Si ho saps què és un rectificador , llavors és possible que conegueu les maneres de reduir les ondulacions o les variacions de tensió en una tensió continuada directa connectant condensadors a través de la resistència de càrrega. Aquest mètode pot ser adequat per a aplicacions de baixa potència , però no per a aplicacions que necessiten un subministrament continu i continu. Un mètode per millorar això és utilitzar cada mig cicle de la tensió d'entrada en lloc de qualsevol altra forma d'ona de mig cicle. El circuit que ens permet fer-ho s’anomena Full Wave Rectifier (FWR). Vegem detalladament la teoria del rectificador d’ona completa. Igual que el circuit de mitja ona, el funcionament d’aquest circuit és una tensió o corrent de sortida que és purament de CC o té una tensió de CC especificada.
Què és un rectificador d'ona completa?
Un dispositiu semiconductor que s’utilitza per canviar el cicle de corrent altern en CC continu polsant es coneix com a rectificador d’ona completa. Aquest circuit utilitza l’ona completa del senyal i / p CA mentre que el rectificador de mitja ona utilitza la mitja ona. Aquest circuit s’utilitza principalment per superar l’inconvenient dels rectificadors de mitja ona, com ara l’inconvenient de baixa eficiència.
Circuit de rectificador d'ona completa
Aquests rectificadors tenen alguns avantatges fonamentals sobre els seus rectificador de mitja ona contraparts. La tensió de sortida mitjana (CC) és superior a la del rectificador de mitja ona, la sortida d’aquest rectificador té una ondulació molt inferior a la del rectificador de mitja ona, produint una forma d’ona de sortida més suau.
Diagrama de rectificador d’ona completa
Teoria del rectificador d'ona completa
En aquest circuit, fem servir dos díodes, un per a cada meitat de l’ona. Un múltiple transformador de bobinatge s’utilitza el bobinatge secundari es divideix igualment en dues meitats amb una connexió comuna a la part central. La configuració dóna lloc a que cada díode es condueixi al seu torn quan el seu terminal d'ànode és positiu respecte al punt central del transformador C produeix una sortida durant els dos semicicles. Els avantatges d’aquest rectificador són flexibles en comparació amb el d’un rectificador de mitja ona.
Teoria del rectificador d'ona completa
Aquest circuit consta de dos díodes de potència connectats a una sola resistència de càrrega (RL) amb cada díode que, al seu torn, subministra corrent a la resistència de càrrega. Quan el punt A del transformador és positiu respecte al punt A, el díode D1 es condueix en direcció cap endavant tal com s’indica amb les fletxes. Quan el punt B és positiu a la meitat negativa del cicle respecte al punt C, el díode D2 es condueix en la direcció cap endavant i el corrent que circula per la resistència R es troba en la mateixa direcció per als dos semicicles de l’ona.
La tensió de sortida a través de la resistència R és la suma fasorial de les dues formes d'ona, també es coneix com a circuit bifàsic. Ara els espais entre cada mitja ona desenvolupats per cada díode estan sent omplerts per l’altre. El voltatge mitjà de sortida de CC a través de la resistència de càrrega és ara el doble que el circuit rectificador de mitja ona i és d’uns 0,637 Vmax de la tensió màxima en no suposar pèrdues. VMAX és el valor màxim màxim en la meitat del bobinatge secundari i VRMS és el valor RMS.
Funcionament del rectificador d'ona completa
El voltatge màxim de la forma d'ona de sortida és el mateix que abans per al rectificador de mitja ona proporcionat per cada meitat del bobinatges del transformador tenen la mateixa tensió RMS. Per obtenir una sortida de tensió CC diferent es poden utilitzar diferents relacions de transformador. L’inconvenient d’aquest tipus de circuits rectificadors és que es necessita un transformador més gran per a una potència de sortida determinada amb dos bobinats secundaris separats però idèntics, fent que aquest tipus de circuit rectificador d’ona completa sigui costós en comparació amb el circuit rectificador de pont FW.
Formes d'ona de sortida de rectificador d'ona completa
Aquest circuit proporciona una visió general del funcionament d’un rectificador d’ona completa. Un circuit que produeix la mateixa forma d'ona de sortida que el circuit rectificador d'ona completa és el de l'ona completa Rectificador de ponts . Un rectificador monofàsic utilitza quatre díodes rectificadors individuals connectats en un bucle tancat configuració del pont per produir l’ona de sortida desitjada. L’avantatge d’aquest circuit de pont és que no requereix un transformador especial amb rosca central, de manera que redueix la seva mida i cost. El bobinatge secundari únic està connectat a un costat de la xarxa de ponts de díodes i la càrrega a l'altre costat.
Els quatre díodes etiquetats de D1 a D4 estan disposats en parells de sèries amb només dos díodes que condueixen corrent durant cada durada del mig cicle. Quan es produeix el mig cicle positiu de subministrament, els díodes D1, D2 es condueixen en una sèrie mentre que els díodes D3 i D4 es polaritzen inversament i el corrent flueix a través de la càrrega. Durant el semicicle negatiu, els díodes D3 i D4 es comporten en sèrie, i els díodes D1 i D2 s’apaguen ja que ara tenen una configuració de polarització inversa.
El corrent que circula a través de la càrrega és el mode unidireccional i la tensió desenvolupada a través de la càrrega també és unidireccional, igual que per al model de rectificador d'ona completa de dos díodes anteriors. Per tant, el voltatge mitjà de CC a través de la càrrega és de 0,637V. Durant cada semicicle, el corrent flueix a través de dos díodes en lloc d’un sol díode, de manera que l’amplitud de la tensió de sortida és de dues caigudes de tensió 1,4 V menys que l’amplitud VMAX d’entrada; subministrament o 120Hz per a un subministrament de 60Hz.
Tipus de rectificador d’ona completa
Aquests estan disponibles en dues formes, és a dir, rectificador d'ona completa tapat al centre i circuit de rectificador de pont. Cada tipus de rectificador d'ona completa inclou les seves pròpies característiques, de manera que s'utilitzen en diferents aplicacions.
- Rectificador d'ona completa de toc central
- Rectificador de pont d’ona completa
Rectificador d'ona completa de toc central
Aquest tipus de rectificador es pot construir amb un transformador a través d’un bobinatge secundari on AB ha fet un toc al punt central ‘C’ i es connecten dos díodes com D1, D2 a la part superior i inferior del circuit. Per a la rectificació del senyal, el díode D1 utilitza la tensió de corrent altern que apareix a la part superior del bobinatge secundari, mentre que el díode D2 utilitza el menor del bobinatge. Aquest tipus de rectificadors s’utilitzen àmpliament en vàlvules termioniques i tubs de buit.
Tap centrat FWR
A continuació es mostra el circuit del rectificador d’ona completa de l’aixeta central. Al circuit, la tensió de corrent altern com Vin circula pels dos terminals com AB del bobinatge secundari del transformador una vegada que s’alimenta l’alimentació de corrent altern.
Circuit de rectificador de pont d’ona completa
Es pot dissenyar un rectificador d’ona completa Bridge Rectifier amb quatre díodes rectificadors. No utilitza cap toc central. Com el seu nom indica, el circuit inclou un circuit de pont. La connexió de quatre díodes al circuit es pot fer seguint el patró d’un pont de bucle tancat. Aquest rectificador té un cost més reduït i una mida més reduïda perquè no hi ha cap transformador amb tap central.
Circuit de rectificador de pont FW
Els díodes que s’utilitzen en aquest circuit s’anomenen D1, D2, D3 i D4, on dos díodes es conduiran a la vegada en lloc de quatre com D1 i D3 o D2 i D4 en funció del mig cicle superior o mig cicle inferior alimentat al circuit.
Diferència entre el rectificador d'ona completa i el rectificador de mitja ona
A partir de diferents paràmetres, a continuació es discuteix la diferència entre el rectificador d’ona completa i el de mitja ona. La diferència entre aquests dos rectificadors inclou el següent.
| Rectificador de mitja ona | Rectificador d'ona completa |
| El corrent del rectificador de mitja ona només durant el mig cicle positiu de l'entrada aplicada, per tant, mostra característiques unidireccionals. | Rectificador d'ona completa, les dues meitats del senyal d'entrada s'utilitzen al mateix temps de funcionament, per tant, mostra característiques bidireccionals. |
| Aquest circuit rectificador de mitja ona es pot construir mitjançant un díode | Aquest circuit rectificador d’ona completa es pot construir amb dos o quatre díodes |
| El factor d’utilització del transformador per a HWR és de 0,287 | El factor d’utilització del transformador per a FWR és de 0,693 |
| La freqüència d’ondulació bàsica de l’HWR és ‘f’ | La freqüència d’ondulació bàsica del FWE és ‘2f’ |
| El voltatge invers pic del rectificador de mitja ona és elevat amb el valor d’entrada subministrat. | La tensió inversa màxima del rectificador d'ona completa és el doble del valor d'entrada subministrat. |
| La regulació de la tensió del rectificador de mitja ona és bona | La regulació de la tensió del rectificador de mitja ona és millor |
| El factor màxim d’un rectificador de mitja ona és 2 | El factor màxim d’aquest rectificador és de 1.414 |
| En aquest rectificador, és possible la saturació del nucli del transformador | En aquest rectificador, la saturació del nucli del transformador no és possible |
| El cost de la HWR és menor | El cost del FWR és elevat |
| A HWR, no cal fer cops al centre | A FWR, es requereix un toc central |
| El factor d’ondulació d’aquest rectificador és més | El factor d’ondulació d’aquest rectificador és menor |
| El factor de forma de HWR és 1,57 | El factor de forma de FWR és 1,11 |
| La màxima eficiència utilitzada per a la rectificació és del 40,6% | La màxima eficiència utilitzada per a la rectificació és del 81,2% |
| El valor actual mitjà de HWR és Imav / π | El valor actual mitjà de FWR és de 2Imav / π |
Característiques del rectificador d'ona completa
A continuació es discuteixen les característiques d’un rectificador d’ona completa.
- Factor ondulació
- Factor de forma
- Corrent de sortida de CC
- Tensió inversa màxima
- Valor quadrat mitjà arrel de l'IRMS actual de càrrega
- Eficiència del rectificador
Factor ondulació
El factor d'ondulació es pot definir com la proporció de tensió d'ondulació i la tensió de CC pura. La funció principal d’això és mesurar les ondulacions existents dins del senyal DC o / p, de manera que, en funció del factor d’ondulació, es pot indicar el senyal CC. Quan el factor d'ondulació és elevat, indica un senyal de CC palpitant elevat. De la mateixa manera, quan el factor d'ondulació és baix, indica un senyal de CC palpitant baix.
Γ = √ (VrmsVDC)2-1
On, γ = 0,48.
Factor de forma
El factor de forma del rectificador d'ona completa es pot definir com la proporció del valor RMS del corrent i del corrent de sortida de CC.
Factor de forma = Valor RMS del corrent de sortida corrent / CC.
Per a un rectificador d’ona completa, el factor de forma és 1,11
Corrent de sortida de CC
El flux de corrent tant en els díodes com D1 i D2 a la resistència de càrrega o / p com RL és en la mateixa direcció. Per tant, el corrent o / p és la quantitat de corrent en els dos díodes
El corrent generat a través del díode D1 és Imax / π.
El corrent generat a través del díode D2 és Imax / π.
Per tant, el corrent o / p (JoDC) = 2Imax / π .
On,
'Imax' és el corrent de càrrega CC màxim
Tensió inversa màxima (PIV)
La tensió inversa màxima o PIV també es coneix com a tensió inversa màxima. Es pot definir com quan un díode pot suportar la tensió màxima dins l’estat de polarització inversa. Si el voltatge aplicat és superior en comparació amb el PIV, el díode es destruirà permanentment.
PIV = 2 V màx
Voltatge de sortida de CC
La tensió DC o / p pot aparèixer a la resistència de càrrega (RL) i es pot donar com VDC = 2Vmax / π .
On,
'Vmax' és el voltatge secundari màxim.
JoRMS
El valor quadrat mitjà del corrent de càrrega d’un rectificador d’ona completa és
JoRMS= Im√2
VRMS
El valor quadrat mitjà arrel del voltatge de càrrega o / p d’un rectificador d’ona completa és
VRMS= JoRMS× RL= Im / √2 × RL
Eficiència del rectificador
L'eficiència del rectificador es pot definir com la fracció de la potència DC o / p i la potència AC i / p. L'eficiència del rectificador indica la eficiència de la conversió de CA en CC. Quan l’eficiència del rectificador és alta, s’anomena un bon rectificador, mentre que l’eficiència és baixa, es diu rectificador ineficient.
