Выпрямительные приборы: Выпрямительные (детекторные) приборы. — Студопедия

Выпрямительные (детекторные) приборы. — Студопедия

Приборы выпрямительной системы представляют собой сочетание измерительного механизма магнитоэлектрической системы и выпрямителя на полупроводниках. Как известно, вольт-амперную характеристику полупроводникового диода (вентиля) для практических расчетов представляют двумя линейными участками, характеризуемыми прямым (I_пр) и обратным (I_обр) токами. При

Рис. 2.3.5. Схемы выпрямителей а и б – схемы с однополупериодным выпрямителем и кривая тока измерительного механизма; в – схема с двухполупериодным выпрямлением и кривая тока измерительного механизма

таком подходе возможно также характеризовать полупроводниковый диод прямым

( r_пр) и обратным (r_обр) сопротивлениями. Коэффициент выпрямления полупроводникового диода .

На рис. 2.3.5, а дана схема с однополупериодным выпрямлением, используемая в амперметрах.

Эта схема имеет две ветви (с вентилями В₁ и В₂), имеющие равные сопротивления, что обеспечивает одинаковую нагрузку цепи для двух полупериодов переменного тока. Ток через измерительный механизм идет в течение одного полупериода, что равноценно снижению чувствительности измерительного механизма в 2 раза.

В схеме на рис. 2.3.5, б измерительный механизм и выпрямитель замкнуты на вторичную обмотку трансформатора, через которую проходит одна полуволна тока, а на рис. 2.3.5, в дана мостовая схема. В течение одного полупериода ток идет по пути абгв, в течение второго – по пути вбга, т.е. через измерительный механизм за период проходят две полуволны тока одного направления (от точки б к точке г). Действующий на подвижную рамку измерительного механизма мгновенный вращающий момент М = ВSwi. При двухполупериодном выпрямлении средний за период вращающий момент

.

Угол поворота подвижной части, определяемый средним вращающим моментом, выразим так: . Так как на шкалах приборов наносятся действующие значения синусоидального тока, то, приняв во внимание, что I / I_ср = k_ф, получим для двухполупериодной схемы окончательное выражение угла поворота подвижной части: . Таким образом, приборы, проградуированные при синусоидальном токе (коэффициент формы кривой k_ф = 1,11), дают неправильные показания при несинусоидальных токах. Повышение температуры на 1ºС вызывает уменьшение сопротивления выпрямителей на 1,5 – 4 %.

В вольтметрах на малые напряжения изменение сопротивления выпрямителя влияет на сопротивление вольтметра. Для компенсации применяют добавочные резисторы, выполняемые из двух частей: одной из медной и второй из манганиновой проволоки. При увеличении температуры уменьшение сопротивления выпрямителя компенсируется увеличением сопротивления медного добавочного резистора. В вольтметрах на большие напряжения возможно уменьшение показаний (при повышении температуры) вследствие уменьшения коэффициента выпрямления (возрастает прямое сопротивление диодов).

Для компенсации этого влияния применяют шунт, состоящий из двух частей, изготовленных из медной и манганиновой проволок. При повышении температуры возрастает сопротивление шунта и ток в измерительном механизме, что компенсируется уменьшением коэффициента выпрямления. Аналогичная компенсация уменьшения коэффициента выпрямления в амперметрах производится также применением шунтов из меди и манганина.

На основе выпрямительной системы часто создают комбинированные приборы для измерения постоянного и переменного тока и напряжения. Такие приборы содержат все рассмотренные элементы: измерительный механизм, многопредельный шунт, многопредельный добавочный резистор и переключатель.

Положительные свойства выпрямительных приборов: высокая чувствительность, малая мощность потерь, независимость показаний от частоты (в небольших диапазонах).

Отрицательные свойства: невысокая точность (классы точности 1,5 и 2,5), зависимость показаний от формы кривой измеряемой величины.

Рис. 2.3.6. Термоэлектрические преобразователи: а – контактный, б – бесконтактный, в – батарея из бесконтактных термоэлементов

Выпрямительные приборы — Мегаобучалка

Выпрямительные приборы широко применяются для измерения тока в звуковом диапазоне частот. Принцип работы таких приборов основан на использовании выпрямительных свойств полупроводникового диода. Постоянная составляющая выпрямленного диодом тока измеряется прибором магнитоэлектрической системы.

Обычно используются выпрямители двух основных типов: однополупериодные и двухполупериодные. В однополупериодных схемах ток I_пр через микроамперметр, включенный последовательно с диодом V_l, пропускается только один полупериод переменного напряжения u(t). В отрицательный полупериод, для которого сопротивление диода V₁велико, ток протекает через диод V₂, включенный параллельно прибору. Диод V₂ защищает диод V₁ от пробоя. Для уравнивания сопротивления параллельных ветвей последовательно со вторым диодом включен резистор R, сопротивление которого равно сопротивлению цепи измерительного механизма (рис. 6.5, а). Подвижная часть магнитоэлектрического микроамперметра из-за ее инерционности при частотах выше 20 Гц не успевает следить за мгновенными значениями вращающего момента, поэтому реагирует на среднее значение момента.

Из уравнения шкалы магнитоэлектрического прибора также следует, что приборы выпрямительной системы измеряют среднее значение переменного тока, а не среднеквадратическое. Для однополупериодного выпрямителя (рис.6.5, б):

.

Рис. 6.5. Однополупериодная схема выпрямительного миллиамперметра (а) и токи, протекающие в нем (б)

Шкалу прибора, измеряющего переменный ток или напряжение, обычно градуируют в среднеквадратических значениях синусоидального сигнала, поэтому среднее значение тока I_пр, протекающего через прибор, выражают через среднеквадратическое значение I синусоидального сигнала и коэффи­циент формы k_ф:

,

.

