Apakah Rectifier Gelombang Penuh: Litar dengan Teori Kerja

Sekiranya anda tahu apa itu penerus , maka anda mungkin mengetahui cara-cara untuk mengurangkan variasi riak atau voltan pada voltan DC langsung dengan menghubungkan kapasitor merentasi rintangan beban. Kaedah ini mungkin sesuai untuk aplikasi kuasa rendah , tetapi tidak untuk aplikasi yang memerlukan bekalan DC yang stabil dan lancar. Salah satu kaedah untuk memperbaiki ini adalah dengan menggunakan setiap separuh kitaran voltan input dan bukannya setiap bentuk gelombang separuh kitaran yang lain. Litar yang membolehkan kita melakukan ini dipanggil Full Wave Rectifier (FWR). Mari kita lihat teori penerus gelombang penuh secara terperinci. Seperti litar gelombang separuh, kerja litar ini adalah voltan atau arus keluaran yang murni DC atau mempunyai voltan DC tertentu.

Apakah Rectifier Gelombang Penuh?

Peranti semikonduktor yang digunakan untuk mengubah kitaran AC lengkap menjadi DC berdenyut dikenali sebagai penerus gelombang penuh. Litar ini menggunakan gelombang penuh isyarat AC i / p sedangkan penerus gelombang separuh menggunakan gelombang separuh. Litar ini digunakan terutamanya untuk mengatasi kekurangan penyearah gelombang separuh seperti kelemahan kecekapan rendah.

Litar Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah ini mempunyai beberapa kelebihan asas berbanding kelebihannya penerus separuh gelombang rakan sejawat. Voltan keluaran rata-rata (DC) lebih tinggi daripada penyearah gelombang separuh, output penerus ini mempunyai riak yang jauh lebih sedikit daripada penyearah gelombang separuh yang menghasilkan bentuk gelombang keluaran yang lebih lancar.

Diagram Penyelaras Gelombang Penuh

Teori Penyearah Gelombang Penuh

Dalam litar ini, kita menggunakan dua dioda, satu untuk setiap separuh gelombang. Ganda pengubah penggulungan digunakan yang penggulungan sekundernya dibahagi sama menjadi dua bahagian dengan sambungan pusat yang diketuk bersama. Hasil konfigurasi dalam setiap diod melakukan secara bergilir-gilir apabila terminal anodnya positif sehubungan dengan titik pusat pengubah C menghasilkan output selama kedua separuh kitaran. Kelebihan penerus ini adalah fleksibel berbanding dengan penerus separuh gelombang.

Teori Penyearah Gelombang Penuh

Litar ini terdiri daripada dua diod kuasa yang disambungkan ke rintangan beban tunggal (RL) dengan setiap diod mengambilnya, seterusnya, untuk membekalkan arus ke perintang beban. Apabila titik A transformer positif sehubungan dengan titik A, diod D1 bergerak ke arah depan seperti yang ditunjukkan oleh anak panah. Apabila titik B positif pada separuh kitaran negatif berkenaan dengan titik C, dioda D2 bergerak ke arah hadapan dan arus yang mengalir melalui perintang R berada pada arah yang sama untuk kedua-dua separuh kitaran gelombang.

Voltan keluaran melintasi perintang R adalah jumlah fasa dari dua bentuk gelombang, ia juga dikenali sebagai litar dua fasa. Ruang antara setiap gelombang separuh yang dikembangkan oleh setiap diod kini diisi oleh yang lain. Purata voltan keluaran DC melintasi perintang beban sekarang dua kali ganda daripada litar penyearah gelombang separuh tunggal dan kira-kira 0.637Vmax voltan puncak dengan menganggap tidak ada kerugian. VMAX adalah nilai puncak maksimum dalam satu setengah penggulungan sekunder dan VRMS adalah nilai RMS.

Bekerja Penyearah Gelombang Penuh

Voltan puncak bentuk gelombang output adalah sama seperti sebelumnya bagi penerus gelombang separuh yang disediakan setiap separuh dari belitan pengubah mempunyai voltan RMS yang sama. Untuk mendapatkan output voltan DC yang berbeza, nisbah transformer boleh digunakan. Kelemahan litar penerus jenis ini adalah bahawa transformer yang lebih besar untuk output kuasa tertentu diperlukan dengan dua lilitan sekunder yang berasingan tetapi sama menjadikan litar pembetulan gelombang penuh jenis ini mahal berbanding litar Fect Bridge Rectifier.

