Redresoare cu multiplicator de tensiune

Un redresor este un dispozitiv pentru conversia curentului alternativ în curent continuu, precum și pentru stabilizarea și reglarea unei tensiuni redresate.

În schema din fig. 1, iar transformatorul nu are o înfășurare de creștere a tensiunii duble cu un punct de mijloc, dar în același timp rectificarea undei complete redresorul dublează tensiunea.

În timpul primului semiciclu, prin dioda D1, tensiunea pe care este directă, condensatorul C1 este încărcat aproximativ la tensiunea de amplitudine a înfășurării secundare. În timpul celei de-a doua jumătate de ciclu, tensiunea directă va fi peste dioda D2, iar condensatorul C2 este încărcat peste ea în același mod.

Condensatoarele C1 și C2 sunt conectate în serie, iar tensiunea totală pe ei este aproximativ egală cu dublul tensiunii de amplitudine a transformatorului. Aceeași tensiune inversă maximă va fi pe fiecare diodă. Concomitent cu încărcarea condensatoarelor C1 și C2, aceștia sunt descărcați prin sarcina R, în urma căreia tensiunea din condensatoare scade.

Cu cât rezistența de sarcină R este mai mică, adică cu atât este mai mare curentul de sarcină și cu cât capacitatea condensatoarelor C1 și C2 este mai mică, cu atât se descarcă mai repede și tensiunea pe ei este mai mică. Prin urmare, este imposibil să dublezi practic tensiunea. Cu o capacitate a condensatorului de cel puțin 10 μF și un curent de sarcină de cel mult 100 mA, se poate obține o tensiune de 1,7 sau chiar de 1,9 ori mai mare decât cea dată de transformator.

Orez. 1. Circuite redresoare cu tensiune de dublare (a) și cvadruplicare (b).

Avantajul circuitului este că condensatorii netezesc ondulațiile curentului redresat.

Circuitele redresoare cu un multiplicator de tensiune pot fi aplicate de orice număr de ori. În fig. 1b prezintă un circuit care triplează tensiunea și are patru diode și patru condensatoare. În semicicluri impare, condensatorul C1 este încărcat prin dioda D1 aproape la valoarea de vârf a tensiunii transformatorului Et. Condensatorul încărcat C1 este el însuși o sursă.

Prin urmare, chiar și în semicicluri pentru care polaritatea tensiunii transformatorului va fi inversată, condensatorul C2 este încărcat prin dioda D2 la aproximativ de două ori tensiunea 2Em. Această tensiune este valoarea maximă a tensiunii totale a transformatorului și condensatorului C1 conectate în serie.

În mod similar, condensatorul C3 este încărcat în semicicluri impare prin dioda D3, de asemenea, la o tensiune de 2Em, care este tensiunea totală a C1 conectate în serie, a transformatorului și a C2 (trebuie să țineți cont de faptul că tensiunile de C1 și C2 acționează unul asupra celuilalt).

Raționând în mod similar, descoperim că condensatorul C4 va încărca chiar și jumătate de ciclu prin dioda D4.Din nou la tensiunea 2Em, care este suma tensiunilor lui C1, C3, transformatorului și C2. Desigur, condensatoarele sunt încărcate la tensiunile specificate treptat pe parcursul mai multor semicicluri după ce redresorul este pornit. Ca urmare, de la condensatoarele C1 și C4 puteți obține o tensiune cvadruplă 4Et.

Simultan cu condensatoarele C1 și C3 puteți obține o tensiune triplă ZET. Dacă adăugăm la circuit mai multe condensatoare și diode conectate după același principiu, atunci dintr-un număr de condensatoare C1, C3, C5 etc. se vor obține tensiuni care cresc de un număr impar de ori (3, 5, 7). , etc. n.), și dintr-un număr de condensatoare C2, C4, C6 etc. se vor putea obține tensiuni crescute de un număr par de ori (2, 4, 6 etc.).

Când sarcina este pornită, condensatorii se vor descărca și tensiunea de pe ei va scădea Cu cât rezistența de sarcină este mai mică, cu atât condensatorii se vor descărca mai repede și tensiunea de pe ei va scădea. Prin urmare, cu rezistențe de sarcină insuficient de mari, utilizarea unor astfel de scheme devine irațională.

În practică, astfel de scheme asigură o multiplicare eficientă a tensiunii numai la curenți de sarcină mici. Desigur, puteți obține curenți mai mari dacă creșteți capacitatea condensatoarelor. Avantajul schemei de mai sus este capacitatea de a obține tensiune înaltă fără un transformator de înaltă tensiune. În plus, condensatoarele trebuie să aibă o tensiune de funcționare de numai 2Em, indiferent de câte ori este înmulțită tensiunea, iar fiecare diodă funcționează la o tensiune inversă maximă de numai 2Em.