Если форма кривой тока несинусоидальная, то k_ф ≠ 1,11 и показания прибора неверны. Если коэффициент формы несинусоидального тока известен, можно определить новую постоянную прибора и с ее помощью производить правильные измерения этого несинусоидального тока.

В двухполупериодных схемах выпрямителя (рис. 6.6, а) ток I_пр, протекающий через микроамперметр, увеличивается вдвое по сравнению с током, протекающим в схеме на рис. 6.5, а. В положительный полупериод ток проходит через диод V₁, микроамперметр, диод V₃, в течение отрицательного полупериода — через диоды V₂, V₄ и микроамперметр. Таким образом, через микроамперметр ток I_пр проходит в одном и том же направлении в оба полупериода: .

Мостовая цепь с четырьмя диодами требует подбора диодов и специальной температурной компенсации, так как прямое и обратное сопротивления диода зависят от температуры окружающей среды. Практическое применение находят мостовые схемы с двумя диодами и двумя резисторами (рис.

6.6, б). Эта схема имеет меньшую чувствительность, так как измеритель И зашунтирован резисторами R₁ и R₂. Ток, протекающий через прибор, в этом случае равен: где R₁ = R₂ = R, а R_пр – сопротивление цепи измерителя.

Рис. 6.6. Двухполупериодные схемы выпрямительных миллиамперметров (а — в) и токи, протекающие в нем (г)

Если поменять местами диагонали моста, то получим схему последовательно моста (рис. 6.6, в), позволяющую измерять значительные токи, так как сопротивления R₁ и R₂ в этом случае шунтируют измеритель вместе с диодом, а не только измеритель, как в схеме параллельного моста (рис. 6.6, б).

Выпрямительные приборы для измерения токов широко применяются как ее составные элементы комбинированных приборов: тестеров, авометров, используемых дл измерения токов, напряжений, сопротивлений и других электрических величин.

При использовании соответствующего типа диода выпрямительные приборы для измерения токов могут применяться в диапазоне высоких и сверхвысоких частот. Германиевые и кремниевые диоды обеспечивают частотный диапазон измерения токов до 100 МГц.

Основными достоинствами выпрямительных приборов являются высокая чувствительность, малое собственное потребление энергии и возможность измерения в широком диапазоне частот. Недостатком этих приборов является их невысокая точность. Основными источниками погрешностей при этом являются изменение параметров диодов с течением времени, нелинейность шкалы, влияние внешней температуры.

Класс точности выпускаемых выпрямительных приборов 1,5 и 2,5; пределы измерения по току от 2 мА до 600 А, по напряжению от 0,3 до 600 В.

 

Выпрямительные устройства: структурная схема и режимы работы

Выпрямительное устройство (ВУ) – это статический прибор, который преобразует поступающую на вход электроэнергию переменного тока в электроэнергию постоянного тока. ВУ входит с состав систем электроснабжения и аппаратуры связи. Условное обозначение, применяемое в функциональных и структурных схемах изображено на рисунке 1.

Рисунок 1 – Условное обозначение ВУ

В зависимости от числа фаз устройства источником электроэнергии U₁(t) может служить однофазная или трёхфазная промышленная сеть. Знакопеременное напряжение U₁(t) проходя через ВУ преобразуется в напряжение постоянного тока U₀(t). Помимо постоянной составляющей U₀ в преобразованном напряжении содержится переменная составляющая, которая называется пульсацией — U_п(t)=u₀(t)-U₀. Необходимый уровень пульсаций определяется параметрами подключаемой аппаратуры.

Структурная схема выпрямительного устройства

Выпрямители собираются по традиционной схеме или по схеме с двойным преобразованием. Вторая схема в некоторых источниках называется схемой с бестрансформаторным входом. Рассмотрим традиционную схему, изображённую на рисунке 2.

Рисунок 2 – Структурная схема традиционного ВУ

Выпрямитель состоит из трёх компонентов: трансформатора (Т), диодного блока (ДБ) с подключённым на выходе сглаживающим фильтром (СФ). На вход схемы подаётся знакопеременное напряжение. В трансформаторе обеспечивается преобразование поступившей электроэнергии U₁ в нужный уровень напряжения U₂, которое необходимо на выходе. Помимо этого, трансформатор обеспечивает гальваническую развязку для изоляции подключённого оборудования от источника энергии.

Вентильный блок необходим для преобразования переменного напряжения U₂ полученного с выхода трансформатора в постоянное напряжение u₀₁. Диодный блок — это набор диодов, собранный по одной из однофазных или трёхфазных схем выпрямления. В управляемых выпрямителях для этой цели служат тиристоры.

Для снижения уровня пульсаций, после диодного блока идёт сглаживающий фильтр. Он сглаживает пульсации до требуемого уровня, который удовлетворяет требованиям подключаемой аппаратуры.

Большое применение в электропитании аппаратуры связи нашёл выпрямитель с двойным преобразованием, структурная схема которого изображена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Структурная схема ВУ с двойным преобразованием

Отличительной чертой этого выпрямителя является отсутствие на входе устройства силового трансформатора. Электроэнергия подаётся напрямую на диодный блок (ДБ₁) к выходу которого подключен сглаживающий фильтр (СФ₁). В некоторых случаях возможна установка корректора коэффициента мощности.

Затем выпрямленное напряжение поступает на регулирующий инвертор (РИ), который преобразует в знакопеременное напряжение высокой частоты и подаётся на ДБ₂, где снова выпрямляется. Трансформатор высокой частоты, входящий в состав РИ обеспечивает гальваническую развязку нагрузки от источника напряжения.

ВУ построенные по традиционной схеме просты в обслуживании и обладают высокой надёжностью, но имеют низкие массо-объёмные показатели и низкие энергетические показатели. ВУ с двойным преобразованием обладают высокими удельными массо-объёмными параметрами и высоким коэффициентом полезного действия.

