Ensrettere med spændingsmultiplikator

En ensretter er en anordning til omdannelse af vekselstrøm til jævnstrøm samt til stabilisering og regulering af en ensrettet spænding.

I diagrammet i fig. 1, og transformeren har ikke en dobbeltspændingsboostvikling med et midtpunkt, men samtidig fuldbølge-opretning ensretteren fordobler spændingen.

I løbet af den første halve cyklus, gennem dioden D1, hvor spændingen er direkte, oplades kondensatoren C1 tilnærmelsesvis til amplitudespændingen af ​​sekundærviklingen. I løbet af den anden halve cyklus vil fremadspændingen være over dioden D2, og kondensatoren C2 oplades over den på samme måde.

Kondensatorer C1 og C2 er forbundet i serie, og den samlede spænding over dem er omtrent lig med det dobbelte af transformatorens amplitudespænding. Den samme maksimale omvendte spænding vil være over hver diode. Samtidig med opladningen af ​​kondensatorerne C1 og C2 aflades de gennem belastningen R, hvilket resulterer i, at spændingen i kondensatorerne falder.

Jo lavere belastningsmodstand R, det vil sige, jo større belastningsstrøm og jo lavere kapacitet af kondensatorer C1 og C2, jo hurtigere aflader de og jo lavere spænding på dem. Derfor er det umuligt praktisk talt at fordoble spændingen. Med en kondensatorkapacitet på mindst 10 μF og en belastningsstrøm på højst 100 mA kan der opnås en spænding, der er 1,7 eller endda 1,9 gange højere end den, som transformeren giver.

Ris. 1. Ensretterkredsløb med fordobling (a) og firdobling (b) spænding

Fordelen ved kredsløbet er, at kondensatorerne udjævner krusninger i den ensrettede strøm.

Ensretterkredsløb med en spændingsmultiplikator kan anvendes et vilkårligt antal gange. I fig. 1b viser et kredsløb, der tredobler spændingen og har fire dioder og fire kondensatorer. I ulige halve cykler oplades kondensatoren C1 gennem dioden D1 næsten til spidsværdien af ​​spændingen af ​​transformeren Et. Den opladede kondensator C1 er selv en kilde.

Derfor oplades kondensatoren C2 gennem dioden D2 til ca. det dobbelte af spændingen 2Em, selv i halvcyklusser, for hvilke transformatorspændingens polaritet vil blive omvendt. Denne spænding er den maksimale værdi af den samlede spænding af den serieforbundne transformer og kondensator C1.

På samme måde oplades kondensatoren C3 i ulige halve cyklusser gennem dioden D3 også til en spænding på 2Em, som er den samlede spænding af den serieforbundne C1, transformeren og C2 (det skal huskes på, at spændingerne på C1 og C2 virker på hinanden).

På samme måde finder vi, at kondensator C4 vil oplade selv halve cyklusser gennem diode D4.Igen til spændingen 2Em som er summen af ​​spændingerne af C1, C3, transformeren og C2. Selvfølgelig oplades kondensatorerne til de specificerede spændinger gradvist over flere halve cyklusser, efter at ensretteren er tændt. Som et resultat kan du fra kondensatorerne C1 og C4 få en firdobbelt spænding 4Et.

Samtidig med kondensatorerne C1 og C3 kan du få en tredobbelt spænding ZET. Hvis vi tilføjer kredsløbet flere kondensatorer og dioder forbundet efter samme princip, vil der fra et antal kondensatorer C1, C3, C5 osv. blive opnået spændinger, der stiger med et ulige antal gange (3, 5, 7) n.), og fra en række kondensatorer C2, C4, C6 osv. det vil være muligt at opnå spændinger øget med et lige antal gange (2, 4, 6 osv.).

Når belastningen er tændt, vil kondensatorerne aflades, og spændingen på dem vil falde Jo lavere belastningsmodstanden er, jo hurtigere aflades kondensatorerne, og spændingen på dem vil falde. Derfor, med utilstrækkeligt store belastningsmodstande, bliver brugen af ​​sådanne ordninger irrationel.

I praksis giver sådanne ordninger kun effektiv spændingsmultiplikation ved lave belastningsstrømme. Selvfølgelig kan du få højere strømme, hvis du øger kapacitansen på kondensatorerne. Fordelen ved ovenstående skema er evnen til at opnå højspænding uden en højspændingstransformator. Derudover skal kondensatorerne kun have en driftsspænding på 2Em, uanset hvor mange gange spændingen ganges, og hver diode arbejder med en maksimal omvendt spænding på kun 2Em.

