Схема полноволнового выпрямителя через мостовое выпрямление: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Выпрямление - это процесс преобразования переменного тока в постоянный.

Шаг 1: Собранная схема проекта

Выпрямление - это процесс преобразования переменного тока в постоянный. Каждый автономный источник питания имеет блок выпрямления, который всегда преобразует переменный ток в постоянный. Блок выпрямителя либо увеличивает высоковольтный постоянный ток, либо понижает напряжение настенной розетки переменного тока до низкого постоянного напряжения. Кроме того, процесс сопровождается фильтрами, которые сглаживают процесс преобразования постоянного тока. Этот проект касается преобразования переменного тока в постоянный с фильтром и без него. Однако используемый выпрямитель является двухполупериодным. Ниже представлена собранная схема проекта.

Шаг 2: Методы исправления

Есть два основных метода получения исправления. Оба как под:

1. Полноволновое выпрямление с центральным отводом Принципиальная схема двухполупериодного выпрямления с отводом по центру приведена ниже.

2. Мостовое выпрямление с использованием четырех диодов.

Когда две ветви схемы подключены к третьей ветви, образуется петля, известная как конфигурация мостовой схемы. В этих двух методах мостового выпрямления предпочтительным методом является мостовой выпрямитель с использованием диодов, поскольку два диода требуют использования трансформатора с центральным ответвлением, который не является надежным для процесса выпрямления. Более того, диодный корпус легко доступен в виде корпуса, например GBJ1504, DB102 и KBU1001 и т. Д. Результат показан на рисунке ниже с синусоидальным напряжением 220 В с частотой 50/60 Гц.

Необходимые компоненты Проект может быть завершен с помощью небольшого количества компонентов. Компоненты требуются следующим образом. 1. Трансформатор (понижающий 220/15 В переменного тока)

2. Резисторы

3. MIC RB 156

4. Конденсаторы

5. Диоды (IN4007)

6. Хлебная доска

7. Соединительные провода

8. DMM (цифровой мультиметр)

Меры предосторожности:

В этом проекте для среднеквадратичного напряжения 15 В его пиковое напряжение будет выше 21 В. Следовательно, используемые компоненты должны выдерживать напряжение 25 В или выше.

Работа схемы:

Используется понижающий трансформатор, который состоит из первичной и вторичной обмоток, намотанных на железный сердечник с покрытием. Количество витков первичной обмотки должно быть больше, чем витков вторичной обмотки. Каждая из этих обмоток действует как отдельные индукторы, и когда первичная обмотка питается от источника переменного тока, обмотка возбуждается, что, в свою очередь, генерирует магнитный поток. В то время как вторичная обмотка испытывает переменный поток, создаваемый индукцией первичной обмотки и ЭДС на вторичной обмотке. Затем индуцируемая ЭДС протекает через подключенную к ней внешнюю цепь. Индуктивность обмотки в сочетании с соотношением витков определяет величину магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой, и ЭДС, индуцированную во вторичной обмотке.

Шаг 3: принципиальная электрическая схема

Ниже представлена основная принципиальная схема, реализованная в программном обеспечении.

Принцип работы Для проекта, учитывая, что напряжение переменного тока, имеющее более низкую амплитуду, как 15 В RMS, что составляет почти 21 В от пика до пика, выпрямляется в постоянный ток с помощью мостовой схемы. Форма волны источника переменного тока может быть разделена на положительные и отрицательные полупериоды. Здесь ток и напряжение измеряются цифровым мультиметром (DMM) в среднеквадратических значениях. Ниже приводится схема, моделируемая для проекта.

Когда положительный полупериод переменного тока проходит через диоды D2 и D3, они будут проводить или смещены в прямом направлении, в то время как диоды D1 и D4 будут проводить, когда отрицательный полупериод пройдет через цепь. Следовательно, в течение обоих полупериодов диоды будут проводящими. Форма волны на выходе может быть сгенерирована следующим образом.

Форма волны красного цвета на рисунке выше относится к переменному току, а форма волны зеленого цвета - к постоянному току, выпрямляемому через мостовые выпрямители.

Выход с использованием конденсаторов

Чтобы уменьшить эффект пульсации в форме волны или сделать ее непрерывной, мы должны добавить конденсаторный фильтр на его выходе. Основная работа конденсатора - это когда он используется параллельно нагрузке для поддержания постоянного напряжения на его выходе. Следовательно, это уменьшит пульсации на выходе схемы.

Шаг 4. Использование конденсатора емкостью 1 мкФ для фильтрации

Когда в цепи через нагрузку используется конденсатор емкостью 1 мкФ, выходной сигнал цепи становится плавным и однородным. Ниже приводится основная принципиальная схема этого метода.

Выходной сигнал фильтруется конденсатором емкостью 1 мкФ, который гасит волну только в определенной степени, поскольку запас энергии конденсатора меньше 1 мкФ. Ниже приводится результат моделирования принципиальной схемы.

Поскольку пульсация все еще видна на выходе схемы, поэтому, изменяя номиналы конденсатора, пульсации можно легко устранить. Ниже приведены результаты для емкостей -1 мкФ (зеленый), -4,7 мкФ (синий), -10 мкФ (горчично-зеленый) и -47 мкФ (темно-зеленый).

Работа схемы с конденсатором и расчет коэффициента пульсаций Во время как отрицательных, так и положительных полупериодов диоды объединяются в пары с прямым или обратным смещением, и конденсатор снова и снова заряжается и разряжается. В течение интервала времени, когда мгновенное напряжение при накопленной энергии выше, чем мгновенное напряжение, конденсатор обеспечивает накопленную энергию. Следовательно, чем больше емкость конденсатора, тем меньше будет эффект пульсации на выходных сигналах. Коэффициент пульсации можно рассчитать следующим образом.

Коэффициент пульсации компенсируется более высокими значениями конденсатора. Таким образом, КПД двухполупериодного мостового выпрямителя составляет почти 80 процентов, что вдвое больше, чем у полуволнового выпрямителя.

Шаг 5: Рабочая схема проекта

Схема работы проекта