Ang gulugod ng mga sistemang elektrikal: isang komprehensibong gabay sa mga rectifier

Ang pagwawasto ay isang pangunahing aspeto ng electrical engineering, mabuti para sa pag -convert ng alternating kasalukuyang (AC) upang idirekta ang kasalukuyang (DC), na kapaki -pakinabang para sa pagpapatakbo ng maraming mga elektronikong aparato at system.Sinusuri ng artikulong ito ang detalyadong mga aspeto ng pagwawasto, sumasaklaw sa mga pangunahing prinsipyo, iba't ibang mga sangkap, at ang iba't ibang uri ng mga rectifier na pinasadya para sa mga tiyak na aplikasyon at mga pangangailangan ng kapangyarihan.Sa pamamagitan ng paggalugad ng mga gawa ng kalahating alon at full-wave na mga rectifier, kabilang ang mga advanced na uri tulad ng tulay at polyphase rectifier, nakakakuha tayo ng mga pananaw sa kanilang mga kakayahan, mga limitasyon, at mga pagsulong sa teknolohikal na nagpapahusay ng kanilang kahusayan at aplikasyon.Tinatalakay din ng artikulo ang mga praktikal na gamit kung saan kinakailangan ang mga rectifier, mula sa telecommunication hanggang sa mga aparatong medikal, na nagpapakita ng kanilang malawak na epekto sa modernong teknolohiya.Itinampok ang papel ng mga sangkap tulad ng mga diode at capacitor sa pagtiyak ng isang matatag na output ng DC mula sa isang hindi matatag na pag-input ng AC, na may layunin na mag-alok ng isang malalim na pag-unawa sa mga teknolohiya ng pagwawasto at ang kanilang kahalagahan sa araw-araw at dalubhasang mga de-koryenteng layunin.

Catalog

Larawan 1: Rectifier circuit

Ano ang Rectification?

Ang pagwawasto ay ang proseso ng pagbabago ng electric kasalukuyang pag -uugali mula sa pag -agos sa maraming direksyon upang dumaloy sa isang direksyon lamang.Sa karamihan ng mga elektronikong aparato, mayroong dalawang uri ng mga alon: alternating kasalukuyang (AC) at direktang kasalukuyang (DC).Ang AC ay nagbabago ng direksyon nang maraming beses sa isang naibigay na panahon, habang ang DC ay patuloy na dumadaloy sa isang direksyon.Para sa mga elektronikong kagamitan at aparato upang makatanggap ng isang tuluy -tuloy na supply ng boltahe, ang AC ay dapat na ma -convert sa DC, isang proseso na kilala bilang AC Rectification.

Larawan 2: diagram ng eskematiko ng pagwawasto

Ang isang rectifier, ang sangkap na nagsasagawa ng gawaing ito, ay maaaring kumuha ng iba't ibang mga form, kabilang ang mga solid-state diode, vacuum tube diode, mercury-arc valves, silikon na kinokontrol ng mga rectifier, at iba pang mga switch na semiconductor na batay sa silikon.Kabilang sa mga ito, ang semiconductor diode ay partikular na mahalaga, na kumikilos tulad ng isang one-way na balbula para sa singil ng kuryente.Pinapayagan nito ang kasalukuyang dumaloy sa isang direksyon lamang, pinadali ang pag -convert mula sa AC hanggang DC.Ang kalahating alon na rectifier, isang mas simpleng anyo ng pagwawasto, ay sumusuporta sa mas advanced na mga sistema ng pagwawasto at maraming mga aplikasyon na nangangailangan ng kapangyarihan ng DC, na sumusuporta sa pag-andar ng hindi mabilang na mga elektronikong aparato sa pang-araw-araw na paggamit.

Mga sangkap ng Rectifier

P-N Junction Diode: Pinapayagan ng aparatong ito ang kasalukuyang dumaloy sa isang direksyon lamang.Kapag ang P side ng diode ay may mas mataas na potensyal kaysa sa N side, pasulong ito ng bias at pinapayagan ang kasalukuyang pumasa.Sa kabaligtaran, kapag ang N side ay may mas mataas na potensyal, ito ay baligtad na bias at hinaharangan ang kasalukuyang daloy.

Alternating kasalukuyang (AC): Ang AC ay isang electric kasalukuyang na pana -panahong nagbabago ng direksyon.

Direktang kasalukuyang (DC): Hindi tulad ng AC, ang DC ay isang uri ng electric kasalukuyang na patuloy na dumadaloy sa isang direksyon nang hindi nagbabago pana -panahon.

Waveform: Ito ay isang graphic na representasyon na nagpapakita ng magnitude at direksyon ng electric kasalukuyang o boltahe sa paglipas ng panahon.

VRMS at IRMS: Ito ang mga ugat na halaga ng parisukat na mga halaga ng boltahe (VRMS) at kasalukuyang (IRM) para sa AC.Ang mga ito ay kinakalkula bilang 1/√2 beses ang rurok na boltahe o kasalukuyang, na nagbibigay ng isang sukatan ng epektibong halaga ng pagbabagu -bago ng AC.

Capacitor: Ang isang kapasitor ay isang aparato na may dalawang terminal na nag-iimbak ng enerhiya sa isang larangan ng kuryente.Maaari itong singilin at paglabas sa loob ng isang circuit, na tumutulong upang makinis ang pagbabagu -bago ng boltahe at magbigay ng isang matatag na output ng DC.

Function Generator: Ang aparatong ito ay bumubuo ng iba't ibang mga de -koryenteng alon, kabilang ang AC, na may mga tiyak na boltahe at frequency na kinakailangan para sa pagsubok at pagpapatakbo ng mga electronic circuit.