Bentuk Gelombang Output Rectifier Gelombang Penuh

Litar ini memberikan gambaran keseluruhan mengenai kerja penerus gelombang penuh. Litar yang menghasilkan bentuk gelombang keluaran yang sama dengan litar penyearah gelombang penuh adalah litar Gelombang Penuh Penyearah Jambatan . Penyearah fasa tunggal menggunakan empat diod pembetulan individu yang disambungkan dalam a gelung tertutup konfigurasi jambatan untuk menghasilkan gelombang output yang diingini. Kelebihan litar jambatan ini adalah bahawa ia tidak memerlukan pengubah khas yang diketuk pusat, oleh itu ia mengurangkan saiz dan kosnya. Penggulungan sekunder tunggal dihubungkan ke satu sisi rangkaian jambatan dioda dan muatan ke sisi lain.

Keempat-empat diod berlabel D1 hingga D4 disusun dalam pasangan siri dengan hanya dua diod yang mengalirkan arus pada setiap tempoh separuh kitaran. Apabila kitaran separuh positif bekalan berjalan, diod D1, D2 berkelakuan secara bersiri manakala diod D3 dan D4 terbalik terbalik dan arus mengalir melalui beban. Semasa separuh kitaran negatif, dioda D3 dan D4 berlaku dalam satu siri, dan dioda D1 dan D2 dimatikan kerana kini konfigurasi bias terbalik.

Arus yang mengalir melalui beban adalah mod sehala dan voltan yang dikembangkan di seberang beban juga voltan searah, sama seperti model penerus gelombang penuh dua diod sebelumnya. Oleh itu voltan DC rata-rata di seluruh beban adalah 0.637V. Selama setiap separuh kitaran, arus mengalir melalui dua diod dan bukan hanya satu dioda, jadi amplitud voltan keluaran adalah dua penurunan voltan 1.4V kurang dari amplitud input VMAX, frekuensi riak sekarang dua kali ganda frekuensi bekalan 100Hz untuk 50Hz bekalan atau 120Hz untuk bekalan 60Hz.

Jenis Penyearah Gelombang Penuh

Ini boleh didapati dalam dua bentuk iaitu penyearah gelombang penuh diketuk tengah dan litar penyearah jambatan. Setiap jenis penerus gelombang penuh merangkumi ciri tersendiri sehingga ini digunakan dalam aplikasi yang berbeza.

• Pusat Ketuk Penyearah Gelombang Penuh
• Penyearah Jambatan Gelombang Penuh

Pusat Ketuk Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah jenis ini boleh dibina dengan transformer yang diketuk melalui penggulungan sekunder di mana AB mengetuk pada titik tengah ‘C’ & dua diod seperti D1, D2 disambungkan di bahagian atas dan bawah litar. Untuk pembetulan isyarat, diod D1 menggunakan voltan AC yang muncul di bahagian atas belitan sekunder sedangkan dioda D2 menggunakan belitan bawah. Penyearah jenis ini banyak digunakan dalam injap termionik & tiub vakum.

Ketuk Berpusat FWR

Litar penerus gelombang penuh paip tengah ditunjukkan di bawah. Di litar, voltan AC seperti Vin mengalir melintasi dua terminal seperti AB penggulungan sekunder pengubah setelah bekalan AC diaktifkan.

Litar Penyearah Jambatan Gelombang Penuh

Penyearah gelombang penuh Bridge Rectifier dapat dirancang dengan empat diod pembetulan. Ia tidak menggunakan sentuhan pusat. Seperti namanya, litar itu merangkumi rangkaian jambatan. Sambungan empat diod dalam litar dapat dilakukan dalam pola jambatan gelung tertutup. Penyearah ini lebih murah dan saiznya lebih kecil kerana tiada pengubah yang diketuk tengah.

