Pada tahun 1880-an, pengenalan dan keunikan penerus dimulakan. Kemajuan penerus telah mencipta pelbagai pendekatan dalam domain elektronik kuasa. Diod awal yang digunakan dalam penyearah dirancang pada tahun 1883. Dengan evolusi diod vakum yang dipelopori pada hari-hari awal tahun 1900-an, terdapat batasan pada penerus. Sedangkan dengan modifikasi pada tabung busur merkuri, penggunaan penerus diperluas ke berbagai rentang megawatt. Dan satu jenis penerus ialah penyearah gelombang separuh.

Peningkatan dalam diod vakum menunjukkan evolusi untuk tiub busur merkuri dan tabung busur merkuri ini disebut sebagai tabung penyearah. Dengan pengembangan penerus, banyak bahan lain dipelopori. Jadi, ini adalah penjelasan ringkas tentang bagaimana penerus dikembangkan dan bagaimana mereka berkembang. Mari kita mempunyai penjelasan yang jelas dan terperinci untuk mengetahui apa itu penerus gelombang separuh, litarnya, prinsip kerja, dan ciri-cirinya.

“jadual kebenaran penambah penuh penambah ”

Apa itu Rectifier Half Wave?

Penyearah adalah alat elektronik yang menukar voltan AC menjadi voltan DC. Dengan kata lain, ia menukar arus bolak ke arus terus. Penyearah digunakan di hampir semua peranti elektronik. Kebanyakannya digunakan untuk menukar voltan utama ke voltan DC di bekalan kuasa bahagian. Dengan menggunakan alat elektronik bekalan voltan DC berfungsi. Mengikut tempoh pengaliran, penerus dikelaskan kepada dua kategori: Half Wave Rectifier dan Penyearah Gelombang Penuh

Pembinaan

Jika dibandingkan dengan penerus gelombang penuh, HWR adalah penerus paling mudah untuk pembinaan. Hanya dengan satu diod, pembinaan peranti dapat dilakukan.

Pembinaan HWR

Penyearah separuh gelombang terdiri daripada komponen di bawah:

Sumber arus bolak-balik
Perintang di bahagian beban
Diod
Pengubah step-down

Sumber AC

Sumber arus ini membekalkan arus bolak ke seluruh litar. Arus AC ini secara umum dilambangkan sebagai isyarat sinus.

Transformer Step-Down

Untuk menaikkan atau menurunkan voltan AC, pengubah biasanya digunakan. Sebagai transformer step-down digunakan di sini, ia menurunkan voltan AC sementara ketika transformer step-up digunakan, ia meningkatkan voltan AC dari tahap minimum ke tahap tinggi. Dalam HWR, pengubah step-down kebanyakan digunakan di mana kerana voltan yang diperlukan untuk dioda sangat minimum. Apabila pengubah tidak digunakan, maka voltan AC dalam jumlah yang banyak akan menyebabkan kerosakan pada dioda. Sedangkan dalam beberapa situasi, transformer step-up juga dapat digunakan.

Pada peranti turun, belitan sekunder mempunyai putaran minimum daripada belitan primer. Oleh kerana itu, transformer step-down menurunkan tahap voltan dari primer ke belitan sekunder.

Diod

Menggunakan diod dalam penyearah gelombang separuh membenarkan aliran arus hanya dalam satu arah sedangkan ia menghentikan aliran arus di jalan lain.

Perintang

Ini adalah alat yang menyekat aliran arus elektrik hanya ke tahap yang ditentukan.

Ini adalah pembinaan penerus gelombang separuh .

Bekerja dengan Half Wave Rectifier

Semasa separuh kitaran positif, diod berada dalam keadaan bias penerusan dan ia mengalirkan arus ke RL (Rintangan beban). Voltan dikembangkan di seluruh beban, yang sama dengan isyarat AC input dari kitar separuh positif.

