circuitele redresorului pot fi monofazate sau multifazate. Majoritatea redresoarelor cu putere redusă pentru echipamentele casnice sunt monofazate, dar rectificarea trifazată este foarte importantă pentru aplicațiile industriale și pentru transmiterea energiei ca DC (HVDC).
monofazat rectifiersEdit
Half-wave rectificationEdit
În jumătate de undă de rectificare a unei singure faze de alimentare, fie pozitive sau negative jumătate de AC val este trecut, în timp ce cealaltă jumătate este blocat., Din punct de vedere matematic, este o funcție pas (pentru trecere pozitivă, bloc negativ): trecerea pozitivă corespunde funcției ramp fiind identitatea la intrările pozitive, blocarea negativă corespunde zero la intrările negative. Deoarece doar o jumătate din forma de undă de intrare ajunge la ieșire, tensiunea medie este mai mică. Rectificarea cu jumătate de undă necesită o singură diodă într-o alimentare monofazată sau trei într-o alimentare trifazată., Redresoarele produc un curent continuu unidirecțional, dar pulsatoriu; redresoarele cu jumătate de undă produc mult mai multă ondulare decât redresoarele cu undă completă și este nevoie de mult mai multă filtrare pentru a elimina armonicele frecvenței AC de la ieșire.,v>Half-wave rectifier
nu-sarcină de ieșire DC tensiune de un ideal jumătate de val redresor pentru o tensiune de intrare sinusoidală este:
V r m s = V p e k 2 V d c = V p e k π {\displaystyle {\begin{aliniat}V_{\mathrm {rms} }&={\frac {V_{\mathrm {vârf} }}{2}}\\V_{\mathrm {cc} }&={\frac {V_{\mathrm {vârf} }}{\pi }}\end{aliniat}}}
unde:
Vdc, Vav – DC sau medie tensiune de ieșire, Vpeak, valoarea de vârf a faza tensiuni de intrare, Vrms, rădăcina medie pătrată (RMS) valoarea tensiunii de ieșire.,
Full-val rectificationEdit
Full-val redresoare, cu vid tub având doi anozi.
un redresor cu undă completă convertește întreaga formă de undă de intrare la una de polaritate constantă (pozitivă sau negativă) la ieșirea sa. Din punct de vedere matematic, aceasta corespunde funcției de valoare absolută. Rectificarea cu undă completă convertește ambele polarități ale formei de undă de intrare în curent continuu pulsatoriu (curent continuu) și produce o tensiune medie de ieșire mai mare., Sunt necesare două diode și un transformator central sau patru diode într-o configurație de pod și orice sursă de curent alternativ (inclusiv un transformator fără robinet central). Diode semiconductoare unice, diode duble cu un catod comun sau anod comun și punți cu patru sau șase diode sunt fabricate ca componente unice.
Graetz pod redresor: un redresor full-val folosind patru diode.,
Pentru curent monofazat, dacă transformatorul este de centru-exploatat, apoi două diode back-to-back (anod la catod sau anod-a-anod, în funcție de polaritatea de iesire este necesar) poate forma un full-wave rectifier. De două ori mai multe rotații sunt necesare pe transformatorul secundar pentru a obține aceeași tensiune de ieșire decât pentru un redresor de punte, dar puterea este neschimbată.
full-val redresor folosind un transformator de robinet centru și 2 diode.,3fcbb794e7″>
media și RMS fără sarcină tensiuni de ieșire de un ideal monofazat full-val redresor sunt:
V d c = V v = 2 ⋅ V p e k π V r m s = V p e k 2 {\displaystyle {\begin{aliniat}V_{\mathrm {cc} }=V_{\mathrm {av} }&={\frac {2\cdot V_{\mathrm {vârf} }}{\pi }}\\V_{\mathrm {rms} }&={\frac {V_{\mathrm {vârf} }}{\sqrt {2}}}\end{aliniat}}}
Foarte frecvente dublă-diodă redresoare cu tuburi vidate conținea un singur catod comun și doi anozi într-un singur plic, realizarea full-val rectificare pozitivă de ieșire., 5U4 și 80/5Y3 (4 pin) / (octal) au fost exemple populare ale acestei configurații.
