Vollwellen-Brückengleichrichter (JL) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Einführung

Diese hartnäckige Seite führt Sie durch alle Schritte, die zum Bau eines Vollwellenbrückengleichrichters erforderlich sind. Es ist nützlich, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln.

Teile (mit Kauflinks)

(Bilder der Teile sind bei entsprechender Bestellung enthalten)

Vier Dioden:

Ein 1kΩ Widerstand:

Ein 470μF Kondensator:

Ein Steckbrett:

One-Wire-Kit:

Ein Transformator:

Der oben angegebene Transformatortyp hat ein Windungsverhältnis von 115: 6,3, was geringfügig von dem von mir verwendeten 115: 6-Transformator abweicht. Dieser Unterschied in der Ausgangsspannung führt jedoch zu keiner wesentlichen Änderung der Ergebnisse und brennt weder die Dioden noch den Widerstand durch. Außerdem sollten so ziemlich alle wichtigen Diodentypen mit diesem Projekt kompatibel sein, aber stellen Sie sicher, dass die sich wiederholende Spitzensperrspannung höher ist als die Leistung des Transformators.

*Für Personen, die in Ländern leben, die 220V Wechselstrom verwenden

Die Ausgangsspannung des Transformators verdoppelt sich, aber das würde die Komponenten nicht durchbrennen, wenn Sie die richtigen Typen erhalten. Andernfalls könnten Sie den Widerstand des Widerstands verdoppeln oder einen Transformator verwenden, der ein Windungsverhältnis nahe 220:6 hat.

Schritt 1: Schaltung

Sie können den in den Bildern (P1) bereitgestellten Schaltplan als Anleitung zum Aufbau der Schaltung verwenden. Oder Sie könnten die Schaltung mit den Bildern der Schaltung aufbauen, die ich auf einem Steckbrett (P2 und P3) gebaut habe. Stellen Sie sicher, dass der Kondensator so ausgerichtet ist, dass sein langes Bein (positives Bein) in das obere Loch (Loch G4 auf meinem Steckbrett) gesteckt wird. Die Ausrichtung des Widerstands spielt keine Rolle. Es wird ein Bild bereitgestellt, das den Stromfluss in einer Diode anzeigt. Schaut es euch auf den Bildern an (P4). Der Vollwellen-Brückengleichrichter funktioniert nur, wenn die Dioden in die richtige Richtung weisen. In meinem Layout sind sie alle nach rechts ausgerichtet, sodass Sie schnell überprüfen können, ob jede Diode in der richtigen Ausrichtung ist.

Hier ist ein Link zu einer interaktiven Simulation dieser Schaltung:

Hoffentlich hilft Ihnen die interaktive Simulation, die Funktionsweise dieser Schaltung zu verstehen.

*Hier ist ein Link zu Anweisungen zur Verwendung eines Steckbretts, falls Sie damit nicht vertraut sind.

Schritt 2: (Optional) Verwenden Sie einen Funktionsgenerator und ein Oszilloskop zur Überprüfung

Bevor Sie den Transformator einstecken, können Sie Ihren Vollwellen-Brückengleichrichter testen, indem Sie ihn an einen Funktionsgenerator anschließen und die Wellenform der Lastspannung mit einem Oszilloskop betrachten.

1. Anschließen des Oszilloskops: Der Tastkopf sollte mit dem rechten Schenkel des Widerstands verbunden und geerdet werden, indem seine Massetastatur wie in der Abbildung gezeigt mit dem linken Schenkel des Widerstands verbunden wird.

2. Das Bild, das ich zur Verfügung gestellt habe (P1), das zeigt, wie Sie das Gerät anschließen sollten, hat das Steckbrett um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht. Stellen Sie sicher, dass alles richtig angeschlossen ist, bevor Sie den Funktionsgenerator einschalten.

3. Stellen Sie Ihren Funktionsgenerator so ein, dass er eine Sinuskurve mit einem Effektivwert von 6 V erzeugt (ggf. mit einem Multimeter testen).

Stellen Sie sicher, dass der positive Draht in die rote Stromschiene des Steckbretts geht (wo sich eine rote Linie befindet) und dass der Massedraht (negative) in die blaue Stromschiene (wo eine blaue Linie ist) geht.

Wenn die von Ihnen beobachtete Wellenform mit der von mir bereitgestellten (P2) identisch ist, fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Tipps zur Fehlerbehebung:

1. Wenn die Wellenform auf dem Oszilloskop nicht mit meiner übereinstimmt, versuchen Sie, die vertikale und horizontale Achse zu skalieren.
2. Stellen Sie sicher, dass sich keine der Drähte bei den Messungen berühren.
3. Wenn keine Spannungswerte angezeigt werden, versuchen Sie, die Komponenten erneut mit dem Steckbrett zu verbinden, da möglicherweise ein Stromkreis nicht geöffnet ist
4. Link zu einer Anleitung zur Verwendung eines Oszilloskops:
5. Link zu einer Anleitung zur Verwendung eines Funktionsgenerators:

Schritt 3: Verbinden Sie das Steckbrett mit dem Transformator

Schließen Sie den Transformator und das Oszilloskop gemäß den Anweisungen im vorherigen Abschnitt an und beziehen Sie sich dabei auf die Abbildungen in diesem Abschnitt. Beachten Sie, dass beim Anschließen des Steckbretts an den Transformator die positiven / negativen Seiten keine Rolle spielen, da der Strom wechselt. Die Art und Weise, wie Sie das Steckbrett mit dem Oszilloskop verbinden, bleibt gleich.

Schritt 4: Ergebnisse des Oszilloskops

Die Spannung am Widerstand (Lastspannung) sollte zwischen 5V und 6V variieren, mit einer Periode von 8,33 ms.

Warum beträgt die Periode 8,33 ms?

Die Frequenz der Wellenform sollte das Doppelte der Frequenz des Netzteils sein, das eine Frequenz von 60 Hz hat. Der Grund dafür ist, dass der Vollwellen-Brückengleichrichter ohne Kondensator im Wesentlichen den Absolutwert der ursprünglichen Sinuswellenform annimmt, sodass sich die Wellenform jede halbe Periode wiederholt. Dadurch verdoppelt sich die Frequenz und halbiert sich die Periode. 1/(2*60)=0,00833s=8,33ms.

Schritt 5: Schaltungserklärung

In dieser Schaltung wird eine Wechselspannung von 120 V Spitze-Spitze mit einem Transformator in 6 V umgewandelt. Also haben wir jetzt effektiv ein 6V AC Netzteil. Die 4 Dioden sind so angeordnet, dass der Ausgangsstrom der Diodengruppe nur in eine Richtung fließt, auch wenn der Eingangsstrom sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung fließt, die Spannung jedoch nicht konstant ist, da die Eingangsspannung sinusförmig ist (schwingt also wie eine Sinus- oder Cosinuswelle). Die Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Zeit, wenn kein Kondensator angeschlossen ist, sieht aus wie P2 (t-Achse nicht maßstabsgetreu).

Die Dioden können dies, weil sie (in den meisten Fällen) nur Strom in eine Richtung fließen lassen.

Der Kondensator dient dazu, elektrische Energie zu speichern und bei geringem Strom auf der Lastseite abzugeben. Diese Eigenschaft des Kondensators eignet sich zum Glätten der Ausgangsspannung.

Sie können sich die interaktive Simulation ansehen, um eine visuellere Darstellung des Stromflusses zu erhalten: