Filtreli ve filtresiz yarım dalga doğrultucu devre

Alternatif akımı doğru akıma dönüştürme işlemi düzeltmedir. Herhangi bir çevrimdışı güç kaynağı birimi, AC duvar priz kaynağını yüksek voltajlı DC'ye veya indirilmiş AC duvar priz kaynağını düşük voltajlı DC'ye dönüştüren bir düzeltme bloğuna sahiptir. Daha sonraki süreç filtreleme, DC-DC dönüşümü vb. Olacak. Yani, bu yazıda Yarım dalga doğrultucunun tüm işlemlerini devre şeması ile tartışacağız.

AC voltajının doğası, 50 / 60Hz frekansta sinüzoidaldir. Dalga formu aşağıdaki gibi olacaktır.

Şimdi Düzeltme, Alternatif Akımın (AC) negatif kısmını çıkarma, dolayısıyla kısmi DC'yi üretme işlemidir. Bu, diyotlar kullanılarak sağlanabilir. Diyotlar, akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verir. Anlamak için dalga formunu pozitif yarı döngü ve negatif yarı döngü olarak bölebiliriz. Yukarıdaki voltaj bir diyot aracılığıyla sağlandığında, iletim yalnızca pozitif yarı döngü sırasında gerçekleşir. Bu nedenle, aşağıda dalga formu olacaktır.

Yarım Dalga Doğrultucunun Çalışması:

Yarım dalga Doğrultucu'da, bir diyot kullanarak AC dalgasının negatif Yarım Döngüsünü kaldırırken, Tam Dalga Doğrultucu'da AC'nin negatif yarım döngüsünü 4 diyot kullanarak pozitif çevrime dönüştürüyoruz. Şimdi 15Vrms daha düşük genliğe sahip bir AC voltajı düşünelim ve bunu tek bir diyot kullanarak DC voltajına düzeltelim. Diyot, yalnızca pozitif yarı döngü sırasında iletir. Ancak, çıkış sürekli olmayan darbeli pozitif DC voltajı olacaktır. Daha az dalgalanma ile saf bir DC yapmak için daha fazla filtrelenmesi gerekir. Unutulmaması gereken nokta, DMM aracılığıyla ölçtüğümüz tüm voltaj, akım, doğadaki rms'dir. Dolayısıyla aynı şey simülasyonda da dikkate alınır.

Yukarıdaki çıkış dalga formu beklendiği gibi, sürekli olmayan darbeli bir DC dalga formudur. Dalga biçimini düzeltmek veya sürekli hale getirmek için çıkışa bir kapasitör filtresi ekliyoruz. Paralel kapasitörün çalışması, çıkışta sabit bir voltaj sağlamaktır. Çıktıda bulunan dalgalanma miktarına karar verir.

1 uF kapasitör filtresi ile:

Aşağıdaki dalga formu, kapasitans değerine, yani yük depolama kapasitesine göre dalgalanmadaki azalmayı gösterir.

Çıkış dalga biçimleri: Kırmızı - 1uF; Hardal yeşili - 4.7uF; Mavi - 10 uF; Koyu yeşil - 47uF

Kondansatör ile çalışma:

Pozitif yarı döngü sırasında, diyot ileri doğru eğilir ve yük beslenirken kondansatör şarj olur. Negatif yarı döngü sırasında, diyot ters taraflı hale gelir ve devre açıktır, bu sırada kapasitör içinde depolanan enerjiyi sağlar. Enerji depolama kapasitesi ne kadar fazlaysa, çıkış dalga biçimindeki dalgalanma o kadar az olur.

Dalgalanma faktörü teorik olarak şu şekilde hesaplanabilir:

Bunu herhangi bir kapasitör değeri için hesaplayalım ve yukarıda elde edilen dalga biçimleriyle karşılaştıralım.

R _yükü = 1kOhm; f = 50Hz; C _çıkışı = 1 uF; Ben _dc = 15mA

Bu nedenle

Yukarıdaki dalga formu, neredeyse aynı olan 11 Voltluk bir dalgalanmaya sahiptir. Fark daha yüksek kondansatör değerlerinde telafi edilecektir. Ayrıca, tam dalga doğrultucudan daha az olan yarım dalga doğrultucudaki en büyük problem verimliliktir. Genel olarak verimlilik (ƞ) =% 40.

Breadboard'da Pratik Yarım Dalga Doğrultucu Devresi:

Yarım dalga doğrultucu devresinde kullanılan bileşenler şunlardır:

220V / 15V AC düşürücü transformatör.
1N4007 - Diyot
Direnç
Kapasitörler

Burada, 15V'luk bir rms voltajı için tepe voltajı 21V'a kadar olacaktır. Bu nedenle kullanılacak bileşenlerin 25V ve üzerinde derecelendirilmesi gerekir.

Devrenin çalışması:

Düşürücü transformatör:

Düşürücü transformatör, lamine demir çekirdek üzerine sarılmış birincil sargı ve ikincil sargıdan oluşur. Birincil dönüş sayısı ikincilden daha yüksek olacaktır. Her sargı, ayrı indüktörler olarak işlev görür. Birincil sargı, alternatif bir kaynaktan sağlandığında, sargı uyarılır ve akı üretilir. İkincil sargı, emf'yi ikincil sargıya indükleyen birincil sargı tarafından üretilen alternatif akıyı deneyimler. Bu indüklenen emf daha sonra bağlı olan harici devreden akar. Sargının dönüş oranı ve endüktansı, ikincil olarak indüklenen birincil ve emf'den üretilen akı miktarına karar verir. Aşağıda kullanılan transformatörde

Duvar prizinden gelen 230V AC güç kaynağı, bir düşürücü transformatör kullanılarak 15V AC rms'ye düşürülür. Ardından besleme, aşağıdaki gibi redresör devresine uygulanır.

Yarım Dalga Doğrultucu Devresi Filtresiz:

Yük boyunca karşılık gelen voltaj 6.5V'dur çünkü kesintili dalga formunun ortalama çıkış voltajı DMM'de görülebilir.

Filtreli Yarım Dalga Doğrultucu Devresi:

Aşağıdaki gibi kondansatör filtresi eklendiğinde,

1. C _çıkışı = 4,7 uF için dalgalanma azalır ve dolayısıyla ortalama voltaj 11,9 V'a yükselir.

2. C _çıkışı = 10 uF için dalgalanma azalır ve dolayısıyla ortalama voltaj 15.0V'a çıkar.

3. C _çıkışı = 47 uF için dalgalanma daha da azalır ve dolayısıyla ortalama voltaj 18,5 V'a çıkar.

4. C _out = 100uF için, bundan sonra dalga formu ince bir şekilde düzleştirilir ve dolayısıyla dalgalanma düşüktür. Ortalama voltaj 18.9V'a yükseldi