Выпрямление переменного тока: виды, схемы, диоды для выпрямления

Электростанции вырабатывают переменный ток, который затем преобразуется трансформаторами. На переменном токе работают почти все электродвигатели, но в некоторых ситуациях необходима постоянная величина. Для этого используют выпрямитель, который преобразовывает переменный ток и делает его постоянным.

Выпрямление тока

Промышленные и бытовые сети работают в основном на переменном токе, однако постоянной величины требуют электролитные установки, светодиоды, аккумуляторы. Для преобразования переменного напряжения используется выпрямитель.

Для выпрямления переменного тока применяют диоды. В простейших схемах содержится один полупроводниковый элемент. Ток проходит через привычную обмотку, а на вторичной переходит на диод и цепь нагрузки, там происходит замыкание.

схема выпрямителя на диодах

В такой ситуации электроны движутся к диоду. Они проходят через провод, преодолевают дроссель и происходит распределение нагрузки. После этого происходит замыкание и полупериод движется в обратном направлении. В это время отсутствует ток, поскольку от анода к катоду не может идти переменное напряжение.

Структура выпрямителя

Для того, чтобы разобраться с тем, что такое выпрямитель, следует изучить особенности этого прибора. Статическое устройство применяют для преобразования тока в постоянную величину. Оно состоит из трансформатора, сглаживающего фильтра и вентильной группы.

выпрямитель напряжения

Трансформатор на выпрямителе меняет напряжение до необходимого значения, после чего регулирует нагрузку и создает требуемое количество фаз.

Вентильная группа в классической схеме выпрямителя создает однонаправленный ток, это уменьшает пульсацию для его дальнейшего выпрямления.

однополупериодный выпрямитель

Интересно! При этом трансформатор и сглаживающий фильтр присутствуют не во всех выпрямителях на диодах, иногда они становятся лишь вспомогательными компонентами.

Как спаять диодный мост. Как сделать постоянный ток из переменного используя выпрямитель.Как спаять диодный мост. Как сделать постоянный ток из переменного используя выпрямитель.
Смотрите также:   Распиновка usb разъема: особенности, классификация, схемы

Типы выпрямителей

Выпрямитель тока выбирают в зависимости от потребностей человека и того, в каких условиях произойдет его  эксплуатация, поскольку техника активно используется в промышленной и бытовой отрасли.

выпрямитель тока

Однополупериодный

В нем напряжение с обмотки поступает на силовой трансформатор, где на нем стоит всего один диод. Схема однополупериодного выпрямителя считается самой простой, поскольку для нее используется минимум элементов.

схема выпрямителя

Здесь выпрямляется только один полупериод и формируется импульсное напряжение. Качество такого однополупериодного выпрямителя тока иногда подводит и результат получается пульсирующим. Для него приходится брать конденсатор с большой величиной, это заставляет создавать прибор большого размера.

Важно! Выпрямитель напряжения подходит только для слабых блоков, где частота не превышает 15 кГц.

мостовой выпрямитель

Двухполупериодные

Для его реализации берут мостовую схему или вариант со средней точкой. Второй вариант сложнее реализовать, хотя для него используется в 2 раза меньше диодов. Чтобы получить в нем одинаковое напряжение, приходится делать в 2 раза больше обмотки, а в таком случае повышаются расходы на медный провод.

что такое выпрямитель

При рассмотрении схемы двухполупериодного выпрямителя становится понятно, что величина пульсаций у него меньше, если сравнить с однополупериодным. Пульсаций здесь меньше, поэтом прибор считается более эффективным.

Мостовая схема в выпрямителе напряжения тоже используется довольно часто. В нее включают 4 полупроводниковых диода, а также ставят фильтр или конденсатор для устранения пульсаций. Стоит учитывать, какие недостатки есть у схемы мостового выпрямителя: со временем происходит прямое падение напряжения, поэтому теряется его часть. Для работы некоторых приборов это становится критично.

мостовая схема выпрямителя

С удвоением напряжения

В этом выпрямителе тока конденсаторы поочередно заряжаются и разряжаются. Движение происходит полуволнами на входном напряжении. Между катодом и анодом появляется напряжение, которое в 2 раза выше входного показателя.

Смотрите также:   Простейшие усилители низкой частоты на транзисторах

Для блока питания этот выпрямитель тока обычно не подходит, но его используют для увеличения напряжения, которое переходит со вторичной обмотки. К нему прибегают, если двухполупериодный выпрямитель со средней точкой не в полной мере справляется со своей задачей.

однополупериодный выпрямитель схема

Схема выпрямителя выглядит более сложной, но это становится оправдано в том случае, если необходимо увеличить напряжение и при этом не делать вторую обмотку.

Умножитель напряжения

В сравнении с двухполупериодным мостовым выпрямителем здесь из диодов и конденсатора формируется звено. Оно соединяет элементы для того, чтобы напряжение стало в несколько раз больше. Его используют для формирования высокого напряжения при низких входных параметрах. Например, такая схема выпрямителя часто используется для оборудования в научных лабораториях, медицинских аппаратах и некоторых видах оружия.

схема однополупериодного выпрямителя

Важно! При сборке этого выпрямителя учитывают напряжение не только диодов, но и конденсаторов.

Такие умножители заливают специальным составом или эпоксидной смолой, чтобы не образовался высоковольтный пробой.

Трехфазный

Эти модели используют для получения стабильного показателя из трехфазного тока. В отличие от двухполупериодных мостовых выпрямителей их не используют в бытовой технике.

В схеме этого устройства используют три силовых диода, которые подсоединяют параллельно друг другу, а потом делают вторичную обмотку.

для выпрямления переменного напряжения применяют

 

Использование

После изучения схемы двухполупериодного выпрямителя и остальных видов, следует разобраться с применением этих устройств. Обычно их мастерят для применения в следующих механизмах:

  • двигателей воздушных, водных и транспортных средств, а также буровых установок и станков;
  • сварочных установок;
  • механизмов для фильтрации воздуха и воды;
  • передачи энергии на дальние расстояния;
  • получения цветных металлов и нанесения финишных покрытий на установки.

двухполупериодный выпрямитель со средней точкой

Обычно выпрямители устанавливают в транзисторные схемы и маломощные аппараты. Автолюбители часто применяют их при тюнинге своего авто.

Смотрите также:   Миниатюрные стабилизаторы напряжения-стабилизатор AMS 1117

двухполупериодный выпрямитель схема

Какие применяются диоды

Для этого подходят любые диоды кроме кремниевых. При выборе следует учитывать ток и напряжение на выходе. К примеру, если необходимо 30 В, то в случае обратного напряжения элементы подбирают под 100 В.

Для выпрямительных диодов выбирают наибольшее значение среднего тока и обратного напряжения, от этого зависит стабильность работающего прибора. Также ищут максимальную частоту потенциалов для прямого тока. Диоды бывают маломощными (до 300 мА), средними (до 10А) и силовыми, у них значение превышает 10А.

выпрямители напряжения

При этом много зависит от технических параметров, способа монтажа и материала. Модели со средними показателями работают с напряжением до 1,4 КВ. А силовые варианты пропускают гораздо больше — до 400 А. Такие устройства считают высоковольтными, для них диоды выпускают в разных корпусах. Удобней всего работать с таблеточным и штыревым видом.

схема мостового выпрямителя

Выпрямитель используется для получения стабильных величин, поэтому пренебрежение этим устройством вызывает ряд более сложных технических конфликтов. Если человек ранее не работал с выпрямителем и плохо знаком с его структурой, то лучше взять самый простой вариант устройства и установить его для решения своей задачи.

Помогла ли вам статья?

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Библиотека радиолюбителя
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector