To'liq to'lqinli rektifikator usuli
Pendahuluan
Elektronikada rektifikator o'zgaruvchan tokni (AC) doimiy tokka (DC) aylantirish uchun ishlatiladigan muhim komponent hisoblanadi. To'liq to'lqinli rektifikator bu aylantirishga erishishning eng samarali usullaridan biridir. Ushbu maqolada to'liq to'lqinli rektifikator usuli, uning qanday ishlashi, uning dizayn variantlari va kundalik hayotdagi qo'llanilishi chuqur o'rganiladi.
Rektifikatorlarning asosiy tamoyillari
Rektifikator tebranuvchi o'zgaruvchan tok elektr signalini bir yo'nalishda uzluksiz oqadigan doimiy tok signaliga aylantiradi. Rektifikatorlarning ikkita asosiy turi mavjud: yarim to'lqinli rektifikatorlar va to'liq to'lqinli rektifikatorlar. Yarim to'lqinli rektifikatorlar o'zgaruvchan tok siklining faqat bir tomonidan foydalanadi, bu esa samaradorlikning pasayishiga olib keladi. Shu nuqtai nazardan, to'liq to'lqinli rektifikatorlar afzalroq, chunki ular barqarorroq va samaraliroq doimiy tok signalini ishlab chiqarish uchun o'zgaruvchan tok siklining ikkala tomonidan ham foydalanadilar.
To'liq to'lqinli rektifikatorning asosiy komponentlari
To'liq to'lqinli rektifikator samarali ishlashi uchun bir nechta asosiy komponentlarni talab qiladi:
1. Diod: Oqimning faqat bitta yo'nalishda oqishini ta'minlaydigan asosiy komponent sifatida.
2. Transformator (ixtiyoriy): Kirish kuchlanishini sxema talablariga moslashtirish uchun.
3. Filtr (Kondensator): To'liq to'lqin kuchlanishini silliqroq doimiy tok kuchlanishiga aylantirish uchun.
4. Yuk: DC kuchlanishini qabul qiladigan sxema yoki qurilma.
To'liq to'lqinli rektifikatorlarning turlari
Markaziy-Kranli To'liq To'lqinli Rektifikator
Markaziy kranli to'liq to'lqinli rektifikator kirish kuchlanishini ikkita simmetrik yarmiga ajratadigan markaziy kran transformatoridan foydalanadi. U quyidagicha ishlaydi:
1. Markazga ulangan transformator: Ushbu transformator markaziy kranli ikkilamchi o'rashga ega. Ushbu markaziy kran mos yozuvlar yoki yerga ulash moslamasi sifatida xizmat qiladi.
2. Ikki diod: Ikkilamchi o'rashning har ikki uchiga ikkita diod joylashtirilgan. Musbat yarim tsiklda bir diod tok o'tkazadi, ikkinchisi esa uni bloklaydi va manfiy yarim tsiklda bu holat teskari bo'ladi.
3. Yukga oqim oqimi: Shu tarzda, yukga ham musbat, ham manfiy yarim sikllar yetkaziladi, bu esa doimiy tok to'lqin shaklini hosil qiladi.
Ko'prik to'liq to'lqinli rektifikatori
Ko'prik rektifikatori mashhurroq dizayn hisoblanadi, chunki u transformatorga markaziy teginishni talab qilmaydi, bu esa uni yanada moslashuvchan va samaraliroq qiladi. Kerakli yagona komponentlar - bu ko'prik konfiguratsiyasida joylashtirilgan to'rtta diod. Mana u qanday ishlaydi:
1. To'rtta diod: To'rtta diod ko'prik shaklida joylashtirilgan, shuning uchun har ikkita diod ketma-ket ulangan.
2. Musbat yarim tsikl: Musbat yarim tsiklda ikkita diod bir yo'nalishda yukga qarab tok va to'g'ridan-to'g'ri tok o'tkazadi.
3. Manfiy yarim tsikl: Manfiy yarim tsiklda qolgan ikkita diod yukga qarab bir xil yo'nalishda tok o'tkazadi.
Shu tarzda, yukga oqayotgan oqim har doim bir xil yo'nalishda bo'ladi, natijada barqarorroq shahar kuchlanishi hosil bo'ladi.
Afzalliklari va Kamchiliklari
Keuntungan
1. Yuqori samaradorlik: Yarim to'lqinli rektifikatorlar bilan taqqoslaganda, to'liq to'lqinli rektifikatorlar butun AC siklidan foydalanadi va bu yuqori samaradorlikni ta'minlaydi.
2. Yuqori o'rtacha kuchlanish: To'liq to'lqinli rektifikatorning chiqish kuchlanishi yuqoriroq, chunki u AC to'lqin shaklining ikkala yarim tsiklidan ham foydalanadi.