redresoare Trifazateedit
redresoarele monofazate sunt utilizate în mod obișnuit pentru sursele de alimentare pentru echipamentele casnice. Cu toate acestea, pentru majoritatea aplicațiilor industriale și de mare putere, circuitele redresoare trifazate sunt norma. Ca și în cazul redresoarelor monofazate, redresoarele trifazate pot lua forma unui circuit cu jumătate de undă, a unui circuit cu undă completă folosind un transformator cu filet central sau a unui circuit de punte cu undă completă.,tiristoarele sunt utilizate în mod obișnuit în locul diodelor pentru a crea un circuit care poate regla tensiunea de ieșire. Multe dispozitive care furnizează curent continuu generează de fapt AC trifazat. De exemplu, un alternator auto conține șase diode, care funcționează ca un redresor cu undă completă pentru încărcarea bateriei.,
Trei faze, pe jumătate val circuitEdit
Controlată trei faze de jumătate de undă redresor circuit folosind tiristoare ca elemente de comutare, ignorând alimentare cu inductanță
Un necontrolate trei faze, pe jumătate val de mijloc circuit necesită trei diode, unul conectat la fiecare fază. Acesta este cel mai simplu tip de redresor trifazat, dar suferă de distorsiuni armonice relativ ridicate atât pe conexiunile AC, cât și pe cele DC., = 3 ⋅ 6 ⋅ V L N 2 π {\displaystyle V_{\mathrm {av} }={\frac {3\cdot {\sqrt {6}}\cdot V_{\mathrm {IN} }}{2\pi }}} ≈ 1,17 ⋅ V L N {\displaystyle V_{\mathrm {IN} }}
Trei faze, full-val circuit folosind centru-exploatat transformerEdit
Controlată trifazat cu undă plină redresor circuit folosind tiristoare ca elemente de comutare, cu un centru-tapped transformer, ignorând alimentare cu inductanță
Dacă alimentarea cu curent ALTERNATIV este alimentat prin intermediul unui transformator cu un centru de robinet, un redresor circuit cu îmbunătățirea armonice de performanță pot fi obținute., Acest redresor necesită acum șase diode, una conectată la fiecare capăt al fiecărei înfășurări secundare a transformatorului. Acest circuit are un număr de impulsuri de șase și, de fapt, poate fi gândit ca un circuit cu șase faze, cu jumătate de undă.înainte ca dispozitivele cu stare solidă să devină disponibile, circuitul cu jumătate de undă și circuitul cu undă completă folosind un transformator cu filet central au fost foarte frecvent utilizate în redresoarele industriale folosind supape cu arc de mercur. Acest lucru se datorează faptului că cele trei sau șase intrări de alimentare AC ar putea fi alimentate la un număr corespunzător de electrozi anodici pe un singur rezervor, împărțind un catod comun.,odată cu apariția diodelor și tiristoarelor, aceste circuite au devenit mai puțin populare, iar circuitul de pod trifazat a devenit cel mai comun circuit.
Trei faze punte redresoare uncontrolledEdit
Demontat auto alternator, arată cele șase diode care cuprind un full-wave trei faze punte redresoare.pentru un redresor de pod trifazat necontrolat, se utilizează șase diode, iar circuitul are din nou un număr de impulsuri de șase. Din acest motiv, este, de asemenea, denumit în mod obișnuit o punte cu șase impulsuri., Circuitul B6 poate fi văzut simplificat ca o conexiune în serie a două circuite centrale cu trei impulsuri.pentru aplicații cu putere redusă, diodele duble în serie, cu anodul primei diode conectat la catodul celui de-al doilea, sunt fabricate ca o singură componentă în acest scop. Unele diode duble disponibile în comerț au toate cele patru terminale disponibile, astfel încât utilizatorul să le poată configura pentru o singură fază de alimentare divizată, o jumătate de punte sau un redresor trifazat.pentru aplicații cu putere mai mare, un singur dispozitiv discret este de obicei utilizat pentru fiecare dintre cele șase brațe ale podului., Pentru cele mai mari puteri, fiecare braț al podului poate consta din zeci sau sute de dispozitive separate în paralel (unde este nevoie de curent foarte mare, de exemplu în topirea aluminiului) sau în serie (unde sunt necesare tensiuni foarte mari, de exemplu în transmisia de curent continuu de înaltă tensiune).