Iba't ibang uri ng mga rectifier

Larawan 3: Hindi makontrol na rectifier

Hindi makontrol na mga rectifier

Ang isang hindi makontrol na rectifier ay isang uri ng rectifier na ang boltahe ng output ay hindi maaaring ayusin.Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga hindi makontrol na mga rectifier: kalahating alon na mga rectifier at full-wave na mga rectifier.

Ang kalahating alon na rectifier ay nagko-convert lamang ng isang kalahati ng AC cycle sa DC.Pinapayagan nito ang alinman sa positibo o negatibong kalahati ng AC wave na maipasa, hinaharangan ang iba pang kalahati.

Ang full-wave rectifier ay nagko-convert ng parehong positibo at negatibong halves ng AC cycle sa DC.Ang isang halimbawa ng isang full-wave rectifier ay ang tulay na rectifier, na gumagamit ng apat na diode na nakaayos sa isang pagsasaayos ng tulay ng wheatstone upang makamit ang pagbabagong ito.

Kinokontrol na mga rectifier

Pinapayagan ng isang kinokontrol na rectifier para sa pagsasaayos ng boltahe ng output.Ang mga sangkap tulad ng silikon na kinokontrol na mga rectifier (SCR), metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFET), at mga insulated-gate bipolar transistors (IGBT) ay ginagamit upang lumikha ng mga rectifier na ito.Ang mga kinokontrol na rectifier ay madalas na ginustong sa mga hindi makontrol dahil sa kanilang kakayahang magamit.

Ang kalahating alon na kinokontrol na rectifier ay katulad ng kalahating alon na hindi makontrol na rectifier ngunit pinapalitan ang diode na may isang SCR, na nagpapagana ng kontrol sa boltahe ng output.

Ang full-wave na kinokontrol na rectifier ay nagko-convert ng parehong mga halves ng AC cycle sa DC ngunit nagbibigay-daan para sa regulasyon ng boltahe sa pamamagitan ng paggamit ng mga SCR o iba pang mga katulad na sangkap.

Larawan 4: Kinokontrol na rectifier

Rectification ng Half-Wave

Ang kalahating alon na pagwawasto, kahit na simple sa disenyo, ay may mga kilalang mga limitasyon, lalo na kung kinakailangan ang mataas na kahusayan at mababang maharmonya na pagbaluktot.Ang pamamaraang ito ay nagpoproseso lamang ng isang kalahati ng AC waveform, hindi pinapansin ang iba pang kalahati.Bilang isang resulta, lumilikha ito ng mga kahusayan at nagpapakilala ng mataas na harmonic na nilalaman sa output, kumplikadong mga operasyon ng smoothing.

Ang ganitong uri ng pagwawasto ay karaniwang ginagamit sa mas kaunting hinihingi na mga aplikasyon.Halimbawa, angkop ito para sa ilang mga dimmer ng pag -iilaw na hindi nangangailangan ng isang tuluy -tuloy na supply ng kuryente.Sa mga dimmers na ito, lumipat ang kahalili sa pagitan ng buong lakas ng AC para sa maximum na ningning at kalahating alon na naayos na output para sa dimming.Ang diskarteng ito ay bumubulusok ng kapangyarihan sa lampara, na pinipigilan ang filament mula sa mabilis na pagbabago ng temperatura.Ang unti-unting pag-init at paglamig na ito ay nagpapanatili ng isang pare-pareho, dimmed light output at mabawasan ang flickering, epektibong pamamahala ng daloy ng enerhiya sa mas mabagal na pagtugon.

Sa kabila ng pangunahing operasyon nito, ang kalahating alon na pagwawasto ay maaaring maging mahusay sa enerhiya sa mga tiyak na mga sitwasyon kung saan ang advanced na kontrol ng kuryente at tuluy-tuloy na output ay hindi nais.Ang pamamaraang ito ay nagtatampok ng praktikal na paggamit ng mga half-wave na mga rectifier sa mga aplikasyon na nakikinabang mula sa simple, ngunit epektibo, modulation ng kuryente.

Larawan 5: Half-wave rectifier circuit

Positibong kalahating siklo sa kalahating pagwawasto ng alon

Sa panahon ng positibong kalahating siklo ng isang AC input, ang diode ay nagiging pasulong-bias at gumana bilang isang maikling circuit.Pinapayagan nito ang kasalukuyang dumaloy sa pamamagitan ng circuit, na nagreresulta sa AC input na na -replicate sa output ng DC.Gayunpaman, sa mga praktikal na aplikasyon, ang boltahe ng output ay bahagyang mas mababa kaysa sa boltahe ng input dahil sa pagbagsak ng boltahe sa buong diode.

Larawan 6: Positibong kalahating alon ng rectifier

Negatibong kalahating siklo sa kalahating pagwawasto ng alon

Sa panahon ng negatibong kalahating cycle ng AC input, ang diode ay reverse-bias at kumikilos tulad ng isang bukas na circuit.Bilang isang resulta, walang kasalukuyang dumadaloy sa circuit sa panahong ito, at ang output ay hindi kasama ang negatibong kalahating siklo ng input.

Larawan 7: Negatibong Half Wave Rectifier

Mga kalamangan at kawalan ng kalahating alon na rectifier

Nag-aalok ang mga half-wave na mga rectifier ng maraming mga pakinabang, na ginagawang angkop para sa ilang mga aplikasyon.Ang isa sa mga pangunahing benepisyo ay ang kanilang pagiging simple;Ang circuit ay prangka at madaling ipatupad.Ang pagiging simple na ito ay isinasalin sa mga disenyo ng mababang gastos, dahil ang mga sangkap na kinakailangan ay mura.Bilang karagdagan, ang hindi komplikadong disenyo ng mga kalahating alon na rectifier ay nagbibigay-daan para sa madali at malakihang pagmamanupaktura.