3. Yuk ko'tarish qobiliyati: Yaxshiroq oqim taqsimoti tufayli kattaroq yuklarni ko'tarish qobiliyati yaxshiroq.
Zaiflik
1. Sxemaning murakkabligi: Sxema tuzilishi yarim to'lqinli rektifikatorga nisbatan murakkabroq.
2. Narxi: Diodlar va potensial transformatorlar kabi ko'proq komponentlarni talab qiladi, bu esa xarajatlarni oshirishi mumkin.
3. Dioddagi kuchlanish pasayishi: Dioddagi kuchlanish pasayishi sezilarli darajada yuqori, chunki ko'proq diodlar ishlatiladi.
To'liq to'lqinli rektifikator ilovalari
To'liq to'lqinli rektifikatorlar kundalik elektron qurilmalardan tortib yirik sanoat tizimlarigacha bo'lgan turli xil ilovalarda qo'llaniladi. Ushbu ilovalarga ba'zi misollar:
1. DC quvvat manbai: Maishiy o'zgaruvchan tokdan DC ga o'tkazishni talab qiladigan deyarli barcha quvvat manbalari to'liq to'lqinli rektifikatordan foydalanadi.
2. Batareya zaryadlovchi qurilmasi: Ko'pgina batareya zaryadlovchi qurilmalari batareyani samarali va tez zaryadlashni ta'minlash uchun to'liq to'lqinli rektifikatordan foydalanadi.
3. Radio va televideniye: Radio va televideniye qabul qilish tizimlari ko'pincha o'zgaruvchan tok signallarini doimiy tokka filtrlash uchun to'liq to'lqinli rektifikatorlardan foydalanadi.
4. Kuchlanishni boshqarish: Elektron qurilmalarning barqaror ishlashini ta'minlash uchun kuchlanishni boshqarish va boshqarish tizimida.
To'liq to'lqinli rektifikatorni optimallashtirish
To'liq to'lqinli rektifikatordan maksimal samaradorlikni olish uchun bir nechta sozlash va optimallashtirish mumkin:
1. Kondensatorlardan foydalanish: Kondensator qo'shish chiqish kuchlanishini yanada silliqroq doimiy tok chiqishiga tekislaydi. Kondensatorlar o'zgaruvchan tok to'lqin shaklining eng yuqori cho'qqilarida energiyani saqlash va eng past cho'qqilarda uni chiqarish orqali ishlaydi.
2. Induktivlikni sozlash: Induktorni yuk bilan ketma-ket ulash kuchlanish tebranishlarini kamaytirishga yordam beradi.
3. Diodda issiqlik tashuvchisidan foydalanish: Diodlar, ayniqsa yuqori yuklamali rektifikatorlarda issiqlik hosil qilishi mumkinligini hisobga olsak, issiqlik tashuvchisidan foydalanish qizib ketishning oldini olishga yordam beradi.
To'liq to'lqinli rektifikatorning matematik tahlili
To'liq to'lqinli rektifikatorning chiqishini o'lchash va tahlil qilish bir nechta matematik tenglamalar orqali amalga oshirilishi mumkin:
1. O'rtacha kuchlanish (V_dc):
\[
V_{dc} = \frac{2V_{peak}}{\pi}
\]
bu yerda \(V_{tepa} \) AC signalining eng yuqori kuchlanishi.
2. RMS chiqish kuchlanishi (V_rms):
\[
V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{T} \int_0^T [v(t)]^2 dt} = \frac{V_{peak}}{\sqrt{2}}
\]
Ushbu tenglama yordamida biz rektifikatorning ishlashini aniqroq tahlil qilishimiz mumkin.
Xulosa
To'liq to'lqinli rektifikatorlar o'zgaruvchan tokni doimiy tokka samaraliroq va barqarorroq o'tkazishda muhim komponent hisoblanadi. Ikkita asosiy yondashuv - markaziy kranli rektifikatorlar va ko'prikli rektifikatorlar - ular oddiy quvvat manbalaridan tortib murakkab sanoat tizimlarigacha bo'lgan keng ko'lamli dasturlarga xizmat qiladi. Ularning ba'zi kamchiliklari bo'lsa-da, ular taklif qiladigan afzalliklar ancha muhimroq bo'lib, ularni ko'plab elektronika dasturlarida asosiy tanlovga aylantiradi. Kondensatorlar va induktorlar kabi qo'shimcha komponentlardan foydalanish orqali yanada optimallashtirish ish faoliyatini yanada oshirishi mumkin, bu esa to'liq to'lqinli rektifikatorlardan foydalanadigan qurilmalarning maksimal samaradorlik va barqarorlik bilan ishlashini ta'minlaydi.