Режимы работы

В любом выпрямителе после ДБ находится СФ. Он формирует форму токов протекающих по всем элементам ВУ, которые находятся после ДБ, а также определяет энергетические показатели ВУ в целом. Следовательно, существует три режима работы ВУ работающих на емкостную, индуктивную и смешанную нагрузку (Рисунок 4). Вкратце рассмотрим приведённые выше нагрузки.

Рисунок 4 – Режимы работы выпрямительных устройств

Работа выпрямителя на емкостную нагрузку означает, что конденсатор является первым элементом СФ. Сопротивление конденсатора в этом случае значительно меньше сопротивления стоящих следом за ним элементов, включая нагрузку, даже на частоте первой гармоники пульсации. Режим можно охарактеризовать низким коэффициентом полезного действия (КПД) и применяется в реальных устройствах, в которых потребляемая мощность не более двадцати ватт.

Работа выпрямителя на индуктивную нагрузку означает, что дроссель является первым элементом СФ. Индуктивное сопротивление дросселя даже на частоте первой гармоники пульсации значительно больше результирующего сопротивления всех последующих элементов схемы, включая нагрузку. В этом режиме работы предполагает безразрывность тока, протекающего по обмоткам дросселя, даже при небольшом потреблении тока аппаратурой. Характеризуется минимальной потерей во всех элементах устройства по сравнению с другими режимами работы.

Режим работы выпрямителя на смешанную нагрузку предполагает, что в СФ используются как индуктивные элементы, так и емкостные. Во время небольшого потребления электроэнергии аппаратурой, выпрямительное устройство работает на нагрузку емкостного характера, а при большом потреблении на нагрузку индуктивного характера.

Различные типы выпрямителей и их работа

Схема выпрямителя

Как общая часть всех цепей электронных источников питания, выпрямительная цепь обеспечивает питание постоянного тока от имеющегося источника переменного тока для правильного функционирования электронного оборудования. В зависимости от типа применения, эта конфигурация и типы выпрямителя различаются, например, диодные выпрямители, выпрямители с фазовым управлением и т. Д., Но каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Схема выпрямителя может быть реализована с различными твердотельными электронными или электрическими компонентами, такими как диоды, тиристоры, полевые МОП-транзисторы и так далее.На этих компонентах используется выпрямитель, работа которого изменяется для получения требуемой мощности. Перед тем как узнать его типы, дайте нам знать вкратце, что такое выпрямитель.

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель — это схема, которая используется для преобразования источника переменного тока в однонаправленный источник постоянного тока. Этот процесс преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC) также называется выпрямлением. Эти мостовые выпрямители доступны в различных корпусах в виде модулей от нескольких ампер до нескольких сотен ампер.В основном в схемах мостовых выпрямителей полупроводниковый диод используется для преобразования переменного тока, поскольку он позволяет току течь только в одном направлении (однонаправленное устройство).

Что такое выпрямитель

Выбор мостового выпрямителя

зависит от требований к нагрузке, и, помимо этого, следует учитывать следующие факторы: номинальные параметры компонентов, напряжение пробоя, номинальный прямой ток, номинальный переходный ток, диапазоны температур, требования к установке и т. Д. Мы можем подключать диоды в различных конфигурациях для получения различных типов. выпрямителей.

Типы выпрямителей

Выпрямители

подразделяются на множество конфигураций, как показано на рисунке ниже. Эти выпрямители классифицируются в зависимости от таких факторов, как тип питания, конфигурация моста, характер управления, используемые компоненты и т. Д. В основном выпрямители подразделяются на однофазные и трехфазные выпрямители, а затем подразделяются на неуправляемые, полууправляемые и полностью управляемые выпрямители. Давайте вкратце рассмотрим некоторые из этих типов выпрямителей.

Типы выпрямителей

Однофазные неуправляемые выпрямители

В выпрямителях этого типа используется неуправляемый диод для выпрямления входного переменного тока. На выходных клеммах этого выпрямителя мощность становится постоянной, и изменение ее величины или значения в зависимости от требований нагрузки невозможно.

Полуволновой выпрямитель

Это простой тип выпрямителя, состоящий из одного диода, который включен последовательно с нагрузкой. Для небольших уровней мощности обычно используется этот тип выпрямительной схемы.

Полуволновой выпрямитель

Во время положительной половины входа переменного тока диод смещается в прямом направлении, и через него начинают протекать токи. Во время отрицательной половины входа переменного тока диод становится смещенным в обратном направлении, и ток перестает течь через него. Форма выходного сигнала на нагрузке показана на рисунке. Из-за высокой пульсации на выходе этот тип выпрямителя редко используется с чисто резистивной нагрузкой.

Полноволновой выпрямитель с центральным отводом

В этом типе выпрямителя используются два диода и трансформатор с центральной вторичной обмоткой с ответвлениями. Во время положительного полупериода входного переменного тока диод D1 смещен в прямом направлении, и через него начинает течь ток к нагрузке. Во время отрицательной половины входной диод D2 смещен в прямом направлении, а D1 становится смещенным в обратном направлении. Ток нагрузки начинает течь через D2 во время этого отрицательного пика. Обратите внимание, что ток, протекающий через нагрузку, не изменился даже при изменении полярности напряжения.

Полноволновой выпрямитель с центральным отводом

Преимуществами этого выпрямителя являются более низкий коэффициент пульсаций и более высокий КПД, но необходимость трансформатора с центральным ответвлением вторичной обмотки является основным недостатком и делает схему более дорогой.

Полноволновой мостовой выпрямитель

Используя такое же вторичное напряжение, этот мостовой выпрямитель может почти вдвое увеличить выходное напряжение по сравнению с двухполупериодным выпрямителем с центральным ответвлением. Во время положительной половины входного переменного тока диоды D1 и D2 смещены в прямом направлении, а D3 и D4 — в обратном. Таким образом, ток нагрузки протекает через диоды D1 и D2. Во время отрицательного полупериода входные диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении, а D1 и D2 — в обратном. Следовательно, ток нагрузки протекает через диоды D3 и D4.