Litar Penyearah Jambatan FW

Diod yang digunakan dalam litar ini dinamakan D1, D2, D3 & D4 di mana dua diod akan bergerak pada satu masa dan bukannya empat seperti D1 & D3 atau D2 & D4 berdasarkan kitaran separuh atas atau kitaran separuh bawah yang diberi makan ke litar.

Perbezaan antara Rectifier Gelombang Penuh dan Rectifier Gelombang Separuh

Berdasarkan parameter yang berbeza, perbezaan antara penerus gelombang penuh dan gelombang separuh dibincangkan di bawah. Perbezaan antara dua penerus ini merangkumi yang berikut.

Ciri-ciri Penyearah Gelombang Penuh

Ciri-ciri penerus gelombang penuh dibincangkan di bawah.

• Faktor Riak
• Faktor Bentuk
• Arus Keluaran DC
• Voltan Terbalik Puncak
• Nilai Root Mean Square dari Beban IRMS Semasa
• Kecekapan Penyearah

Faktor Riak

Faktor riak boleh didefinisikan sebagai nisbah voltan riak dan voltan DC tulen. Fungsi utama ini adalah untuk mengukur riak yang ada di dalam isyarat DC o / p, jadi berdasarkan faktor riak, isyarat DC dapat ditunjukkan. Apabila faktor riak tinggi maka ini menunjukkan isyarat DC berdenyut tinggi. Begitu juga, apabila faktor riak rendah maka ini menunjukkan isyarat DC berdenyut rendah.

Γ = √ (VrmsVDC)^dua−1

Di mana, γ = 0.48.

Faktor Bentuk

Faktor bentuk penerus gelombang penuh dapat didefinisikan sebagai nisbah nilai RMS arus dan arus keluaran DC.

Faktor Bentuk = Nilai RMS Arus / DC Output Semasa.

Untuk penerus gelombang penuh, faktor bentuk adalah 1.11

Arus Keluaran DC

Aliran arus di kedua-dua diod seperti D1 & D2 pada perintang beban o / p seperti RL berada dalam arah yang sama. Jadi, arus o / p adalah jumlah arus di kedua-dua dioda

Arus yang dihasilkan melalui dioda D1 adalah Imax / π.

Arus yang dihasilkan melalui dioda D2 adalah Imax / π.

Jadi, arus o / p (Saya_DC) = 2Imax / π .

Di mana,

‘Imax’ adalah arus beban DC maksimum

Voltan Terbalik Puncak (PIV)

Voltan songsang puncak atau PIV juga dikenali sebagai voltan terbalik puncak. Ia dapat ditakrifkan sebagai ketika dioda dapat menahan voltan maksimum dalam keadaan bias terbalik. Sekiranya voltan yang dikenakan lebih tinggi jika dibandingkan dengan PIV, maka dioda akan musnah secara kekal.

PIV = maksimum 2V

Voltan Keluaran DC

Voltan DC o / p boleh muncul pada perintang beban (RL) dan yang boleh diberikan seperti VDC = 2Vmax / π .

Di mana,

‘Vmax’ adalah voltan sekunder maksimum.

Saya_RMS

Nilai punca kuasa tengah arus beban bagi penerus gelombang penuh ialah

Saya_RMS= Im√2

_VRMS

Nilai punca rata-rata bagi voltan beban o / p dari penerus gelombang penuh ialah

V_RMS= Saya_RMS× R_L= Im / √2 × RL

Kecekapan Penyearah

Kecekapan penerus dapat didefinisikan sebagai pecahan daya DC o / p & daya AC i / p. Kecekapan penerus menunjukkan seberapa berkesan menukar AC menjadi DC. Apabila kecekapan penerus tinggi maka ia disebut penerus yang baik sedangkan kecekapannya rendah maka disebut penerus yang tidak cekap.

H = Keluaran (H_DC/ Input (Hlm_AC)

Untuk penerus ini, kecekapannya adalah 81.2% dan dua kali ganda berbanding dengan penerus separuh gelombang.

Kelebihan

The kelebihan penerus gelombang penuh sertakan perkara berikut.