Sebagai alternatif, semasa separuh kitaran negatif, diod berada dalam keadaan bias terbalik dan tidak ada aliran semasa melalui diod. Hanya voltan input AC yang muncul di seluruh beban dan itu adalah hasil bersih yang mungkin berlaku semasa kitaran separuh positif. Voltan keluaran berdenyut voltan DC.

Litar Penyearah

Litar fasa tunggal atau litar berbilang fasa berada di bawah litar penerus . Untuk aplikasi domestik litar penerus kuasa rendah fasa tunggal digunakan dan aplikasi HVDC industri memerlukan pembetulan tiga fasa. Aplikasi terpenting a Diod persimpangan PN adalah pembetulan dan ia adalah proses menukar AC ke DC.

Pembetulan Separuh Gelombang

Dalam penerus gelombang separuh fasa tunggal, sama ada separuh negatif atau positif voltan AC mengalir, sementara separuh voltan AC yang lain disekat. Oleh itu output hanya menerima satu setengah gelombang AC. Dioda tunggal diperlukan untuk pembetulan gelombang separuh fasa tunggal dan tiga diod untuk bekalan tiga fasa. Penyearah gelombang separuh menghasilkan lebih banyak kandungan riak daripada penyearah gelombang penuh dan untuk menghilangkan harmonik ia memerlukan penapisan yang lebih banyak.

Penyearah gelombang separuh fasa tunggal

Untuk voltan input sinusoidal, voltan DC output tanpa beban untuk penerus separuh gelombang yang ideal adalah

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Suara / ᴨ

Di mana

Voltan output Vdc, Vav - DC atau voltan keluaran purata
Vpeak - nilai puncak voltan fasa input
Vrms - voltan keluaran nilai rata-rata punca kuasa dua

Pengoperasian Half-Wave Rectifier

Diod simpang PN hanya berlaku semasa keadaan bias ke hadapan. Penyearah separuh gelombang menggunakan prinsip yang sama dengan diod simpang PN dan dengan itu menukar AC ke DC. Dalam litar penerus separuh gelombang, rintangan beban dihubungkan secara bersiri dengan diod simpang PN. Arus bolak-balik adalah input penerus gelombang separuh. Transformer step-down mengambil voltan input dan output yang dihasilkan dari pengubah diberikan kepada perintang beban dan ke diod.

Operasi HWR dijelaskan dalam dua fasa iaitu

Proses gelombang separuh positif
Proses gelombang separuh negatif

Gelombang Separuh Positif

Apabila frekuensi 60 Hz sebagai voltan AC input, transformer step-down menurunkan ini menjadi voltan minimum. Oleh itu, voltan minimum dihasilkan pada penggulungan sekunder pengubah. Voltan ini pada belitan sekunder disebut sebagai voltan sekunder (Vs). Voltan minimum diberi sebagai voltan masukan ke diod.

Apabila voltan masukan mencapai diod, pada masa kitaran separuh positif, diod bergerak ke keadaan bias maju dan membenarkan aliran arus elektrik, sedangkan, pada masa kitaran separuh negatif, diod bergerak ke keadaan bias negatif dan menghalang aliran arus elektrik. Sisi positif isyarat input yang diterapkan pada diod adalah sama dengan voltan DC hadapan yang diterapkan pada diod P-N. Dengan cara yang sama, sisi negatif dari isyarat input yang diterapkan pada diod adalah sama dengan voltan DC terbalik yang diterapkan pada dioda P-N

Oleh itu, diketahui bahawa diod mengalirkan arus dalam keadaan bias maju dan menghalang aliran arus dalam keadaan bias terbalik. Dengan cara yang sama, dalam litar AC, diod membenarkan aliran arus sepanjang kitaran + ve dan menyekat aliran arus pada masa kitaran -ve. Datang ke + ve HWR, ia tidak akan sepenuhnya menghalang separuh pusingan, ia membenarkan beberapa segmen separuh ve-kitaran atau membenarkan arus negatif minimum. Ini adalah generasi semasa kerana pembawa cas minoriti yang berada di dioda.