Полноволновой мостовой выпрямитель

Однофазные полууправляемые выпрямители

В управляемых выпрямителях

для управления выходом используются тиристоры вместо диодов. Регулируя время срабатывания тиристоров (или MOSFET и IGBT), мы можем управлять напряжением и током через нагрузки, и этот процесс называется методом фазового управления выпрямлением.

Однофазные полууправляемые выпрямители

Схема однофазного полууправляемого выпрямителя показана ниже, где используются два диода и два тиристора, подключенных поперек нагрузки.Каждая ножка состоит из одного подруливающего устройства и одного диода, и за каждую проводимость отвечают два компонента ножки. Однако тиристоры T1 и T3 или диоды D2 и D4 не могут вести себя одновременно.

Во время положительного полупериода входа T1 и D2 смещены в прямом направлении. При срабатывании T1 ток нагрузки протекает через T1 и D2. Если напряжение проходит через отрицательный переход через нуль входного напряжения, D4 переходит в проводимость, коммутируя D2, и тогда напряжение нагрузки становится равным нулю.

Формы сигналов полууправляемого выпрямителя

Во время отрицательного полупериода T3 и D4 смещены в прямом направлении, и когда срабатывает T3, ток нагрузки начинает течь через T3 и D4. Аналогичным образом при переходе через нуль D2 переходит в проводимость, коммутируя D4. Как видно на рисунке ниже, ток нагрузки всегда остается выше нуля, это называется режимом непрерывной проводимости выпрямления постоянного тока. Также на рисунке показан прерывистый режим работы.

Однофазный полностью управляемый выпрямитель

Этот тип выпрямительной схемы на основе силовой электроники является наиболее популярным и широко используется для управления скоростью двигателей постоянного тока. Эта схема получается путем замены всех диодов, используемых в неуправляемых или полууправляемых выпрямителях, на тиристоры, как показано на рисунке. Из схемы видно, что один тиристор из верхней группы (T1, T3) и один тиристор из нижней группы (T2, T4) должны проводить ток нагрузки. Однако T1T3 или T2T4 не могут проводить одновременно.

Однофазный полностью управляемый выпрямитель

Во время положительного полупериода входного сигнала T1 и T2 смещены в прямом направлении, и когда они срабатывают или запускаются, они начинают проводить, так что ток нагрузки течет через них.Во время отрицательного полупериода входного переменного тока Т3 и Т4 находятся в состоянии прямой блокировки, и когда к ним применяется стробирующий импульс, они включаются, и через них начинает течь ток нагрузки. В то же время на T1 и T2 отрицательное напряжение вызывает немедленную коммутацию этих тиристоров. Этот процесс повторяется для каждого цикла, как показано на рисунке ниже.

Форма сигналов полностью управляемого выпрямителя

Это несколько типов выпрямителей, которые часто используются в нескольких приложениях, включая все электронные и электрические проекты. В этой статье обсуждается только однофазный выпрямитель для облегчения понимания и не делает этот документ сложным. Мы надеемся, что читатели могли лучше ответить на вопрос, что такое выпрямитель и его типы. Любые дополнительные вопросы по этой теме или практические советы по созданию электронных проектов вы можете прокомментировать ниже.

Фото:

Просмотры сообщений: 15 400

Диодные выпрямительные схемы

»Электроника

Цепи диодного выпрямителя

бывают разных форм, от простых диодов до полуволновых, двухполупериодных выпрямителей, использующих мостовые выпрямители, удвоители напряжения и многие другие.

---

Цепи диодного выпрямителя Включают:
Цепи диодного выпрямителя Полуволновой выпрямитель Двухполупериодный выпрямитель Двухдиодный двухполупериодный выпрямитель Двухполупериодный мостовой выпрямитель Синхронный выпрямитель

---

Диодные выпрямительные схемы — одна из ключевых схем, используемых в электронном оборудовании. Их можно использовать в импульсных источниках питания и линейных источниках питания, демодуляции радиочастотного сигнала, измерении мощности радиочастотного сигнала и многом другом.

Существует несколько различных типов схем диодного выпрямителя, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.Решение о том, какой тип диодной схемы использовать, зависит от конкретной ситуации.

Основы схемы диодного выпрямителя

Ключевым компонентом любой схемы выпрямителя, естественно, является используемый диод или диоды. Эти устройства уникальны тем, что пропускают ток только в одном направлении. Интересно, что Амброуз Флеминг, который изобрел первую форму диода, назвал свою версию клапаном из-за его одностороннего действия. Полупроводниковые диоды теперь выполняют ту же функцию, но занимают небольшую часть места и обычно составляют лишь небольшую часть стоимости.

Полупроводниковый диод имеет характеристики, подобные показанным ниже. В прямом направлении требуется небольшое напряжение на диоде, прежде чем он начнет проводить — это называется напряжением включения. Фактическое напряжение зависит от типа диодного выпрямителя и используемого материала. Для стандартного выпрямителя с кремниевым диодом это напряжение включения составляет около 0,6 В. Германиевые диоды имеют напряжение включения около 0,2 — 0,3 В, а кремниевые диоды Шоттки имеют аналогичное напряжение включения в районе 0.2 — 0,3 В

PN диод VI характеристика

В обратном направлении диодный выпрямитель окончательно выйдет из строя. Напряжение пробоя обычно значительно превышает напряжение включения — шкалы на диаграмме были изменены (сжаты) в обратном направлении, чтобы показать, что происходит обратный пробой.

Примечание о типах диодов:

Хотя основная функция диода остается прежней, существует много разных типов с немного разными характеристиками.Некоторые из них оптимизированы для выпрямления мощности, другие для выпрямления сигналов, третьи используют диодный переход для излучения света или имеют переменную емкость и т. Д.

Подробнее о типах полупроводниковых диодов .

