Vollwellengleichrichterschaltung durch Brückengleichrichtung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Gleichrichtung ist der Vorgang der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom.

Schritt 1: Zusammengebautes Diagramm des Projekts

Gleichrichtung ist der Vorgang der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. Jedes Offline-Netzteil verfügt über einen Gleichrichterblock, der den Wechselstrom immer in Gleichstrom umwandelt. Der Gleichrichterblock erhöht entweder die Hochspannungs-Gleichspannung oder entweder die AC-Wandsteckdosenquelle auf die Niederspannungs-Gleichspannung. Darüber hinaus wird der Prozess von Filtern begleitet, die den DC-Wandlungsprozess glätten. In diesem Projekt geht es um die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom mit und ohne Filter. Der verwendete Gleichrichter ist jedoch ein Vollwellengleichrichter. Das Folgende ist das zusammengestellte Diagramm des Projekts.

Schritt 2: Methoden der Berichtigung

Es gibt zwei grundlegende Techniken, um eine Berichtigung zu erhalten. Beide sind wie unter:

1. Vollwellengleichrichtung mit Mittenanzapfung Das Schaltbild der Vollwellengleichrichtung mit Mittenanzapfung ist wie unten dargestellt.

2. Brückengleichrichtung mit vier Dioden

Wenn die beiden Zweige einer Schaltung mit dem dritten Zweig verbunden sind, bildet sie eine Schleife und wird als die Konfiguration der Brückenschaltung bezeichnet. Bei diesen beiden Techniken der Brückengleichrichtung ist die bevorzugte Technik ein Brückengleichrichter unter Verwendung von Dioden, da die beiden Dioden die Verwendung eines mittig angezapften Transformators erfordern, der für den Gleichrichtungsprozess nicht zuverlässig ist. Darüber hinaus ist das Diodengehäuse in Form eines Gehäuses leicht erhältlich, z. B. GBJ1504, DB102 und KBU1001 usw. Das Ergebnis ist in der folgenden Abbildung mit einer sinusförmigen Spannung von 220 V mit einer Frequenz von 50/60 Hz dargestellt.

Erforderliche KomponentenDas Projekt kann mit einer kleinen Anzahl von Komponenten abgeschlossen werden. Die erforderlichen Komponenten wie folgt. 1. Transformator (220V/15V AC Abwärtsschritt)

2. Widerstände

3. Mikrofon RB 156

4. Kondensatoren

5. Dioden (IN4007)

6. Brotbrett

7. Anschließen von Drähten

8. DMM (Digital-Multimeter)

Vorsichtshinweis:

In diesem Projekt mit einer RMS-Spannung von 15 V wird die Spitzenspannung über 21 V liegen. Daher müssen die verwendeten Komponenten in der Lage sein, 25 V oder mehr auszuhalten.

Funktionsweise der Schaltung:

Die Verwendung des Abwärtstransformators ist eingebaut, der aus den Primär- und Sekundärwicklungen besteht, die über den beschichteten Eisenkern gewickelt sind. Die Windungen der Primärwicklung müssen höher sein als die Windungen der Sekundärwicklung. Jede dieser Wicklungen wirkt als separate Induktivität, und wenn die Primärwicklung mit einer Wechselstromquelle versorgt wird, wird die Wicklung erregt, die wiederum einen Fluss erzeugt. Während die Sekundärwicklung den Wechselfluss erfährt, der von der Primärwicklung erzeugt wird, induziert und EMF über die Sekundärwicklung. Die induzierte EMF fließt dann über den daran angeschlossenen externen Stromkreis. Die Induktivität der Wicklung in Kombination mit dem Windungsverhältnis definiert die Menge des Flusses, der von der Primärwicklung erzeugt wird, und der in der Sekundärwicklung induzierten EMF.

Schritt 3: Grundschaltplan

Das Folgende ist der grundlegende Schaltplan, der in einer Software implementiert ist.

ArbeitsprinzipFür das Projekt wird eine Wechselspannung mit einer geringeren Amplitude von nur 15 V RMS, die fast 21 V Spitze-Spitze beträgt, unter Verwendung der Brückenschaltung in den Gleichstrom gleichgerichtet. Die Wellenform einer Wechselstromversorgung lässt sich in die positive und die negative Halbwelle aufteilen. Hier werden Strom und Spannung vom digitalen Multimeter (DMM) in den Effektivwerten gemessen. Das Folgende ist die Schaltung, die für das Projekt simuliert wird.

Wenn die positive Halbwelle des Wechselstroms durch die Dioden D2 und D3 fließt, werden sie leitend oder in Durchlassrichtung vorgespannt, während die Dioden D1 und D4 leiten, wenn eine negative Halbwelle durch die Schaltung fließt. Daher leiten die Dioden während beider Halbzyklen. Die Wellenform am Ausgang kann wie folgt erzeugt werden.

Die Wellenform in roter Farbe in der obigen Abbildung ist von Wechselstrom, während die Wellenform in grüner Farbe von Gleichstrom ist, der durch Brückengleichrichter gleichgerichtet wird.

Ausgang bei Verwendung von Kondensatoren

Um den Welligkeitseffekt in der Wellenform zu reduzieren oder die Wellenform kontinuierlich zu machen, müssen wir den Kondensatorfilter an seinem Ausgang hinzufügen. Die grundlegende Funktion des Kondensators besteht darin, dass er parallel zur Last verwendet wird, um eine konstante Spannung an seinem Ausgang aufrechtzuerhalten. Daher wird dies die Welligkeit im Ausgang der Schaltung reduzieren.

Schritt 4: Verwenden des 1uF-Kondensators zum Filtern

Wenn ein 1uF-Kondensator in der Schaltung über die Last verwendet wird, gibt es eine signifikante Änderung in der Ausgabe der Schaltung, die glatt und gleichmäßig ist. Das folgende ist das grundlegende Schaltbild der Technik.

Der Ausgang wird durch den 1uF-Kondensator gefiltert, der die Welle nur bis zu einem gewissen Grad dämpft, da der Energiespeicher des Kondensators weniger als 1uF beträgt. Das folgende ist das Simulationsergebnis des Schaltplans.

Da die Welligkeit im Ausgang der Schaltung immer noch zu sehen ist, können die Welligkeiten daher durch Ändern der Werte des Kondensators leicht entfernt werden. Das Folgende sind die Ergebnisse für die Kapazitäten von -1uF (Grün), -4,7uF (Blau), -10uF (Senfgrün) und -47uF (Dunkelgrün).

Schaltungsbetrieb mit Kondensator und Berechnung des Welligkeitsfaktors Während negativer und positiver Halbzyklen paaren sich die Dioden als Vorwärts- oder Rückwärtsvorspannung und der Kondensator wird immer wieder sowohl geladen als auch entladen. Während des Intervalls, in dem die Momentanspannung, wenn die gespeicherte Energie höher ist als die Momentanspannung, liefert der Kondensator dann die gespeicherte Energie. Je größer die Speicherkapazität des Kondensators ist, desto geringer ist daher sein Welligkeitseffekt in den Ausgangswellenformen. Der Welligkeitsfaktor kann wie folgt berechnet werden.

Der Welligkeitsfaktor wird durch die höheren Werte des Kondensators kompensiert. Daher beträgt der Wirkungsgrad des Vollwellen-Brückengleichrichters fast 80 Prozent, was dem Doppelten des Einweg-Gleichrichters entspricht.

Schritt 5: Arbeitsdiagramm des Projekts

Arbeitsdiagramm des Projekts