Controlată trifazat cu undă plină punte redresoare circuit (B6C) folosind tiristoare ca elemente de comutare, ignorând alimentare cu inductanță. Tiristoarele pulsează în ordinea V1-V6.,ac {3\cdot {\sqrt {6}}\cdot V_{\mathrm {IN} }}{\pi }}} ≈ 2,34 ⋅ V L N {\displaystyle V_{\mathrm {IN} }}
3 faze de curent ALTERNATIV de intrare, jumătate de val și val rectificat de ieșire DC forme de undă
Dacă cele trei faze punte redresoare este operat simetric (ca pozitive și negative de tensiune de alimentare), punctul central al redresor pe partea de ieșire (sau așa-numita izolate de referință de potențial) vizavi de centrul de punctul de transformator (sau conductorul neutru) are o diferență de potențial în formă de un triunghiular de tensiune de mod comun., Din acest motiv, aceste două centre nu trebuie niciodată conectate între ele, altfel curenții de scurtcircuit ar curge. Împământarea redresorului cu punte trifazată în funcționare simetrică este astfel decuplată de conductorul neutru sau de împământarea tensiunii de rețea. Alimentat de un transformator, împământarea punctului central al podului este posibilă, cu condiția ca înfășurarea secundară a transformatorului să fie izolată electric de tensiunea rețelei, iar punctul stelar al înfășurării secundare să nu fie pe pământ., În acest caz, însă, curenții de scurgere (neglijabili) curg peste înfășurările transformatorului.tensiunea în modul comun este formată din valorile medii respective ale diferențelor dintre tensiunile de fază pozitive și negative, care formează tensiunea DC pulsatoare.,k} }} · 0,25
valoarea RMS de tensiune de mod comun se calculează în funcție de factorul de formă pentru triunghiulare oscilații:
V c o m u n e − m o d e = v ^ c o m u n e − m o d e 3 {\displaystyle V_{\mathrm {comune-modul} }={\frac {{\hat {v}}_{\mathrm {comune-modul} }}{\sqrt {3}}}}
Dacă circuitul este operat asimetric (ca o simplă tensiune de alimentare doar cu un singur pol pozitiv), amândoi polii pozitivi și negativi (sau izolat de referință de potențial) sunt pulsează vizavi de centrul (sau sol) de tensiune de intrare mod analog cu efectele pozitive și negative formele de undă ale tensiuni de faza., Cu toate acestea, diferențele dintre tensiunile de fază au ca rezultat tensiunea DC cu șase impulsuri (pe durata unei perioade). Separarea strictă a Centrului transformatorului de polul negativ (în caz contrar curenții de scurtcircuit vor curge) sau o posibilă împământare a polului negativ atunci când este alimentată de un transformator izolator se aplică în mod corespunzător funcționării simetrice.
redresor de pod trifazat controlledEdit
redresorul de pod trifazat controlat utilizează tiristoare în locul diodelor.,xpressed în ceea ce privește linia de la linia de tensiune de intrare:
V d c = V v = 3 ⋅ V L L p e k π ⋅ cos α {\displaystyle V_{\mathrm {cc} }=V_{\mathrm {av} }={\frac {3\cdot V_{\mathrm {LLpeak} }}{\pi }}\cdot \cos \alpha }
Unde:
VLLpeak, valoarea de vârf de la linie la linie tensiuni de intrare, Vpeak, valoarea de vârf de fază (linie neutră) tensiuni de intrare, α, unghiul de declanșare de tiristor (0 dacă diode sunt utilizate pentru a efectua rectificare)
ecuațiile De mai sus sunt valabile numai atunci când nici un curent trase de alimentare AC sau, în cel teoretic caz, atunci când AC de alimentare conexiuni nu au inductanță., În practică, inductanța de alimentare determină o reducere a tensiunii de ieșire DC cu sarcină în creștere, de obicei în intervalul 10-20% la sarcină maximă.efectul inductanței de alimentare este de a încetini procesul de transfer (numit comutație) de la o fază la alta. Drept urmare, la fiecare tranziție între o pereche de dispozitive, există o perioadă de suprapunere în timpul căreia trei (mai degrabă decât două) dispozitive din pod se desfășoară simultan. Unghiul de suprapunere este de obicei menționat de simbolul μ (sau u) și poate fi de 20 30° la sarcină maximă., id=”9e7e4daa8e”>
Trei faze controlate Graetz punte redresoare la alpha=20° cu suprapunere unghi de 20°
Trei faze controlate Graetz punte redresoare la alpha=40° cu suprapunere unghi de 20°
Doisprezece-puls bridgeEdit
Douăsprezece puls punte redresoare folosind tiristoare ca elemente de comutare., Un pod cu șase impulsuri este format din tiristoare cu număr par, celălalt este setul cu număr impar.deși sunt mai bune decât redresoarele monofazate sau redresoarele trifazate cu jumătate de undă, circuitele redresoarelor cu șase impulsuri produc încă o distorsiune armonică considerabilă atât pe conexiunile AC, cât și pe cele DC. Pentru redresoarele cu putere foarte mare, se utilizează de obicei conexiunea podului cu douăsprezece impulsuri. O punte cu douăsprezece impulsuri constă din două circuite de punte cu șase impulsuri conectate în serie, cu conexiunile lor de curent alternativ alimentate de la un transformator de alimentare care produce o schimbare de fază 30° între cele două poduri., Acest lucru anulează multe dintre armonicele caracteristice pe care le produc podurile cu șase impulsuri.schimbarea de fază de 30 de grade se realizează de obicei prin utilizarea unui transformator cu două seturi de înfășurări secundare, una în conexiune stea (wye) și una în conexiune delta.