• Berbanding dengan gelombang separuh, litar ini mempunyai kecekapan yang lebih tinggi
• Litar ini menggunakan kedua kitaran, jadi tidak ada kerugian dalam daya o / p.
• Jika dibandingkan dengan penerus separuh gelombang, faktor riak penerus ini kurang
• Setelah kedua-dua kitaran digunakan dalam pembetulan maka tidak akan hilang dalam isyarat voltan i / p
• Anda boleh menggunakan empat diod kuasa individu untuk membuat jambatan gelombang penuh, komponen penyearah jambatan siap tersedia di luar rak dalam pelbagai saiz voltan dan arus yang berbeza yang dapat disolder terus ke Papan litar PCB atau dihubungkan dengan penyambung sekop.
• Jambatan gelombang penuh memberi kita nilai DC min yang lebih besar dengan riak yang kurang ditumpangkan sementara bentuk gelombang output dua kali ganda dari frekuensi bekalan input. Oleh itu, tingkatkan tahap output DC rata-ratanya lebih tinggi dengan menyambungkan kapasitor pelicin yang sesuai di seluruh litar jambatan.
• Kelebihan penyearah jambatan gelombang penuh adalah ia mempunyai nilai riak AC yang lebih kecil untuk beban tertentu dan takungan yang lebih kecil atau kapasitor pelicin daripada litar separuh gelombang yang setara. Frekuensi asas voltan riak adalah dua kali ganda daripada frekuensi bekalan AC 100Hz di mana untuk gelombang separuh sama dengan frekuensi bekalan 50Hz.
• Jumlah voltan riak yang ditumpangkan di atas voltan bekalan DC oleh dioda dapat dihilangkan dengan menambahkan penapis π yang jauh lebih baik ke terminal output jambatan. Penapis lulus rendah terdiri daripada dua kapasitor pelicin dengan nilai yang sama dan tercekik atau induktansi melintasi mereka untuk memperkenalkan jalan impedans tinggi ke komponen riak berselang-seli.
• Alternatifnya adalah dengan menggunakan IC pengatur voltan terminal 3 rak di luar rak, seperti LM78xx di mana “xx” bermaksud penilaian voltan output untuk voltan keluaran positif atau setara terbalik dengan LM79xx untuk voltan keluaran negatif yang dapat mengurangkan riak dengan lebih daripada 70dB Lembaran Data sambil memberikan arus keluaran tetap melebihi 1 amp.
• Merupakan komponen asas untuk mendapatkan voltan D.C bagi komponen yang beroperasi dengan voltan D.C. Seseorang boleh menggambarkan ia berfungsi sebagai projek penerus gelombang penuh.
• Ia adalah jantung litar dan menggunakan jambatan dioda. Kapasitor digunakan untuk menghilangkan riak. Berdasarkan keperluan voltan D.C.

Kekurangan

The kelemahan penerus gelombang penuh sertakan perkara berikut.

• Ia menggunakan empat diod untuk merancang litar
• Litar ini tidak digunakan setiap kali voltan kecil perlu diperbetulkan kerana sambungan dua dioda dapat dilakukan secara bersiri & memberikan penurunan voltan berganda kerana ketahanan dalam mereka.
• Berbanding dengan gelombang separuh, ia rumit.
• Voltan terbalik puncak dioda tinggi, jadi ini lebih besar dan lebih mahal.
• Penyearah ini kompleks untuk meletakkan keran tengah di atas belitan kecil.
• DC o / p sedikit kerana setiap diod hanya menggunakan satu setengah daripada voltan sekunder pengubah.

Permohonan

The aplikasi penerus gelombang penuh sertakan perkara berikut.

• Penyearah jenis ini digunakan terutamanya untuk mengenal pasti amplitud isyarat radio modulasi.
• Dalam kimpalan elektrik, voltan DC terpolarisasi dapat dibekalkan melalui penyearah jambatan
• Litar penyearah jambatan digunakan dalam litar bekalan kuasa untuk aplikasi yang berbeza kerana dapat menukar voltan dari AC tinggi ke DC rendah.
• Penyearah ini digunakan untuk menyediakan bekalan kuasa ke peranti yang berfungsi dengan voltan DC yang serupa dengan LED dan Motor.

Oleh itu, ini adalah mengenai gambaran keseluruhan penerus gelombang penuh, litar, kerja, ciri, kelebihan, kekurangan, dan aplikasinya. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah pelbagai jenis penerus?