Ensretter dele

dioder vælges i henhold til deres hovedparametre: maksimal ensrettet strøm I0max og begrænsende omvendt spænding Urev. I nærvær af en kondensator ved filterets indgang bør den effektive værdi af spændingen af ​​sekundærviklingen af ​​transformatoren U2 i alle ensretterkredsløb, undtagen brokredsløbet, ikke overstige — 35% af værdien af ​​Urev. I et nulpunkts fuldbølgekredsløb refererer spændingen U2 til halvdelen af ​​viklingen. I brokredsløbet bør y ikke overstige 70 % af Urev-værdien.

For at korrigere højere spændinger er det passende antal dioder forbundet i serie.

Når germanium- og siliciumdioder er forbundet i serie, bliver de nødvendigvis manipuleret med modstande af samme modstand i størrelsesordenen ti eller hundreder af kilo-ohm (fig. 2). Hvis dette ikke gøres, er den omvendte spænding ujævnt fordelt mellem dem på grund af en betydelig spredning i diodernes omvendte modstand, og nedbrydning af dioden er mulig. Og i nærvær af shuntmodstande er omvendt spænding praktisk talt ligeligt fordelt mellem dioderne.

Parallelforbindelse af dioder for at opnå store strømme er uønsket, fordi de på grund af spredningen af ​​parametre og karakteristika for individuelle dioder vil blive ujævnt belastet med strøm. For at udligne strømmene i dette tilfælde er udligningsmodstande forbundet i serie med individuelle dioder, hvis modstande er valgt empirisk.

For ensrettertransformatorer har primærviklingen normalt flere sektioner, der skifter til 110, 127 og 220 V netspænding.

Ris. 2. Serieforbindelse af halvlederdioder

Ris. 3.Måder at justere spændingen på

Den sekundære vikling er designet til den nødvendige spænding. Med et fuldbølgekredsløb har den en midtpunktsudgang. For at reducere interferens fra netværket i ensrettertransformatorerne, der forsyner modtagerne, placeres en afskærmningsspole mellem de primære og sekundære viklinger, hvoraf den ene ende er forbundet med en fælles negativ.

Choker til filteret har som regel i kernen diamagnetisk hul at eliminere magnetisk mætning, hvilket fører til en reduktion af induktansen. Induktorspolens modstand mod jævnstrøm er sædvanligvis lig med flere tiere eller hundreder af ohm. En del af den ensrettede spænding falder på den og på transformerens step-up vikling.

En kontakt og en sikring er installeret i netviklingskredsløbet for automatisk at slukke for ensretteren i tilfælde af en nødsituation. Hvis f.eks. filterkondensatoren er i stykker, så vil der opstå en kortslutning i det ensrettede strømkredsløb. Den primære strøm vil blive væsentligt højere end normalt, og sikringen vil springe. Uden den kan transformeren brænde ud. Derudover er en sådan kortslutning meget farlig for dioden, som kan ødelægges ved overophedning med for meget strøm.

Nogle gange er transformatorens primærvikling lavet med udgange til forskellige spændinger, for eksempel 190, 200, 210, 220 og 230 V, så ved hjælp af kontakten var det muligt at opretholde en tilnærmelsesvis konstant spænding på ensretteren ved at bruge skifte ved udsving i netspændingen (fig. 3, a).En anden måde at regulere på er at inkludere en regulerende autotransformer, der har udgange til forskellige spændinger og en switch.

Tænde for regulerende autotransformer giver mulighed for, når netspændingen er sænket, at levere normal spænding til krafttransformatorens primærvikling (fig. 3, b) Der findes også specielle justerende autotransformatorer til netspænding 127 og 220 V, der muliggør jævn justering af spændingen fra kl. 0 til 250 V.

Når man arbejder med en ensretter, især hvis den giver høj spænding, skal der tages forholdsregler, fordi det er livsfarligt at skade en person med en spænding på flere hundrede volt.

Fig. 4. Tænd for en divider for tre forskellige spændinger

Alle højspændingsdele af ensretteren skal beskyttes mod utilsigtet kontakt. Rør aldrig ved nogen del af ensretteren i drift. Alle tilslutninger til eller ændringer af ensretterkredsløbet foretages, når ensretteren er slukket, og filterkondensatorerne er afladet. Det er nyttigt at inkludere en neonlampe på den ensrettede spænding som en indikator (pointer) for højspænding. Dens glød indikerer tilstedeværelsen af ​​højspænding.

Neonlampen tændes af en begrænsningsmodstand med en modstand på flere tiere kilo-ohm. Tilstedeværelsen af ​​en konstant belastning i form af en sådan lampe beskytter filterkondensatorerne mod overspændingsnedbrud. Sidstnævnte kan ske, hvis ensretteren kører i tomgang. Uden belastning er der intet spændingsfald inde i ensretteren, og derfor vil spændingen over filterkondensatorerne være maksimal.

Læs også: Spændingsresonans