Penjanaan arus melalui pembawa caj minoriti ini sangat minimum dan sehingga dapat diabaikan. Bahagian minima-setengah kitaran ini tidak dapat dilihat pada bahagian beban. Dalam diod praktikal, dianggap bahawa arus negatif adalah '0'.

Perintang di bahagian beban menggunakan arus DC yang dihasilkan oleh diod. Oleh itu, perintang diistilahkan sebagai perintang beban elektrik di mana voltan / arus DC dikira di perintang ini (R_L). Output elektrik dianggap sebagai faktor elektrik litar yang menggunakan arus elektrik. Dalam HWR, perintang menggunakan arus yang dihasilkan diod. Kerana itu, perintang dipanggil sebagai perintang beban. The R_Ldalam HWR's digunakan untuk pembatasan atau pembatasan arus DC tambahan yang dihasilkan oleh dioda.

Oleh itu, disimpulkan bahawa isyarat output dalam penyearah gelombang separuh adalah pusingan + ve berterusan yang berbentuk sinusoidal.

Gelombang Separuh Negatif

Operasi dan pembinaan penerus gelombang separuh dengan cara yang negatif hampir sama dengan penerus gelombang separuh positif. Satu-satunya senario yang akan diubah di sini adalah arah diod.

Apabila voltan masukan sampai ke diod, pada masa kitaran separuh negatif, diod bergerak ke keadaan bias maju dan membenarkan aliran arus elektrik, sedangkan, pada masa kitaran separuh positif, diod bergerak ke keadaan bias negatif dan menghalang aliran arus elektrik. Sisi negatif isyarat input yang diterapkan pada diod adalah sama dengan voltan DC hadapan yang diterapkan pada dioda P-N. Dengan cara yang sama, sisi positif isyarat input yang diterapkan pada diod adalah sama dengan voltan DC terbalik yang diterapkan pada dioda P-N

Oleh itu, diketahui bahawa diod mengalirkan arus dalam keadaan bias terbalik dan menghalang aliran arus dalam keadaan bias ke hadapan. Dengan cara yang sama, dalam litar AC, diod membenarkan aliran arus sepanjang kitaran -ve dan menyekat aliran arus pada masa kitaran + ve. Menjelang -ve HWR, ia tidak akan sepenuhnya menghalang + ve separuh kitaran, ia membenarkan beberapa segmen + ve separuh kitaran atau membenarkan arus positif minimum. Ini adalah generasi semasa kerana pembawa cas minoriti yang berada di dioda.

Penjanaan arus melalui pembawa caj minoriti ini sangat minimum dan sehingga dapat diabaikan. Bahagian minima kitaran + ve ini tidak dapat dilihat pada bahagian beban. Dalam diod praktikal, dianggap bahawa arus positif adalah '0'.

Perintang di bahagian beban menggunakan arus DC yang dihasilkan oleh diod. Jadi, perintang diistilahkan sebagai perintang beban elektrik di mana voltan / arus DC dikira di perintang ini (R_L). Output elektrik dianggap sebagai faktor elektrik litar yang menggunakan arus elektrik. Dalam HWR, perintang menggunakan arus yang dihasilkan diod. Kerana itu, perintang dipanggil sebagai perintang beban. The R_Ldalam HWR's digunakan untuk pembatasan atau pembatasan arus DC tambahan yang dihasilkan oleh dioda.

Dalam diod yang ideal, separuh kitaran + ve dan -ve pada bahagian output kelihatan serupa dengan + ve dan -ve half cycle Tetapi dalam senario praktikal, + ve dan -ve half cycle agak berbeza dengan kitaran input dan ini boleh diabaikan.

Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa isyarat output dalam penyearah gelombang separuh adalah pusingan separuh berterusan yang berbentuk sinusoidal. Jadi, output penerus gelombang separuh adalah isyarat sinus + ve dan -ve sinus, tetapi bukan isyarat DC tulen dan dalam bentuk berdenyut.

Bekerja dengan Half Wave Rectifier

Nilai DC berdenyut ini akan berubah melalui jangka masa yang singkat.

Kerja Penyearah Gelombang Separuh

Semasa separuh kitaran positif, apabila belitan sekunder dari hujung atas positif sehubungan dengan hujung bawah, dioda berada dalam keadaan bias maju dan ia mengalirkan arus. Semasa separuh kitaran positif, voltan masukan diterapkan secara langsung ke rintangan beban apabila rintangan hadapan dioda dianggap sifar. Bentuk gelombang voltan keluaran dan arus keluaran adalah sama dengan voltan input AC.

Semasa separuh kitaran negatif, apabila belitan sekunder dari hujung bawah positif terhadap hujung atas, dioda berada dalam keadaan bias terbalik dan ia tidak mengalirkan arus. Semasa separuh kitaran negatif, voltan dan arus melintasi beban tetap sifar. Besarnya arus terbalik sangat kecil dan diabaikan. Jadi, tidak ada daya yang dihantar semasa separuh kitaran negatif.

Satu siri kitar separuh positif adalah voltan output yang dikembangkan di seluruh rintangan beban. Outputnya adalah gelombang DC berdenyut dan untuk membuat penapis gelombang keluaran lancar, yang seharusnya berada di seberang beban, digunakan. Sekiranya gelombang input separuh kitaran, maka ia dikenali sebagai penerus gelombang separuh.

Litar Penyearah Separuh Gelombang Tiga Fasa

Penyearah gelombang separuh fasa tiga fasa memerlukan tiga dioda, masing-masing disambungkan ke fasa. Litar penerus tiga fasa mengalami banyak penyelewengan harmonik pada kedua-dua sambungan DC dan AC. Terdapat tiga nadi berbeza setiap kitaran pada voltan keluaran sisi DC.

HWR tiga fasa digunakan terutamanya untuk menukar kuasa AC tiga fasa menjadi kuasa DC tiga fasa. Di sini, di tempat dioda, suis digunakan yang disebut suis tidak terkawal. Di sini, suis yang tidak terkawal sesuai bahawa tidak ada pendekatan untuk mengatur masa ON dan OFF suis. Peranti ini dibina menggunakan bekalan kuasa tiga fasa yang disambungkan ke transformer 3 fasa di mana penggulungan sekunder pengubah sentiasa mempunyai sambungan bintang.

Di sini, hanya sambungan bintang yang diikuti kerana alasan bahawa titik neutral diperlukan untuk menghubungkan sambungan beban ke belitan sekunder transformer, sehingga menawarkan arah kembali untuk aliran daya.

Pembinaan umum HWR 3 fasa yang memberikan beban resistif semata-mata ditunjukkan pada gambar di bawah. Dalam reka bentuk pembinaan, setiap fasa pengubah disebut sebagai sumber AC individu.

Kecekapan yang diperoleh melalui transformer tiga fasa hampir 96.8%. Walaupun kecekapan tiga fasa HWR lebih banyak daripada HWR fasa tunggal, ini kurang daripada prestasi penyearah gelombang penuh tiga fasa.

Tiga Fasa HWR

Ciri-ciri Penyearah gelombang separuh

Ciri-ciri penerus separuh gelombang untuk parameter berikut

PIV (Voltan Terbalik Puncak)

Semasa keadaan bias terbalik, diod terpaksa bertahan kerana voltan maksimumnya. Semasa separuh kitaran negatif, tidak ada arus yang mengalir melalui beban. Jadi, keseluruhan voltan muncul di seluruh diod kerana terdapat penurunan voltan melalui rintangan beban.

PIV penerus separuh gelombang = V_SMAX

Ini adalah PIV penerus gelombang separuh .

Arus Purata dan Puncak dalam Diod

Dengan andaian, voltan merentasi sekunder transformer menjadi sinusoidal dan nilai puncaknya adalah V_SMAX. Voltan sesaat yang diberikan kepada penerus gelombang separuh adalah

Vs = V_SMAXTanpa wt

“bagaimana modulasi lebar nadi berfungsi ”

Arus yang mengalir melalui rintangan beban adalah

Saya_MAX= V_SMAX/ (R_F+ R_L)

Peraturan

Peraturan adalah perbedaan antara voltan tanpa beban ke voltan beban penuh sehubungan dengan voltan beban penuh, dan peratusan peraturan voltan diberikan sebagai

% Peraturan = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Kecekapan

Nisbah input AC ke output DC dikenali sebagai kecekapan (?).

? = Pdc / Pac

Kuasa DC yang dihantar ke beban adalah

Pdc = Saya^dua_dcR_L= (Saya_MAX/ ᴨ)^duaR_L

Kuasa AC input ke pengubah,

Pac = Pelesapan daya dalam rintangan beban + pelesapan daya di diod persimpangan

= Saya^dua_rmsR_F+ Saya^dua_rmsR_L= {Saya^dua_MAX/ 4} [R_F+ R_L]

? = Pdc / Pac = 0.406 / {1 + R_F/ R_L}

Kecekapan penerus gelombang separuh adalah 40.6% apabila R_Fdiabaikan.

Faktor Riak (γ)

Kandungan riak ditakrifkan sebagai jumlah kandungan AC yang terdapat dalam output DC. Sekiranya faktor riak kurang, prestasi penerus akan lebih banyak. Nilai faktor riak ialah 1.21 untuk penerus gelombang separuh.

“untuk apa fpgas digunakan ”

Daya DC yang dihasilkan oleh HWR bukanlah isyarat DC tepat, tetapi isyarat DC berdenyut, dan dalam bentuk DC berdenyut, ada riak. Riak ini dapat dikurangkan dengan menggunakan alat penapis seperti induktor dan kapasitor.

Untuk mengira bilangan riak dalam isyarat DC, faktor digunakan dan disebut faktor riak yang diwakili sebagai γ . Apabila faktor riak tinggi, ia menunjukkan gelombang DC berdenyut yang diperpanjang sedangkan faktor riak minimum menunjukkan gelombang DC berdenyut minimum,

Apabila nilai γ sangat minimum, ini menunjukkan bahawa arus DC output hampir sama dengan isyarat DC tulen. Oleh itu, dapat dinyatakan bahawa semakin rendah faktor riak, semakin halus isyarat DC.

Dalam bentuk matematik, faktor riak ini dilambangkan sebagai perkadaran nilai RMS bahagian AC ke bahagian DC voltan keluaran.

Faktor riak = nilai RMS bahagian AC / nilai RMS bahagian DC

Saya^dua= Saya^dua_dc+ Saya^dua₁+ Saya^dua_dua+ Saya^dua₄= Saya^dua_dc+ Saya^dua_dan

γ = Saya_dan/ Saya_dc= (Saya^dua- Saya^dua_dc) / Saya_dc= {(Saya_rms/ Saya^dua_dc) / Idc = {(I_rms/ Saya^dua_dc) -1} = k_f^dua-1)

Di mana kf - faktor bentuk

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1.57

Jadi, c = (1.572 - 1) = 1.21

Faktor Penggunaan Transformer (TUF)

Ia ditakrifkan sebagai nisbah kuasa AC yang dihantar ke peringkat AC sekunder beban dan pengubah. TUF penerus gelombang separuh kira-kira 0.287.

HWR dengan Penapis Kapasitor

Seperti teori umum yang dibincangkan di atas untuk output penerus gelombang separuh adalah isyarat DC berdenyut. Ini diperoleh output apabila HWR dikendalikan tanpa melaksanakan penapis. Penapis adalah alat yang digunakan untuk mengubah isyarat DC berdenyut menjadi isyarat DC stabil yang bermaksud (penukaran isyarat berdenyut menjadi isyarat lancar). Ini dapat dicapai dengan menekan riak arus terus yang berlaku dalam isyarat.

Walaupun alat ini dapat digunakan secara teoritis tanpa penapis, tetapi ia semestinya dilaksanakan untuk aplikasi praktikal apa pun. Oleh kerana alat DC memerlukan isyarat yang stabil, isyarat berdenyut harus diubah menjadi yang lancar agar dapat digunakan untuk aplikasi yang sebenarnya. Inilah sebabnya HWR digunakan dengan penapis dalam senario praktikal. Di tempat penapis, induktor atau kapasitor boleh digunakan, tetapi HWR dengan kapasitor adalah peranti yang paling umum digunakan.

Gambar di bawah menerangkan rajah litar pembinaan penerus separuh gelombang dengan penapis kapasitor dan bagaimana ia melancarkan isyarat DC yang berdenyut.

Kelebihan dan kekurangan

Jika dibandingkan dengan penerus gelombang penuh, penerus gelombang separuh tidak banyak digunakan dalam aplikasi. Walaupun terdapat sedikit kelebihan untuk peranti ini. The kelebihan penerus gelombang separuh adalah :

Murah - Kerana sebilangan kecil komponen digunakan
Ringkas - Oleh kerana reka bentuk litar benar-benar mudah
Mudah digunakan - Oleh kerana pembinaannya mudah, penggunaan peranti juga akan diperkemas
Sebilangan kecil komponen

The kelemahan penerus gelombang separuh adalah:

Pada bahagian beban, daya output disertakan dengan komponen DC dan AC di mana tahap frekuensi asasnya serupa dengan tahap frekuensi voltan masukan. Juga, akan ada peningkatan faktor riak yang bermaksud bahawa kebisingan akan tinggi, dan penyaringan yang lebih panjang diperlukan untuk memberikan output DC yang tetap.
Kerana hanya akan ada penghantaran kuasa pada satu setengah kitaran voltan AC input, prestasi pembetulannya minimum, dan juga daya outputnya akan lebih sedikit.
Penyearah separuh gelombang mempunyai faktor penggunaan transformer minimum
Pada teras pengubah, terdapat ketepuan DC di mana ini mengakibatkan arus magnetisasi, kehilangan histeresis, dan juga pengembangan harmonik.
Jumlah kuasa DC yang dihantar dari penyearah gelombang separuh tidak mencukupi untuk menjana bekalan elektrik secara keseluruhan. Sedangkan ini dapat digunakan untuk beberapa aplikasi seperti pengisian bateri.

Permohonan

Yang utama penerapan penerus separuh gelombang adalah untuk mendapatkan kuasa AC dari kuasa DC. Penyearah terutamanya digunakan litar dalaman bekalan kuasa di hampir setiap alat elektronik. Dalam bekalan kuasa, penyearah umumnya terletak secara siri sehingga terdiri dari pengubah, penapis pelicin, dan pengatur voltan. Beberapa aplikasi HWR lain adalah:

Melaksanakan penerus dalam bekalan kuasa membolehkan penukaran AC ke DC. Penyearah jambatan digunakan secara meluas untuk aplikasi besar, di mana mereka memiliki kemampuan untuk menukar voltan AC tingkat tinggi ke voltan DC minimum.
Pelaksanaan HWR membantu mendapatkan tahap voltan DC yang diperlukan melalui transformer step-down atau step-up.
Peranti ini juga digunakan dalam besi kimpalan jenis litar dan juga digunakan untuk penghalau nyamuk untuk mendorong plumbum untuk uap.
Digunakan pada peranti radio AM untuk tujuan pengesanan
Digunakan sebagai litar pembakaran dan penghasilan nadi
Dilaksanakan dalam alat penguat voltan dan modulasi.

Ini semua berkaitan dengan Litar penerus Separuh Gelombang dan bekerja dengan ciri-cirinya. Kami percaya bahawa maklumat yang diberikan dalam artikel ini sangat membantu anda untuk memahami projek ini dengan lebih baik. Selanjutnya, untuk sebarang pertanyaan mengenai artikel ini atau bantuan dalam melaksanakannya projek elektrik dan elektronik , anda boleh menghubungi kami dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah fungsi utama penerus gelombang separuh?