Voltaj-înmulțirea rectifiersEdit
Comutare full bridge/dublor de tensiune.,redresorul simplu cu jumătate de undă poate fi construit în două configurații electrice cu diodele îndreptate în direcții opuse, o versiune conectează borna negativă a ieșirii direct la alimentarea cu curent alternativ, iar cealaltă conectează borna pozitivă a ieșirii direct la alimentarea cu curent alternativ. Prin combinarea ambelor cu netezirea separată a ieșirii, este posibil să se obțină o tensiune de ieșire de aproape dublu față de tensiunea de intrare AC de vârf. Acest lucru oferă, de asemenea, un robinet în mijloc, care permite utilizarea unui astfel de circuit ca o sursă de alimentare cu șină divizată.,o variantă a acestui lucru este de a utiliza două condensatoare în serie pentru netezirea ieșirii pe un redresor de punte, apoi plasați un comutator între punctul de mijloc al acestor condensatoare și unul dintre bornele de intrare AC. Cu comutatorul deschis, acest circuit acționează ca un redresor normal de punte. Cu comutatorul închis, acționează ca un redresor de dublare a tensiunii. Cu alte cuvinte, acest lucru face ușor pentru a obține o tensiune de aproximativ 320 V (±15%, aprox.) DC de la orice sursă de alimentare de 120 V sau 230 V din lume, aceasta poate fi apoi alimentată într-o sursă de alimentare relativ simplă., Cu toate acestea, pentru o anumită ondulare dorită, valoarea ambilor condensatori trebuie să fie de două ori mai mare decât valoarea unică necesară pentru un redresor normal de punte; când comutatorul este închis, fiecare trebuie să filtreze ieșirea unui redresor cu jumătate de undă, iar când comutatorul este deschis, cei doi condensatori sunt conectați în serie cu o valoare echivalentă de jumătate dintre ei.
Cockcroft Walton multiplicator de tensiune
în Cascadă diode si condensator etape pot fi adăugate pentru a face un multiplicator de tensiune (Cockroft-Walton circuit)., Aceste circuite sunt capabile să producă un potențial de tensiune de ieșire DC de până la aproximativ zece ori mai mare decât tensiunea de intrare AC de vârf, în practică limitată de problemele legate de capacitatea curentă și de reglarea tensiunii., Multiplicatorii de tensiune cu Diode, utilizați frecvent ca sursă de impuls de tracțiune sau sursă primară de înaltă tensiune (HV), sunt utilizați în surse de alimentare cu laser de înaltă tensiune, dispozitive de alimentare, cum ar fi tuburile catodice (CRT) (cum ar fi cele utilizate în televiziunea bazată pe CRT, afișajele radar și sonar), dispozitivele de amplificare a fotonilor găsite în tuburile de intensificare a imaginii și de multiplicare a fotografiilor (PMT) și dispozitivele, Înainte de introducerea de semiconductoare electronice, transformator de vid tub de receptoare alimentate direct de la sursa de curent ALTERNATIV folosit uneori tensiunea de dubluri pentru a genera aproximativ 300 VDC la 100-120 V putere linie.