Gayunpaman, ang mga kalahating alon na rectifier ay mayroon ding mga kapansin-pansin na kawalan.Ang isang malubhang disbentaha ay ang mataas na kadahilanan ng ripple.Nagdudulot ito ng malaking pagbabagu -bago sa boltahe ng output ng DC, na maaaring may problema sa maraming mga aplikasyon.Ang mga half-wave na mga rectifier ay nagdurusa mula sa mataas na pagkawala ng kuryente dahil ginagamit lamang nila ang isang kalahati ng input waveform.Nagreresulta ito sa malaking pagwawaldas ng kuryente at nabawasan ang kahusayan.Kung ikukumpara sa mga full-wave na mga rectifier, ang mga half-wave na mga rectifier ay hindi gaanong mahusay sa pangkalahatan, dahil ginagamit lamang nila ang kalahati ng ikot ng pag-input.Bukod dito, ang output boltahe ng isang kalahating alon na rectifier ay mas mababa kaysa sa isang buong alon na rectifier, na nililimitahan ang kakayahang magamit nito sa mga system na nangangailangan ng mas mataas na boltahe.

Full-wave rectifier

Larawan 8: Full-wave rectifier

Ang mga full-wave na rectifier ay nagpapabuti sa pagwawasto sa pamamagitan ng paggamit ng buong AC waveform, pagpapahusay ng kahusayan sa conversion.Hindi tulad ng kalahating alon na mga rectifier, na gumagamit lamang ng isang kalahati ng AC cycle, ang mga full-wave na mga rectifier ay nag-convert ng parehong mga halves sa DC.Ang prosesong ito ay epektibong nagdodoble ng output ng kuryente.Ang isang karaniwang disenyo para sa mga full-wave na rectifier ay ang pagsasaayos ng center-tap.Ang pag-setup na ito ay gumagamit ng isang transpormer na may isang pangalawang naka-taping na pangalawang paikot-ikot at dalawang diode.Ang center-tap rectifier ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng alternating sa pagitan ng dalawang diode batay sa polarity ng AC.Ang bawat diode ay nagsasagawa sa pagliko, tinitiyak ang parehong mga halves ng AC waveform ay ginagamit.Ang pamamaraang ito ay nagbibigay ng isang tuluy -tuloy at mas matatag na output ng DC, pagtaas ng output boltahe at pagbabawas ng dalas ng ripple.Ang nagresultang DC ay mas makinis kaysa sa mula sa kalahating alon na mga rectifier.Mahalaga ang mga full-wave rectifier para sa mga sitwasyon na nangangailangan ng isang matatag at maaasahang supply ng DC, tulad ng mga power supply para sa mga electronic gadget.Sa pamamagitan ng paggamit ng buong AC input, ang mga full-wave na mga rectifier ay nag-aalok ng isang malakas na solusyon para sa hinihingi na mga gawain, na nagbibigay ng pare-pareho na kapangyarihan ng DC.

Positibong kalahating cycle sa full-wave na pagwawasto

Larawan 9: Positibong buong alon ng rectifier

Ang isang pare-pareho na output ng DC sa full-wave na pagwawasto na may disenyo ng center-tap ay nakasalalay sa pag-uugali ng circuit sa panahon ng positibong kalahating siklo.Kapag ang mapagkukunan ng AC ay nagpapakita ng isang positibong boltahe, ang itaas na diode ay nagiging pasulong, na nagpapahintulot sa kasalukuyang dumaloy sa itaas na kalahati ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer.Ang prosesong ito ay nagdidirekta ng positibong kalahati ng AC waveform sa pag -load.

Mahalaga ang operasyon ng itaas na diode sa yugtong ito.Nagsasagawa ito ng positibong boltahe sa pag -load habang hinaharangan ang mga negatibong sangkap ng boltahe.Tinitiyak ng pumipili na pagpapadaloy na ang positibong segment ng alon ay mahusay na na -convert sa DC nang walang pagkagambala mula sa negatibong kalahati.Ang pagpapanatili ng isang matatag at maaasahan na supply ng DC ay nagsasangkot ng pagsasagawa ng pagkilos na ito.

Sa pamamagitan ng pagtuon sa positibong kalahati ng AC cycle, ang center-tap full-wave rectifier ay nag-maximize ng magagamit na enerhiya mula sa mapagkukunan ng AC.Ang detalyadong pagtingin sa positibong papel ng half-cycle sa rectifier circuit ay nagtatampok ng kahalagahan nito sa pag-convert ng AC sa DC na kapangyarihan nang mahusay at stably, tinitiyak ang isang mataas na kalidad at pare-pareho na output ng DC.

Negatibong kalahating siklo sa buong-alon na pagwawasto

Larawan 10: Negatibong buong alon ng rectifier

Sa negatibong half-cycle ng isang center-tap full-wave rectifier, ang operasyon ng circuit ay nagbabago upang mapanatili ang patuloy na paghahatid ng kuryente.Kapag binabaligtad ang polarity ng AC, ang ilalim na diode ay nagiging pasulong-bias at nagsasagawa, na nakikibahagi sa mas mababang kalahati ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer.Ang prosesong ito ay nagko-convert ng negatibong kalahati ng AC waveform sa isang positibong output, tulad ng sa panahon ng positibong kalahating siklo.