Для выпрямления мощности обычно используются силовые диоды или диоды Шоттки. Для выпрямления сигналов можно использовать мелкоконтактные диоды, сигнальные диоды или диоды Шоттки.Преимущество диода Шоттки в том, что для прямой проводимости требуется только прямое напряжение около 0,2 — 0,3 вольт. Это особенно полезно при обнаружении слабых радиосигналов, а при использовании в качестве выпрямителя мощности потери мощности снижаются. Однако характеристики обратной утечки не так хороши, как у обычных кремниевых диодов.

Условное обозначение диода и упаковка

Обозначение диодной цепи широко известно. Диоды также входят в различные пакеты, хотя некоторые из наиболее распространенных форматов показаны на диаграмме ниже.

Обозначение диодной цепи

Действие диодного выпрямителя

Действие диода — пропускать ток только в одном направлении. Поэтому на диод подается переменная форма волны, тогда она допускает проводимость только более половины формы волны. Оставшаяся половина заблокирована.

Выпрямительное действие диода

Схема диодного выпрямителя

Существует ряд различных конфигураций схемы диодного выпрямителя, которые можно использовать. Каждая из этих различных конфигураций имеет свои преимущества и недостатки и поэтому применима к различным приложениям.

• Схема однополупериодного выпрямителя: Это самая простая форма выпрямителя. Часто использование только одного диода блокирует половину цикла и пропускает другой. Таким образом, используется только половина формы волны.

  Хотя преимуществом этой схемы является ее простота, недостатком является тот факт, что между последовательными пиками выпрямленного сигнала больше. Это делает сглаживание менее эффективным и затрудняет подавление пульсаций высокого уровня.

  Эта схема не используется для каких-либо источников питания — она ​​чаще используется для обнаружения сигналов и уровней.

  
  

• Двухполупериодная схема выпрямителя: Эта форма выпрямительной схемы использует обе половины формы волны. Это делает эту форму выпрямителя более эффективной, и, поскольку в обеих частях цикла присутствует проводимость, сглаживание становится намного проще и эффективнее. Есть два типа выпрямителей с полным выпрямителем.

  • Двухдиодный двухдиодный двухполупериодный выпрямитель с ленточным трансформатором: Двухдиодный вариант схемы двухполупериодного выпрямителя требует центрального отвода трансформатора. Когда использовались вакуумные трубки / термоэмиссионные клапаны, этот вариант широко использовался ввиду стоимости клапанов. Однако в случае с полупроводниками четырехдиодная мостовая схема позволяет сэкономить на стоимости трансформатора с центральным ответвлением и является столь же эффективной.

    
    

  • Мостовая схема полного выпрямителя: Это особая форма двухполупериодного выпрямителя, в котором используются четыре диода в мостовой топологии.Мостовые выпрямители широко используются, особенно для выпрямления мощности, и их можно получить как один компонент, содержащий четыре диода, соединенных в виде моста.

    В этом формате используются четыре диода, по два проводящих в каждой половине цикла. Это означает, что есть два падения напряжения на диодах, которые могут рассеивать некоторую мощность, но это экономит потребность в трансформаторе с центральным ответвлением, что дает значительную экономию средств. Кроме того, диоды не обязательно должны иметь такое высокое номинальное обратное напряжение, как те, которые используются в конфигурации с двумя диодами.

    Ввиду того, что есть два падения напряжения на диодах, эта схема редко используется для обнаружения сигналов. Однако он очень подходит для использования в линейных источниках питания, а также во многих случаях в импульсных источниках питания.

    
    

• Схема синхронного выпрямителя: В синхронных или активных выпрямителях для обеспечения переключения вместо диодов используются активные элементы. Это позволяет избежать потерь в диодах и значительно повысить КПД.

  Ввиду более высокого уровня эффективности, которую могут обеспечить синхронные выпрямители, они очень широко используются в высокоэффективных импульсных источниках питания. Их сложность более чем перевешивается достижимым гораздо более высоким уровнем эффективности.

  
  

Принимая во внимание разнообразие различных типов выпрямительных схем, существует хороший выбор того, какой тип использовать. Во многих случаях это продиктовано требуемым уровнем производительности, и в большинстве случаев требуется двухполупериодный выпрямитель.Благодаря доступности и невысокой стоимости мостовых выпрямителей, это, как правило, самый дешевый вариант, а не экономия на диодах и необходимость в центральном ленточном трансформаторе.

Из-за современных источников питания, требующих все более высокого уровня эффективности, многие разработчики обращаются к использованию синхронных выпрямителей. Хотя они более сложные и поэтому стоят дороже, эти затраты часто окупаются отдачей, которую они приносят при повышении уровня эффективности.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

Описание прецизионных выпрямителей

Когда мы говорим о выпрямителях, первое, что приходит в голову, это блоки питания, но выпрямители также используются во многих других схемах. Преобразование переменного тока в постоянный необходимо во многих схемах высокоточной обработки сигналов, и большинство схем, которые измеряют реальные величины, сначала должны выпрямлять напряжения датчиков. Но даже несмотря на то, что обычных диодов и мостов достаточно для многих задач по выпрямлению, иногда требуется другой подход.

Обычная выпрямительная схема, которую вы создаете для источника питания, будет работать отлично, но совершенно бесполезна для схем высокоточной обработки сигналов. Причина в том, что во многих приложениях сигнал, который мы хотели бы исправить, будет меньше напряжения, необходимого для включения диода. Даже германиевые диоды слабого сигнала требуют для включения около 0,3 В. Может показаться, что это не так уж и много, но если вы работаете с сигналами в диапазоне милливольт, вам нужно будет найти способ решить эту проблему.Проблему можно решить, применив прецизионный выпрямитель.
Прецизионный выпрямитель, также известный как супердиод, представляет собой конфигурацию, полученную с одним или несколькими операционными усилителями, для того, чтобы схема работала как идеальный диод и выпрямитель. У проектировщиков схем есть два стандартных метода проектирования прецизионных выпрямителей. Они могут усилить сигнал переменного тока и затем исправить его, или они могут сделать и то и другое одновременно с помощью одного операционного усилителя. Последний метод часто считается гораздо лучшим способом выполнения работы.