Piese redresor

Diode sunt selectați în funcție de principalii lor parametri: curent maxim redresat I0max și tensiune inversă limită Urev. În prezența unui condensator la intrarea filtrului, valoarea efectivă a tensiunii înfășurării secundare a transformatorului U2 în toate circuitele redresoare, cu excepția circuitului de punte, nu trebuie să depășească — 35% din valoarea Urev. Într-un circuit cu undă completă cu punct zero, tensiunea U2 se referă la jumătate din înfășurare. În circuitul podului, y nu trebuie să depășească 70% din valoarea Urev.

Pentru a corecta tensiuni mai mari, numărul adecvat de diode sunt conectate în serie.

Când diodele cu germaniu și siliciu sunt conectate în serie, acestea sunt în mod necesar manipulate cu rezistențe de aceeași rezistență de ordinul zecilor sau sutelor de kilo-ohmi (Fig. 2). Dacă nu se face acest lucru, din cauza unei răspândiri semnificative a rezistenței inverse a diodelor, tensiunea inversă este distribuită neuniform între ele și este posibilă defalcarea diodei. Și în prezența rezistențelor de șunt, tensiunea inversă este practic împărțită în mod egal între diode.

Conectarea în paralel a diodelor pentru a obține curenți mari este nedorită, deoarece datorită răspândirii parametrilor și caracteristicilor diodelor individuale, acestea vor fi încărcate inegal cu curent. Pentru a egaliza curenții în acest caz, rezistențele de egalizare sunt conectate în serie cu diode individuale, ale căror rezistențe sunt alese empiric.

Pentru transformatoarele redresoare, înfășurarea primară are de obicei mai multe secțiuni care comută la tensiunea de rețea de 110, 127 și 220 V.

Orez. 2. Conectarea în serie a diodelor semiconductoare

Orez. 3.Modalități de reglare a tensiunii

Înfășurarea secundară este proiectată pentru tensiunea necesară. Cu un circuit cu undă completă, are o ieșire la mijloc. Pentru a reduce interferența din rețea în transformatoarele redresoare care alimentează receptorii, o bobină de ecranare este plasată între înfășurările primare și secundare, un capăt al căruia este conectat la un negativ comun.

Chokes pentru filtru, de regulă, au în miez decalaj diamagnetic pentru a elimina saturația magnetică, ceea ce duce la o reducere a inductanței. Rezistența bobinei inductorului la curentul continuu este de obicei egală cu câteva zeci sau sute de ohmi. O parte din tensiunea redresată cade pe ea și pe înfășurarea de creștere a transformatorului.

Un întrerupător și o siguranță sunt instalate în circuitul de înfășurare a rețelei pentru a opri automat redresorul în caz de urgență. Dacă, de exemplu, condensatorul filtrului este rupt, atunci va avea loc un scurtcircuit în circuitul de curent redresat. Curentul primar va deveni semnificativ mai mare decât în ​​mod normal și siguranța se va arde. Fără el, transformatorul se poate arde. În plus, un astfel de scurtcircuit este foarte periculos pentru diodă, care poate fi distrusă prin supraîncălzire cu prea mult curent.

Uneori, înfășurarea primară a transformatorului este realizată cu ieșiri pentru tensiuni diferite, de exemplu 190, 200, 210, 220 și 230 V, astfel încât cu ajutorul comutatorului a fost posibil să se mențină o tensiune aproximativ constantă a redresorului cu utilizarea comutator în timpul fluctuațiilor tensiunii de rețea (Fig. 3, a).O altă modalitate de reglare este includerea unui autotransformator de reglare care are ieșiri pentru diferite tensiuni și un comutator.

Porniți autotransformator de reglare permite, atunci când tensiunea de rețea este scăzută, alimentarea cu tensiune normală a înfășurării primare a transformatorului de putere (Fig. 3, b).Există și autotransformatoare speciale de reglare pentru tensiunea de rețea 127 și 220 V, permițând reglarea lină a tensiunii de la 0 până la 250 V.

Când lucrați cu un redresor, mai ales dacă dă tensiune înaltă, trebuie luate măsuri de precauție, deoarece rănirea unei persoane cu o tensiune de câteva sute de volți pune viața în pericol.

Smochin. 4. Pornirea unui divizor pentru trei tensiuni diferite

Toate părțile de înaltă tensiune ale redresorului trebuie protejate împotriva contactului accidental. Nu atingeți niciodată nicio parte a redresorului în funcțiune. Toate conexiunile sau modificările la circuitul redresorului se fac atunci când redresorul este oprit și condensatorii filtrului sunt descărcați. Este util să includeți o lampă de neon pe tensiunea redresată ca indicator (indicator) de înaltă tensiune. Strălucirea sa indică prezența tensiunii înalte.

Lampa de neon este aprinsă de un rezistor de limitare cu o rezistență de câteva zeci de kilo-ohmi. Prezența unei sarcini constante sub forma unei astfel de lămpi protejează condensatorii filtrului de defectarea supratensiunii. Acesta din urmă se poate întâmpla dacă redresorul funcționează la ralanti. Fără sarcină, nu există nicio cădere de tensiune în interiorul redresorului și, prin urmare, tensiunea pe condensatorii filtrului va fi maximă.

Citeste si: Rezonanța tensiunii