Ang alternating pagpapadaloy sa pagitan ng itaas at mas mababang mga diode ay susi sa buong alon na pagwawasto.Tinitiyak nito ang isang tuluy -tuloy at matatag na supply ng DC sa pamamagitan ng paggamit ng parehong mga halves ng AC waveform.Para sa mga aparato na nangangailangan ng patuloy na kapangyarihan ng DC, ang dalawahang pagpapadaloy na ito ay hindi lamang nagdaragdag ng kahusayan sa pag -convert ng kuryente ngunit nagpapatatag din ng output sa pamamagitan ng pagpapanatili ng pare -pareho na polarity at amplitude.

Ang tumpak na koordinasyon ng aktibidad ng diode sa bawat kalahating cycle ay nag-maximize ng potensyal ng AC input, binabawasan ang basura at pagpapahusay ng kahusayan sa output.Ang pagsusuri sa negatibong kalahating cycle ay nagpapakita kung paano ang buong alon na pagwawasto ay umaangkop sa pagbabago ng mga kondisyon ng pag-input, na nagbibigay ng isang maaasahang at walang tigil na supply ng DC.Ang pamamaraang ito ay nagpapakita ng kahusayan nito sa mas simpleng pamamaraan ng pagwawasto sa pamamagitan ng epektibong pamamahala ng mga kumplikadong kahilingan sa kapangyarihan.

Mga Kakulangan ng disenyo ng full-wave na rectifier

Ang mga full-wave na mga rectifier ay mas mahusay kaysa sa kalahating alon na mga rectifier, ngunit mayroon silang mga drawback na nakakaapekto sa kanilang paggamit.Ang isang pangunahing isyu ay ang pangangailangan para sa isang transpormer na may isang pangalawang naka-taping na pangalawang paikot-ikot.Ang kahilingan na ito ay lalo na may problema sa mga application na may mataas na kapangyarihan kung saan ang mga transformer ay dapat na matibay at may kakayahang pangasiwaan ang mga malalaking naglo-load ng kuryente nang walang kapansin-pansin na pagkalugi.

Ang mga high-power transformer na ito ay magastos at pisikal na malaki.Ang pagtaas ng laki at gastos ay ginagawang mas praktikal ang mga full-wave rectifier sa mga aplikasyon kung saan ang puwang ay limitado o masikip ang mga hadlang sa badyet.Ang bulkiness at gastos ay hadlangan ang kanilang paggamit sa portable o maliit na scale na aparato kung saan kinakailangan ang pagiging compactness at kakayahang magamit.Naimpluwensyahan nila ang mga pagpapasya kung kailan at saan gagamitin ang buong alon na pagwawasto.Sa kabila ng kanilang kahusayan at katatagan ng output, ang mga praktikal na hadlang na ito ay nangangailangan ng maingat na pagsusuri ng inilaan na aplikasyon, mga pangangailangan ng kuryente, at pangkalahatang disenyo ng system.

Ang kakayahang umangkop sa mga pagsasaayos ng full-wave na rectifier

Ang full-wave center-tap na disenyo ng rectifier ay lubos na maraming nalalaman, na nagpapahintulot sa mga pagbabago tulad ng pagbabalik sa polarity ng pag-load.Magagawa ito sa pamamagitan ng pagbabago ng orientation ng mga diode o pagsasama ng mga ito kahanay sa isang umiiral na positibong output rectifier.Ang kakayahang umangkop na ito upang makabuo ng parehong positibo at negatibong boltahe mula sa isang solong mapagkukunan ng kuryente ay nagpapakita ng kakayahang umangkop ng mga full-wave rectifier.Tinitiyak ng kakayahang umangkop sa disenyo na ito na maaaring ipasadya ang mga rectifier na ito upang matugunan ang mga tiyak na mga pangangailangan sa kuryente, pagpapahusay ng kanilang paggamit sa mga kumplikadong circuit.Ito ay partikular na kapaki -pakinabang para sa mga application na nangangailangan ng iba't ibang mga polarities ng boltahe, tulad ng mga bipolar transistor amplifier o mga operational amplifier system, kung saan inirerekomenda ang dalawang supply voltages.

Ang kakayahang baguhin at palawakin ang pag-andar ng mga full-wave na mga rectifier na lampas sa pangunahing pag-aayos ay nagtatampok ng kanilang kahalagahan sa advanced na elektronikong disenyo.Ang kakayahang umangkop na ito ay hindi lamang nagdaragdag ng utility ng mga full-wave na mga rectifier ngunit hinihikayat din ang pagbabago at kahusayan sa pagbuo ng mga elektronikong sistema, na nakakatugon sa isang malawak na hanay ng mga kinakailangan sa teknikal at mga senaryo ng aplikasyon.

Mga rectifier ng tulay

Larawan 11: Mga rectifier ng tulay

Kabilang sa mga rectifier, ang tulay na rectifier ay ang pinaka mahusay na circuit ng rectifier.Maaari naming tukuyin ang mga rectifier ng tulay bilang isang uri ng full-wave rectifier na gumagamit ng apat o higit pang mga diode sa isang pagsasaayos ng circuit ng tulay upang mahusay na mai-convert ang alternating (AC) na kasalukuyang sa isang direktang (DC) na kasalukuyang.

Ang full-wave na rectifier ng tulay ay madalas na ginustong sa disenyo ng center-tap para sa pagiging maaasahan at mahusay na pamamahala ng polaridad.Gumagamit ito ng apat na diode sa isang pagsasaayos ng tulay upang mapanatili ang isang pare -pareho na polarity ng output, anuman ang polarity ng input.Ang disenyo na ito ay nagko -convert ng buong AC waveform sa isang matatag na output ng DC, na ginagawang lubos na maaasahan para sa iba't ibang mga elektronikong aplikasyon.

