Redresor cu punct de mijloc cu undă completă

Dacă vorbim despre redresoare cu diodă monofazată în general, atunci redresorul cu undă completă la mijloc vă permite să obțineți pierderi mai mici pe diode în sine, deoarece există doar două diode.

În plus, de obicei, astfel de redresoare sunt utilizate în dispozitivele de joasă tensiune unde curentul prin diode este esențial.De aceea, în acest aspect, un circuit de punct mediu cu undă completă este mai avantajos, deoarece pierderile de energie din diode sunt proporționale cu pătratul. a valorii medii a curentului care trece prin ele.

Și când iei în considerare disponibilitatea și calitatea Dioda Schottky (cădere scăzută de tensiune directă) care sunt disponibile pe scară largă pe piață astăzi, alegerea în favoarea unui circuit de punct mediu este evidentă.

Și dacă vorbim de convertoare transformator-impuls cu un transformator push-pull (punte, semipunte, push-pull) care funcționează la frecvențe mult mai mari decât frecvența obișnuită a rețelei, atunci rămâne doar circuitul redresor cu un punct de mijloc și nu alte.

Cu toate acestea, în acest articol ne vom concentra asupra calculului redresorului în raport cu o frecvență de linie joasă de 50 Hz, unde curentul redresat este sinusoidal.

În primul rând, trebuie menționat că în redresorul, care este construit după această schemă, ne obligă să avem un transformator cu două înfășurări secundare identice sau cu o singură înfășurare secundară, dar cu o ieșire la mijloc (care este în esență aceeași).

Tensiunea obținută în serie din semiînfășurarile unui astfel de transformator este de fapt bifazată față de punctul de mijloc, care acționează ca punct zero în timpul redresării, deoarece aici se formează două EMF egale ca mărime, dar opuse ca direcție. Adică, tensiunile de la bornele de capăt ale înfășurării secundare ale transformatorului, care apar în orice moment al funcționării acestuia, sunt defazate cu 180 de grade.

Bornele opuse ale înfășurărilor w21 și w22 sunt conectate la anozii diodelor VD1 și VD2, în timp ce tensiunile u21 și u22 aplicate diodelor sunt în antifază.

Prin urmare, diodele conduc curentul la rândul lor - fiecare în timpul semiciclului său de tensiune de alimentare: în timpul unui semiciclu, anodul diodei VD1 are un potențial pozitiv și curentul i21 trece prin el, prin sarcină și prin bobină (semi-bobină) w21, în timp ce dioda VD2 este în starea de polarizare inversă, este blocată, prin urmare nu curge nici un curent prin semi-bobină w22.

În timpul următorului semiciclu, anodul diodei VD2 are un potențial pozitiv și curentul i22 trece prin el, prin sarcină și prin bobina (semi-bobină) w22, în timp ce dioda VD1 este în stare polarizată inversă, este blocat, prin urmare curentul nu trece prin semibobina w21.

Rezultatul obținut este că curentul trece prin sarcină întotdeauna în aceeași direcție, adică curentul este redresat. Și fiecare dintre jumătățile înfășurării secundare a transformatorului se dovedește a fi încărcată doar pentru o jumătate de perioadă de două. Pentru un transformator, aceasta înseamnă că magnetizarea nu are loc niciodată în circuitul său magnetic, deoarece forțele magnetomotoare ale componentelor DC ale curenților înfășurării sunt direcționate opus.

Să notăm tensiunea efectivă dintre punctul de mijloc și terminalul îndepărtat al uneia dintre semiînfășurări ca U2. Apoi se obține tensiunea medie redresată Ud între punctul mijlociu al înfășurării secundare și punctul de conectare al catozilor diodelor.În acest caz, valoarea medie a tensiunii în sarcină va fi:

Vedem că valoarea medie a tensiunii redresate este raportată la valoarea rms în același mod în care valoarea medie a curentului este raportată la valoarea rms a curentului cu o tensiune sinusoidală neredresată.

Valoarea medie a curentului de sarcină se găsește prin formula (unde Rd este rezistența de sarcină):

Și deoarece curentul trece prin diode în serie, acum puteți găsi curentul mediu al fiecărei diode și amplitudinea curentului pentru fiecare diodă. Atunci când alegeți o diodă pentru un astfel de redresor, este important să acordați atenție faptului că curentul maxim admisibil al diodei este puțin mai mare decât valoarea stabilită conform acestei formule:

Când proiectați un redresor cu undă întreagă, este de asemenea important să ne amintim că tensiunea inversă aplicată unei diode blocate în timp ce cealaltă diodă este conducătoare atinge de două ori amplitudinea tensiunii semi-bobinei.Prin urmare, tensiunea inversă maximă pentru dioda selectată trebuie să fie întotdeauna mai mare decât această valoare:

Când este specificată tensiunea de ieșire (corectată) Ud, atunci valoarea efectivă a tensiunii U2 a semiînfășurării secundare va fi legată de aceasta după cum urmează (comparați cu prima formulă):

În plus, atunci când se proiectează un redresor și se stabilește tensiunea medie de ieșire Ud care trebuie obținută sub sarcină, este necesar să se adauge la acesta căderea de tensiune directă pe dioda Uf (este dată în documentația diodei). Înmulțirea jumătate a curentului mediu de sarcină cu căderea de tensiune directă pe diodă ne oferă cantitatea de putere care va trebui inevitabil disipată în fiecare dintre cele două diode sub formă de căldură:

Atunci când alegeți diode, este important să luați în considerare acest lucru, pentru a evalua capacitățile carcasei diodei, dacă poate disipa atât de multă putere și nu eșua în același timp. Dacă este necesar, va trebui să faceți calcule termice suplimentare cu privire la selecția radiatoarelor la care vor fi atașate aceste diode.