere halvdelen af ​​den gennemsnitlige belastningsstrøm med det fremadgående spændingsfald over dioden giver os den mængde strøm, der uundgåeligt vil skulle spredes i hver af de to dioder som varme:

Ved valg af dioder er det vigtigt at tage højde for dette, for at vurdere diodehusets muligheder, om det kan sprede så meget strøm og ikke svigte på samme tid. Hvis det er nødvendigt, skal du foretage yderligere termiske beregninger vedrørende valget af køleplader, som disse dioder skal fastgøres til.