Ang isang lakas ng rectifier ng tulay ay ang kakayahang mapanatili ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng tuluy -tuloy na pag -load, kahit na ang pagbabago ng polaridad ng mapagkukunan ng AC.Gayunpaman, ang pagsasaayos ng tulay ay may mga disbentaha.Ang bawat isa sa apat na diode ay nagpapakilala ng isang pagbagsak ng boltahe, karaniwang sa paligid ng 0.7 volts bawat diode, na maaaring makabuluhang bawasan ang boltahe ng output.

Sa kabila ng mga patak ng boltahe na ito, ang mga pakinabang ng full-wave na tulay na rectifier ay madalas na higit sa mga kawalan nito, lalo na sa mas mataas na mga aplikasyon ng boltahe kung saan ang mga patak ng boltahe ng diode ay hindi gaanong nauugnay sa pangkalahatang boltahe.Ang kakayahang magbigay ng isang maaasahang at matatag na output ng DC sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng pag -input ay binibigyang diin ang kahusayan nito, na ginagawa itong isang pinakamahusay na sangkap sa maraming mga modernong elektronikong sistema.

Full-wave Bridge Rectifier Circuit Diagram

Ang mga visual na pantulong ay maaaring mapahusay ang pag -unawa para sa mga bago sa electronics.Ang isang alternatibong diagram ng circuit ng full-wave na rectifier ng tulay, na idinisenyo na may mga layuning pang-edukasyon sa isip, ay maaaring maging kapaki-pakinabang.Ang bersyon na ito ng diagram ay nag -aayos ng lahat ng mga diode nang pahalang, pinasimple ang paggunita ng daloy ng circuit.Nilinaw ng layout na ito ang pag -andar ng bawat diode sa loob ng rectifier at gawing mas naa -access ang mga prinsipyo ng pagwawasto ng tulay.

Larawan 12: Buong-alon na tulay na rectifier

Ang pahalang na pag -aayos ng mga diode ay tumutulong sa mga gumagamit na malinaw na obserbahan kung paano ang kasalukuyang daloy sa circuit sa panahon ng parehong mga halves ng AC cycle.Ang pag -setup na ito ay pinapasimple ang proseso ng pag -convert ng AC sa DC gamit ang isang tulay na rectifier.Sa pamamagitan ng pagpapakita ng mga sangkap at ang kanilang mga koneksyon sa isang malinaw na paraan, mas madaling maunawaan kung paano tinitiyak ng bawat bahagi ang pagpapatuloy at katatagan ng kasalukuyang output.

Mga Rectifier ng Polyphase Bridge

Ang pag-adapt ng mga rectifier ng tulay para sa mga system ng polyphase AC ay nagpapabuti sa kanilang utility, lalo na sa mga application na may mataas na kapangyarihan.Sa pamamagitan ng pagkonekta sa bawat yugto ng sistema ng polyphase sa rectifier na may isang nakalaang pares ng mga diode, ang circuit ay mahusay na namamahagi ng kapangyarihan sa parehong positibo at negatibong naglo -load.Ang pag -setup na ito ay binabawasan ang halaga ng nilalaman ng AC sa panghuling output ng DC, na mahalaga sa mga pang -industriya na aplikasyon, sa pamamagitan ng paggamit ng mga likas na pagbabago sa phase sa mga sistema ng polyphase.

Ang phase-shifted pulses mula sa maraming mga mapagkukunan ng AC ay magkakapatong, na nagreresulta sa isang mas makinis na DC output.Ang kinis na ito ay isang kinakailangan para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na katatagan ng kuryente at minimal na ripple, tulad ng sensitibong elektronikong kagamitan o malaking pang -industriya na makinarya.Sa pamamagitan ng pagbabawas ng ripple effect na tipikal sa mga solong-phase rectifier, ang polyphase tulay na rectifier ay hindi lamang nagpapabuti sa kalidad at kahusayan ng output ng DC ngunit pinapahusay din ang pangkalahatang pagiging maaasahan at pagganap ng sistema ng supply ng kuryente.

Mga kalamangan at kawalan ng mga rectifier ng tulay ng polyphase

Kalamangan

Ang mga rectifier ng tulay ay mas mahusay kaysa sa kalahating alon na mga rectifier.Ang output ng DC ng isang rectifier ng tulay ay mas maayos kumpara sa isang kalahating alon na rectifier dahil ginagamit nito ang parehong positibo at negatibong kalahating siklo ng signal ng AC.

Ang mga polyphase rectifier ay gumagamit ng maraming mga mapagkukunan ng AC na may overlap na phase-shifted pulses, na nagreresulta sa isang mas maayos na output ng DC kaysa sa mga solong-phase rectifier.Ang mga polyphase rectifier ay nagpapaliit ng boltahe at kasalukuyang pagbabagu -bago (RIPPLE), na nagbibigay ng mas mataas na katatagan ng kuryente, mabuti para sa mga instrumento ng katumpakan at kagamitan sa medikal.

Ang makinis na output ng DC mula sa mga rectifier ng polyphase ay binabawasan ang stress sa mga elektrikal na sangkap, pagpapahusay ng pagganap at pagbabawas ng mga pangangailangan sa pagpapanatili.Ang mga nabawasan na epekto ng ripple ay humantong sa isang mas maaasahang sistema ng supply ng kuryente.

Ang kahusayan ng mga polyphase rectifier ay nagpapababa sa pangangailangan para sa karagdagang mga pag -filter at pag -stabilize circuit, pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya at mga gastos sa pagpapanatili.Sa paglipas ng panahon, ito ay humahantong sa pag -iimpok, lalo na sa mga setting ng industriya.