Η = Sortida (PDC) / Entrada (PAC)
Per a aquest rectificador, l’eficiència és del 81,2% i és doble en comparació amb un rectificador de mitja ona.
Avantatges
El avantatges d’un rectificador d’ona completa inclou el següent.
- En comparació amb la mitja ona, aquest circuit té més eficiència
- Aquest circuit utilitza els dos cicles, de manera que no hi ha pèrdua dins de la potència o / p.
- En comparació amb un rectificador de mitja ona, el factor d'ondulació d'aquest rectificador és menor
- Un cop ambdós cicles emprats en la rectificació, no es perd dins del senyal de tensió i / p
- Podeu utilitzar quatre díodes de potència individuals per fer un pont d’ona completa, els components del rectificador de pont preparat estan disponibles a la venda en diferents mides de corrent i tensió que es poden soldar directament a Placa de circuits PCB o bé connectar-se mitjançant connectors de pala.
- El pont d’ona completa ens proporciona un valor mitjà de corrent continu més gran amb una ondulació menys superposada, mentre que la forma d’ona de sortida és el doble que la freqüència del subministrament d’entrada. Per tant, augmenteu encara més el nivell de sortida mitjà de CC connectant un condensador de suavitzat adequat a la sortida del circuit del pont.
- Els avantatges d’un rectificador de pont d’ona completa són que té un valor d’ondulació de CA menor per a una càrrega determinada i un dipòsit o condensador de suavització més petit que un circuit de mitja ona equivalent. La freqüència fonamental de la tensió d’ondulació és el doble que la freqüència d’alimentació de CA 100Hz, on per a la mitjana ona és exactament igual a la freqüència de subministrament 50Hz.
- La quantitat de tensió d'ondulació que els díodes superposen a la tensió d'alimentació de CC es pot eliminar pràcticament afegint un filtre π molt millorat als terminals de sortida del pont. El filtre de pas baix consisteix en dos condensadors de suavitzat del mateix valor i una sufocació o inductància a través d’ells per introduir un camí d’alta impedància al component d’ondulació altern.
- L’alternativa és fer servir un regulador de voltatge de 3 terminals IC, com ara un LM78xx on “xx” significa la tensió de sortida nominal per a un voltatge de sortida positiu o el seu equivalent invers el LM79xx per a un voltatge de sortida negatiu que pot reduir l’ondulació Full de dades de més de 70dB mentre es lliura un corrent de sortida constant superior a 1 amp.
- És el component bàsic per obtenir tensió DC per als components que funcionen amb tensió DC. Es pot descriure el seu funcionament com un projecte de rectificador d’ona completa.
- És el cor del circuit i utilitza el pont de díodes. Els condensadors s’utilitzen per desfer-se de les ondulacions. Basat en el requisit de tensió de corrent continu.
Desavantatges
El desavantatges d’un rectificador d’ona completa inclou el següent.
- Utilitza quatre díodes per dissenyar el circuit
- Aquest circuit no s'utilitza sempre que cal corregir una petita tensió perquè la connexió de dos díodes es pot fer en sèrie i proporciona una caiguda de tensió doble a causa de la seva resistència interior.
- En comparació amb la mitja onada, és complicat.
- El voltatge invers màxim del díode és elevat, de manera que són més grans i costosos.
- Aquest rectificador és complex per col·locar l’aixeta central sobre l’enrotllament menor.
- El DC o / p és escàs perquè cada díode utilitza simplement la meitat de les tensions secundàries del transformador.
Aplicacions
El aplicacions d’un rectificador d’ona completa inclou el següent.
- Aquest tipus de rectificador s’utilitza principalment per identificar l’amplitud del senyal de ràdio modulant.
- En soldadura elèctrica, el voltatge de CC polaritzat es pot subministrar a través d’un rectificador de pont
- El circuit rectificador de pont s’utilitza en un circuit de subministrament d’energia per a diferents aplicacions, ja que pot convertir el voltatge d’alta CA a baixa CC.
- Aquests rectificadors s'utilitzen per proporcionar la font d'alimentació als dispositius que funcionen amb una tensió de corrent continu similar al LED i al motor.
Per tant, es tracta d’una visió general d’un rectificador d’ona completa, circuit, funcionament, característiques, avantatges, desavantatges i les seves aplicacions. Aquí teniu una pregunta, quins són els diferents tipus de rectificadors?