Mga Kakulangan

Ang mga rectifier ng tulay ay may isang mas kumplikadong circuit kumpara sa kalahating alon at mga naka-center na full-wave na mga rectifier, gamit ang apat na diode sa halip na dalawa.

Ang paggamit ng higit pang mga diode sa mga rectifier ng tulay ay nagreresulta sa mas mataas na pagkawala ng kuryente.Habang ang isang center na naka-tap na full-wave na rectifier ay gumagamit ng isang diode bawat kalahating ikot, ang isang tulay na rectifier ay gumagamit ng dalawang diode sa serye bawat kalahating ikot, na humahantong sa isang mas mataas na pagbagsak ng boltahe.

Pagbabawas ng boltahe ng ripple sa mga naayos na output

Ang boltahe ng Ripple, ang natitirang AC sa loob ng isang output ng DC, ay nagdudulot ng isang hamon sa pagwawasto.Ang pagbabagu -bago na ito ay maaaring negatibong nakakaapekto sa mga elektronikong aparato na nangangailangan ng isang matatag na supply ng kuryente ng DC.Samakatuwid, ang pamamahala at pag-minimize ng boltahe ng ripple ay kinakailangan sa mga high-precision electronic application.

Upang mabawasan ang ripple, ang mga network ng pag -filter ay madalas na ginagamit.Ang mga network na ito ay karaniwang pinagsama ang mga capacitor at inductors upang makinis ang mga oscillation ng boltahe.Ang singil ng mga capacitor at pinakawalan ito sa mga patak ng boltahe, nagpapatatag ng output.Tumutulong ang mga inductor sa pamamagitan ng paghihigpit sa rate ng kasalukuyang pagbabago, karagdagang pag -smoothing ng curve ng boltahe.Ang pagiging epektibo ng mga filter na ito ay nakasalalay sa mga antas ng kapangyarihan na kasangkot.Para sa mga system na may mas mababang mga kinakailangan sa kuryente, maaaring sapat ang mga simpleng filter ng kapasitor.Gayunpaman, ang mas mataas na lakas o mas sensitibong aplikasyon ay maaaring mangailangan ng mas kumplikadong pag -aayos ng pag -filter.Kinakailangan ang pagkontrol ng boltahe ng ripple dahil direktang nakakaapekto ito sa pagiging maaasahan, kahusayan, at katatagan ng mga elektronikong sistema.Ang isang makinis na output ng DC ay nagbibigay -daan sa mga elektronikong aparato na gumana nang mabuti, libre mula sa nakakagambalang pagkagambala na dulot ng labis na ripple.

Pag -uuri ng mga rectifier sa pamamagitan ng mga numero ng pulso, paraan at yugto

Ang mga circuit ng Rectifier ay ikinategorya ng mga katangian ng phase, way, at pulso.

Katangian ng pulso

Ang katangian ng "pulso" ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga dc output pulses na nabuo bawat cycle ng AC.Higit pang mga pulses bawat cycle ay nagreresulta sa isang mas maayos at mas matatag na output ng DC.Halimbawa, ang isang 1-pulse rectifier ay nag-aalok ng pangunahing pag-andar, habang ang isang 6-pulse rectifier ay nagbibigay ng isang mas maayos na output, na angkop para sa mga sensitibo at mataas na demand na aplikasyon.

Paraan na katangian

Ang katangian ng "paraan" ay naglalarawan kung paano ang AC ay na-convert sa DC, alinman sa isang solong-daan (kalahating alon) o two-way (full-wave) na fashion.

Ang mga single-way na rectifier ay simple ngunit limitado sa kahusayan at kalidad ng output.Itinutuwid lamang nila ang isang kalahati ng AC cycle, na nagreresulta sa pagkawala ng kuryente at isang mataas na pagbabagu -bago ng DC output.

Ang two-way na mga rectifier ay nag-aayos ng parehong positibo at negatibong halves ng alon, pagpapabuti ng kahusayan ng conversion ng kapangyarihan at pagpapahusay ng kinis ng output ng DC.

Katangian ng phase

Ang katangian ng "phase" ay tumutukoy sa bilang ng mga input ng AC na ginamit sa rectifier.Ang mga rectifier ay maaaring maging single-phase o three-phase.

Ang mga single-phase rectifier ay karaniwang ginagamit para sa mas mababang mga kahilingan sa kuryente.Ang isang solong-phase half-wave rectifier ay nagbibigay-daan lamang sa kalahati ng AC waveform na dumaan, hinaharangan ang iba pang kalahati, na nagreresulta sa isang solong pulso bawat AC cycle, na ginagawang isang yunit ng 1-pulse.Gayunpaman, ang solong-pulse output ay hindi gaanong makinis at mas maraming pulsatile, na maaaring hindi angkop para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng matatag na output ng DC.

Ang isang solong-phase full-wave rectifier, sa kaibahan, ay nagbibigay-daan sa parehong mga halves ng AC waveform na pumasa, na nagko-convert ang mga ito sa isang pulsating DC output na may dalawang pulses bawat siklo, na ginagawa itong isang 2-pulse unit.Ang pag-aayos na ito ay nagpapabuti sa kinis at kahusayan ng output ng DC, na ginagawang angkop para sa isang mas malawak na hanay ng mga aplikasyon kumpara sa half-wave counterpart.

Ang mga three-phase rectifier ay ginagamit sa mas hinihingi na mga kapaligiran, tulad ng mga pang-industriya na kagamitan at mga aplikasyon ng mataas na kapangyarihan.Ang isang three-phase full-wave rectifier ay gumagamit ng phase shifts na likas sa isang three-phase system upang makabuo ng anim na pulses bawat AC cycle, pag-uuri ito bilang isang 6-pulse unit.Ang disenyo na ito ay nagbubunga ng isang mas makinis at mas mahusay na output, na partikular na kapaki-pakinabang para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng pare-pareho, de-kalidad na paghahatid ng kuryente.

Larawan 13: three-phase rectifier circuit

Pagsulong sa sistema ng polyphase rectifier

Sa mga advanced na sistema ng polyphase rectifier, ang pagbuo ng isang bilang ng pulso na higit sa dalawang beses ang bilang ng mga phase ay makakamit sa pamamagitan ng mga makabagong mga pagsasaayos ng transpormer at madiskarteng pagkakatulad ng mga output ng rectifier.Sa pamamagitan ng mahusay na pag -agaw ng mga shift ng phase, ang mga inhinyero ay maaaring mabawasan ang mga epekto ng ripple, sa gayon pinapahusay ang pangkalahatang kalidad ng output ng DC.

Ang mga sopistikadong disenyo na ito ay partikular na kapaki-pakinabang sa mga application na may mataas na kapangyarihan kung saan ang pagbabawas ng ripple ay mahalaga, ngunit ang puwang para sa malawak na mga sangkap ng pag-filter ay limitado.Ang pagdaragdag ng bilang ng mga pulses ay makinis ang output ng DC at nagpapabuti sa kahusayan at pagiging maaasahan ng sistema ng kuryente, na ginagawang perpekto para sa hinihingi na mga kapaligiran na nangangailangan ng matatag at pare -pareho na pagganap ng elektrikal.

Ang pagsulong na ito sa teknolohiya ng polyphase rectifier ay nagmamarka ng isang partikular na hakbang sa pagtugon sa mga kumplikadong mga kinakailangan sa kuryente habang pinamamahalaan ang mga hadlang sa pisikal at pang -ekonomiya.Ang madiskarteng pagtaas sa mga numero ng pulso sa pamamagitan ng mga advanced na pagsasaayos ng circuit ay hindi lamang na -optimize ang mga sistema ng rectifier ngunit itinatampok din ang kahalagahan ng patuloy na pagbabago sa elektrikal na engineering upang matugunan at mapagtagumpayan ang mga kontemporaryong mga hamon.

Mga aplikasyon at paggamit ng mga rectifier

Mga telebisyon, radio, at computer: Ang mga karaniwang elektronikong sambahayan ay nakasalalay sa mga rectifier para sa matatag na kapangyarihan ng DC, kahit na karaniwang naka -plug sa mga saksakan ng AC.Ginagamit ang mga Rectifier para sa pagtuklas ng signal upang matiyak ang wastong paggana ng radyo.

Mga Charger ng Telepono: Ang mga Rectifier ay nag -convert ng AC mula sa mga saksakan sa dingding sa DC na kinakailangan upang singilin ang mga mobile device.

Mga makinarya at control system: Ang mga pang -industriya na makina at mga awtomatikong proseso ay umaasa sa mga rectifier para sa pare -pareho na kapangyarihan ng DC.

Telebisyon: Ang mga kagamitan tulad ng mga cell tower at data center ay nakasalalay sa mga rectifier upang mapanatili ang matatag na mga suplay ng kuryente.

Kagamitan sa Welding: Tinitiyak na ang makinarya ng welding ay nagpapatakbo kasama ang nangangailangan ng kapangyarihan ng DC para sa katumpakan na trabaho.Nagbibigay sila ng polarized boltahe ng mabuti para sa proseso ng hinang.

Mga de -koryenteng sasakyan (EV) at mga riles: Ang mga rectifier ay nag -convert ng AC mula sa mga istasyon ng singilin o mga linya ng overhead sa magagamit na kapangyarihan ng DC para sa mga sistema ng propulsion.

Solar Inverters: Ang mga aparatong ito ay gumagamit ng mga rectifier upang ibahin ang anyo ng DC na nabuo ng mga solar panel sa AC, na angkop para sa paggamit ng bahay at grid.

Mga aparatong medikal: Ang mga makina ng MRI at mga generator ng X-ray ay umaasa sa mga rectifier para sa tumpak na kapangyarihan ng DC.

Mga Sistema ng Aviation: Nag -convert sila ng kapangyarihan para sa mga avionics, pag -iilaw, at iba pang mga onboard system.

Radar Systems: Ang mga Rectifier ay ginagamit para sa parehong supply ng kuryente at pagproseso ng signal.

Konklusyon

Ang mga bagay sa pagwawasto sa maraming iba't ibang mga uri ng mga de -koryenteng sistema at aparato na nagpapatakbo sa pinakamainam na kahusayan.Mula sa mga simpleng rectifier na half-wave na ginamit sa mga dimmer ng sambahayan hanggang sa kumplikadong mga rectifier ng tulay ng polyphase sa pang-industriya na makinarya, ang bawat uri ng pag-play ng uri sa pag-convert ng AC sa magagamit na kapangyarihan ng DC.Sinaliksik namin ang mga teknikal na detalye at mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng iba't ibang mga uri ng rectifier, binibigyang diin ang kanilang mga benepisyo at limitasyon.Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga pag -andar ng iba't ibang mga sangkap at disenyo ng circuit, kinikilala namin ang papel ng rectifier sa pag -stabilize ng supply ng kuryente at pagpapabuti ng pagganap ng aparato.Ang patuloy na pagsulong sa teknolohiya ng rectifier, lalo na sa mga sistema ng polyphase, i -highlight ang isang dynamic na larangan na naglalayong matugunan ang lumalagong mga hinihingi ng kapangyarihan habang tinutugunan ang kahusayan at mga hamon sa espasyo.Ang pagsasama ng mga rectifier sa magkakaibang mga aplikasyon, mula sa mga elektronikong consumer hanggang sa mga medikal na sistema, ay binibigyang diin ang kanilang iba't ibang papel sa modernong teknolohiya.Inaasahan ng artikulong ito ang mga pag -unlad sa hinaharap, na nagbibigay ng mga propesyonal at mahilig sa kaalaman na magbago sa isang lalong nakuryente na mundo.

Madalas na Itinanong [FAQ]

1. Ano ang prinsipyo ng gumaganang rectifier?

Pangunahing gumagana ang isang rectifier upang mai -convert ang alternating kasalukuyang (AC) sa direktang kasalukuyang (DC).Ang prosesong ito ay pangunahing sa iba't ibang mga de -koryenteng aplikasyon kung saan kinakailangan ang kapangyarihan ng DC, tulad ng pagsingil ng mga baterya, pagpapatakbo ng mga motor ng DC, at kapangyarihan ng mga electronic circuit.Nakamit ito ng rectifier sa pamamagitan ng paggamit ng mga aparato ng semiconductor tulad ng mga diode, na nagpapahintulot sa kasalukuyang dumaloy sa isang direksyon lamang.Sa kalaunan, ang mga diode ay humarang sa bahagi ng signal ng AC (alinman sa positibo o negatibong kalahati ng alon) o baguhin ang parehong mga halves na dumaloy sa isang solong direksyon, sa gayon ay gumagawa ng DC.

2. Paano na -convert ng isang rectifier ang AC sa DC?

Ang pag-convert ng AC hanggang DC ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa AC boltahe na dumaan sa isa o higit pang mga diode na nakaayos sa mga tiyak na pagsasaayos-tulad ng kalahating alon, buong alon, at tulay na mga rectifier.Sa isang kalahating alon na rectifier, isang kalahati lamang ng AC waveform ang pinapayagan na dumaan, na epektibong hinarang ang iba pang kalahati.Ang isang buong alon na rectifier, sa kabilang banda, ay gumagamit ng maraming mga diode upang baligtarin ang negatibong kalahati ng AC waveform sa positibo, na nagpapagana sa buong alon na mag-ambag sa output.Ang mga rectifier ng tulay, gamit ang apat na diode na nakaayos sa isang pagsasaayos ng tulay, mapahusay ang prosesong ito sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa parehong mga halves ng AC input na magamit, na nagreresulta sa isang mas pare -pareho at mas mataas na boltahe na DC output.

3. Ano ang pangunahing pag -andar ng circuit ng rectifier?

Ang pangunahing pag -andar ng isang circuit ng rectifier ay upang makabuo ng isang matatag na output ng DC mula sa isang input ng AC.Kinakailangan ito sa mga aplikasyon kung saan kinakailangan ang matatag na kapangyarihan ng DC.Higit pa sa pag -convert lamang ng AC sa DC, ang mga rectifier ay makakatulong din sa pag -smoothing ng output gamit ang mga sangkap tulad ng mga capacitor at inductors, na binabawasan ang ripple sa kasalukuyang output, na ginagawang mas uniporme.

4. Ano ang sanhi ng isang rectifier na mabigo?

Ang mga pagkabigo sa Rectifier ay maaaring lumitaw mula sa maraming mga kadahilanan, tulad ng thermal stress, electrical overload, at sangkap na pagsusuot.Ang sobrang pag -init na sanhi ng labis na kasalukuyang daloy o hindi magandang paglamig ay maaaring makapinsala sa materyal na semiconductor sa mga diode.Ang mga elektrikal na surge ay maaaring lumampas sa pagpapaubaya ng boltahe ng mga diode, na humahantong sa pagkasira.Katulad nito, ang matagal na paggamit ay maaaring magsuot ng mga diode at mga nauugnay na sangkap, binabawasan ang kanilang kahusayan at habang buhay.

5. Ano ang isang halimbawa ng isang rectifier?

Ang isang karaniwang halimbawa ng isang rectifier ay ang tulay na rectifier na ginamit sa mga suplay ng kuryente sa sambahayan.Ang ganitong uri ng rectifier ay nagko -convert ng input ng AC mula sa suplay ng kuryente ng MAINS sa isang DC output, na kung saan ay ginamit upang singilin ang mga aparato tulad ng mga laptop at mobile phone, na nagpapakita ng praktikal na aplikasyon nito sa pang -araw -araw na mga elektronikong aparato.

6. Ano ang pinakamahusay na circuit ng rectifier?

Ang "pinakamahusay" na rectifier circuit ay nakasalalay sa mga tiyak na kinakailangan ng application, kabilang ang mga kadahilanan tulad ng nais na kahusayan, gastos, at pagiging kumplikado.Kadalasan, ang mga rectifier ng tulay ay itinuturing na higit na mahusay para sa karamihan ng mga karaniwang aplikasyon dahil mahusay na ginagamit nila ang parehong mga halves ng AC waveform, na nagreresulta sa isang mas mataas na boltahe ng output at hindi gaanong ripple kumpara sa kalahating alon at buong-alon na mga rectifier.Para sa mga aplikasyon ng high-precision, ang mga kumplikadong multi-stage na rectifier circuit na may karagdagang mga yugto ng smoothing at regulasyon ay maaaring magamit upang matiyak ang isang mataas na matatag na output ng DC.