Прецизионные однополупериодные выпрямители

Одноэтапный подход к созданию прецизионного выпрямителя требует некоторого способа изоляции положительной и отрицательной половин входящего переменного тока, но после этого переменный ток усиливается до приемлемого уровня. Схема, показанная на рисунке 1, представляет собой простой способ сочетания усиления и выпрямления. В этой схеме можно использовать любую ИС операционного усилителя. Высокий входной импеданс, низкое напряжение смещения, ограничение частоты и скорость нарастания напряжения — вот те факторы, которые следует учитывать при выборе операционного усилителя.Изучите требования вашего приложения и выберите подходящее устройство.

Рисунок 1. Схема прецизионного однополупериодного выпрямителя

Принцип работы

Принцип работы схемы аналогичен принципу работы диодного выпрямителя. Во время положительной половины цикла переменного тока выход операционного усилителя смещает D2 в прямом направлении, и ток течет только через этот диод. Таким образом, выход равен нулю, потому что одна сторона R2 подключена к виртуальной земле, и через нее нет тока.Диод D2 предотвращает качание выхода операционного усилителя на отрицательную шину питания.
Однако во время отрицательной половины входного размаха D1 смещен в прямом направлении, поэтому ток будет проходить через него и через R2. Следовательно, постоянный ток будет появляться через R2 только во время отрицательной части входящего цикла переменного тока. Поскольку мы выпрямляем напряжение в цепи обратной связи операционного усилителя, а не на его входе, схема сможет обрабатывать очень слабые сигналы переменного тока. Высокое усиление, присущее операционному усилителю, позволяет нам выпрямлять сигналы, которые существенно ниже напряжения, необходимого для прямого смещения даже германиевых диодов с малым сигналом.
Когда вход отрицательный, он усиливается операционным усилителем, который включает диод D1. Ток протекает через нагрузку, и из-за обратной связи выходное напряжение равно входному, если R1 = R2. Фактический порог срабатывания супердиода очень близок к нулю, но не равен нулю. Он равен фактическому порогу диода, деленному на коэффициент усиления операционного усилителя.

Рисунок 2. Передаточная функция прецизионного полуволнового выпрямителя

Схема на рисунке 1 имеет то преимущество, что операционный усилитель никогда не переходит в насыщение, но его выход должен изменяться на одно падение напряжения на диоде (около 0. 7V) каждый раз, когда входной сигнал пересекает ноль. Следовательно, скорость нарастания операционного усилителя и его частотная характеристика (произведение коэффициента усиления и ширины полосы) будут ограничивать высокочастотные характеристики, особенно для низких уровней сигнала. Однако при использовании высокоскоростных операционных усилителей возможна ошибка менее 1% на частоте 100 кГц. У этой схемы есть еще одно ограничение. Входное сопротивление определяется входным резистором R1. R1 обычно имеет ограниченное значение, поэтому цепь должна управляться от источника с низким импедансом.
Операционный усилитель, показанный на рисунке 1, настроен как инвертирующий усилитель, поэтому форма волны на выходе будет сдвинута по фазе на 180 ° с входом. Коэффициент усиления равен R2 / R1, поэтому он будет равен 1 (0 дБ), если R1 = R2. Вы можете переключить входы на операционном усилителе, чтобы превратить его в неинвертирующий усилитель, но разность фаз пригодится, если вы хотите построить прецизионный двухполупериодный выпрямитель.
Типичные формы сигналов схемы на рисунке 1 показаны на рисунке 2b. Осциллограммы взяты из испытаний на реальной схеме, в которой используется операционный усилитель MCP661, два диода Шоттки MBRM110LT3, R2 = R1 = 1K и сопротивление нагрузки 1K.Входная частота — 500 Гц.

Рисунок 2b. Прецизионный полуволновой выпрямитель — типичные формы сигналов

Чрезвычайно простой прецизионный полуволновой выпрямитель

Здесь можно спросить, можно ли построить более простой прецизионный выпрямитель, который будет использовать только один диод. Ответ заключается в том, что такая базовая конфигурация существует, и она выглядит как схема, представленная на рисунке 3. У этой базовой конфигурации есть проблема, поэтому она обычно не используется. Когда входной сигнал становится (даже немного) отрицательным, операционный усилитель запускает разомкнутый контур, поскольку через диод нет сигнала обратной связи.В типичном операционном усилителе с высоким коэффициентом усиления без обратной связи выход достигает насыщения. Если затем входной сигнал снова становится положительным, операционный усилитель должен выйти из состояния насыщения, прежде чем снова может произойти положительное усиление. Это изменение вызывает некоторый звон и занимает некоторое время, что значительно снижает частотную характеристику схемы.

Рисунок 3. Базовый прецизионный полуволновой выпрямитель

Двухполупериодные прецизионные выпрямители

Превращение схемы прецизионного полуволнового выпрямителя в прецизионный двухполупериодный выпрямитель

Мы можем превратить схему полуволнового прецизионного выпрямителя в прецизионный двухполупериодный выпрямитель, используя взвешенное инвертирующее лето, как показано на рисунке 4, но нужно немного подумать, чтобы выбрать суммирующие резисторы.Как показано на рис. 4, мы добавляем исходный сигнал переменного тока и удвоенный выход полуволнового выпрямителя с единичным усилением (0 дБ).

Рисунок 4. Двухполупериодный прецизионный выпрямитель с использованием взвешенного инвертирующего сумматора

Если бы R1 и R3 (на рис. 4) имели одинаковое сопротивление, выход полуволнового выпрямителя и отрицательная половина входного переменного тока были бы равны по величине, но не совпадали по фазе на 180 °, как показано на рис. 2b. . Другими словами, чистым результатом будет нулевое напряжение.Мы можем решить эту проблему, добавив удвоенное полуволновое напряжение. Если вы решите создать двухполупериодный выпрямитель, рекомендуется использовать ИС, которая имеет в своем комплекте два операционных усилителя.

Двухступенчатый прецизионный полноволновой выпрямитель на операционном усилителе

Основываясь на описанной выше концепции преобразования схемы прецизионного полуволнового выпрямителя в прецизионный двухполупериодный, мы можем объединить схемы на рисунках 1 и 4, чтобы сделать двухкаскадный полноволновой прецизионный выпрямитель на операционном усилителе.Результирующая топология показана на рисунке 4b:

Рисунок 4b. Двухкаскадный полнополупериодный прецизионный выпрямитель

В схеме на рис. 4b мы добавляем исходный сигнал переменного тока и выход полуволнового выпрямителя с произвольным усилением. Это как-то отличается от случая на рисунке 4, когда мы предположили, что полуволновой вход постоянного тока был подключен к полуволновому выпрямителю с единичным усилением. Поскольку R1 и R2 дают коэффициент усиления для первого каскада, а R3 и R5 — для второго каскада, для того, чтобы схема работала как двухполупериодный выпрямитель, мы должны получить одинаковую амплитуду для обоих циклов.Таким образом, мы должны выбрать R1 = R3 = R4 и R2 = R5 = 2xR1. R6 добавлен, чтобы минимизировать ошибку, вызванную входным током смещения. Хорошим выбором для R6 будет значение около R4 · R5 / (R4 + R5)

.

Для получения хороших характеристик для двухкаскадной схемы допуск резисторов R1 — R5 должен составлять 1% или лучше; это обеспечивает хорошее совпадение прироста (для отрицательного и положительного Vin). Схема на рис. 4b имеет хорошую линейность, вплоть до пары мВ на низких частотах, но высокочастотная характеристика, как всегда, ограничена полосой пропускания операционного усилителя. R6 добавлен, чтобы минимизировать ошибку, вызванную входным током смещения.

Базовый двухполупериодный прецизионный выпрямитель

Двухполупериодное выпрямление также может быть достигнуто путем инвертирования отрицательных половин формы волны входного сигнала и подачи полученного сигнала на другой диодный выпрямитель. Затем выходы двух выпрямителей подключаются к общей нагрузке. Эта идея описана на рисунке 5. Формы сигналов в различных узлах также показаны на том же рисунке.

Рисунок 5. Основной принцип двухполупериодного выпрямления

Практическая схема может быть получена из рисунка 5 путем замены диода D _A на супердиод и путем замены диода D _B и прецизионного инвертирующего полуволнового выпрямителя, но без ловящий диод. Фактическая схема такого прецизионного двухполупериодного выпрямителя показана на рисунке 6.

Рисунок 6. Прецизионный двухполупериодный выпрямитель, основанный на концептуальной схеме рисунка 5, и его передаточная характеристика

Давайте посмотрим, как работает схема на рисунке 6:
Рассмотрим случай положительного входа на A. Выход A2 станет положительным, включив D2, который будет проводить через R _L и, таким образом, замкнет контур обратной связи вокруг A2. Таким образом, между двумя входными клеммами A2 возникнет короткое замыкание. В то же время напряжение на инвертирующей входной клемме A2, которое является выходным напряжением схемы, станет равным входному. Таким образом, ток не будет протекать через R1 и R2, а напряжение на инвертирующем входе A1 будет равно входному и, следовательно, будет положительным. Следовательно, выходной контакт (C) A1 будет отрицательным, пока A1 не достигнет насыщения.Это вызывает выключение D1.
Затем рассмотрим, что происходит, когда A становится отрицательным. Тенденция к отрицательному напряжению на входе A1 заставляет C повышаться, заставляя D1 проводить питание R _L и позволяя замкнуть контур обратной связи вокруг A1. Таким образом, виртуальная земля появляется на инвертирующем входе A1, и два одинаковых резистора R1 и R2 заставляют напряжение на C, которое является выходным напряжением, равняться отрицательному значению входного напряжения на A и, следовательно, положительному. Комбинация положительного напряжения на C и отрицательного напряжения на A заставляет выход A2 насыщаться в отрицательном направлении, тем самым удерживая D2 выключенным.
Общий результат — идеальная двухполупериодная реактивация, что представлено передаточной характеристикой на рисунке 6. Точность является результатом размещения диодов в контурах обратной связи операционного усилителя, таким образом маскируя их неидеальность. Схема на рисунке 6 является одной из многих возможных прецизионных двухполупериодных выпрямителей или схем абсолютного значения.

Двухполупериодный прецизионный мостовой выпрямитель

Двухполупериодный прецизионный выпрямитель может быть изготовлен также с использованием диодного моста. Одно из таких устройств показано на рисунке 7.Эта схема может быть полезна для измерительных приложений, поскольку она может обеспечить сбалансированный выход (на R _L ), а также относительно точный высокий входной импеданс.
Схема заставляет ток, равный | u _i | / R + R _L , течет через R _L . Таким образом, ток или дифференциальное напряжение на выводах R _L пропорционально абсолютному значению входного напряжения u _i . Все неидеальности диодов замаскированы путем помещения мостовой схемы в контур отрицательной обратной связи операционного усилителя.
Когда uA положительный, ток течет от операционного усилителя через D1, R _L , D3 и R. Когда u _i отрицательное, ток течет на выход операционного усилителя через R, D2, R _L и D4. Таким образом, контур обратной связи остается замкнутым для обеих полярностей u _i . Возникающее короткое замыкание на входных клеммах операционного усилителя вызывает появление реплики u _i на R

. Рис. 7. Двухполупериодный прецизионный мостовой выпрямитель Выпрямитель

| Гальваническая машина

• СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ
• Гальваническая машина
  • Классификация по материалам
    • Машины для нанесения покрытия на душевые шланги
    • Линия по производству хромирования
    • Машина для анодирования
    • Машина для микродугового окисления
    • Линия для меднения
    • Электролитическая полировка нержавеющей стали
    • Оборудование для твердого хромирования
    • Оборудование для хромирования и хромирования
    • Линия для нанесения твердого анодирования
    • Оборудование для цинкования
    • Оборудование для никелирования
  • Классификация по методам работы
    • Машина для микродугового оксидирования
    Автоматическая установка для нанесения покрытий
    • Линия анодирования для нанесения покрытия
    • Оборудование для нанесения покрытия на цилиндр
    • Линия для производства круглых вертикальных гальванических покрытий
    • Оборудование для нанесения покрытия на цилиндр портального типа
    • Гальваническое оборудование портального типа
    • Механическое устройство для нанесения покрытия
    • Ручное нанесение покрытия оборудование
    • Гальваника поворота
  • Знания в области гальваники
    • Процессы нанесения твердого хрома на машину
    • Важное техническое обслуживание гальванической машины
    • 5 необходимых вспомогательных машин для гальванической промышленности
    • Принцип работы гальваники
    • Факторы воздействия на кристалл
    • улучшение диспергирования раствора электролита и способности к покрытию
    • Разница ручная автоматическая линия по производству гальванических покрытий
  • Гальваническая машина для клиента
    • Гальваническая машина отправлена ​​в Боливию
    • Линия по производству хромированной латуни Пакистан
    • Наша гальваническая машина готова к отправке на Филиппины
    • Электрохимия оборудование в Пакистан
    • Устройство для отвода дыма
• Выпрямитель
  • Источник питания 10A-3000A
    • 100A Гальванический выпрямитель
    • 200A Источник питания
    • 300A DC pow Электропитание
    • 500A Блок питания для гальванических покрытий
    • Блок питания SMPS на 600 A
    • 750A Выпрямители переменного тока в постоянный
    • 1000A Выпрямители
    • 1500A Гальванические выпрямители
    • 2000A Электропитание для гальванических покрытий
    • 3000A 12 В постоянного тока
    • 3000
    40000A Выпрямитель
    • Гальванический выпрямитель с водяным охлаждением
    • 4000A Поставщик выпрямителя
    • 5000A Источник питания переменного / постоянного тока
    • 6000A Импульсный источник питания
    • 8000A Электролизный источник питания
    • 10000A ВЧ выпрямитель
    • 20000138
    • 20000138 Высокочастотный выпрямитель приложение
      • SCR выпрямитель сравнить ВЧ источник питания
      • Выпрямитель с твердым окислением
      • Импульсные выпрямители с серебряным покрытием
      • Анодирующий выпрямитель
      • Импульсный источник питания с окислением
      • Жесткое оксидирование
      • Импульсный источник питания с золотым покрытием
      • Электроэнергия 8
      • Зарядное устройство, выпрямитель
      • Электрохимическая реактивация постоянного тока при гальванике золота
    • Высокотехнологичный выпрямитель
      • Импульсный выпрямитель
      • Источник питания с импульсным гальваническим покрытием
      • Источник питания с импульсным гальваническим покрытием
      • Импульсный источник питания
      • SCR выпрямитель сравнить ВЧ-источник питания
    • Водоподготовка
      • Электрокоагуляционный источник питания для очистки сточных вод
      • Электродиализный источник питания
      • Электролитический источник питания
      • Электролитический источник питания
    • Электролитический выпрямитель
    • Специализированный выпрямитель
    • Источник питания
    • Импульсный выпрямитель
    • Импульсный выпрямитель Посеребрение
    • Импульсный источник питания с окислением
    • Анодирующий выпрямитель
    • Кремниевый управляющий выпрямитель
    • Выпрямитель, заказчик 90 138
  • Химическая промышленность
  • О Phorzoom
  • Другая машина
    • Машина DI
    • Водоочистка
    • Ультразвуковая стиральная машина
      • Машина для ультразвуковой очистки вкладышей для бутылок из нержавеющей стали
      • Полностью автоматическая линия сухой оптической очистки
      • Автоматическая ультразвуковая очистка
      • очистительная машина
      • Ультразвуковой очиститель
      • Ультразвуковая пластина
      • Ультразвуковой генератор
    • Солнечный инвертор
    • Чиллеры
      • Чиллер с воздушным охлаждением
      • Промышленный чиллер
      • Винтовой чиллер с водяным охлаждением
      • Винтовой чиллер
      • Новости
      • Электронная почта
      • Поиск
      • Меню Меню
      Вы здесь: Home1 / Выпрямитель
      • Источник питания 10A-3000A
      • 3000A + до 40000A Выпрямитель
      • Высокотехнологичный выпрямитель
      • 9 Применение выпрямителя
      0169

      10A-3000A ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

      Источник питания для гальванических покрытий 2000A

      Источник питания постоянного тока 300A

      Источник питания для покрытия 500A

      Источник питания 200A

      Блок питания SMPS 600A

      Гальванический выпрямитель 100A

      Выпрямитель переменного тока в постоянный ток 750A

      Гальванические выпрямители 1500A

      Источник питания 12 В постоянного тока 3000A

      Выпрямители 1000A

      3000A + TO 40000A RECTIFIER

      Электролизный источник питания 8000A

      3000A + to 40000A Rectifier, Rectifier https: // platingmachines. com / wp-content / uploads / 2018/10 / Electrolysis-power-supply-8000A.jpg 1073 800 Chen https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10/Logo_71753525436380fb635c80ac3d507e2f-180×176.jpg Chen2018-05 -15 22: 49: 072019-06-16 08: 45: 50 Электролизный источник питания 8000A

      Поставщик выпрямителя 4000A

      3000A + до 40000A Выпрямитель, выпрямитель https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10/Rectifier- поставщик-4000A-599x705_5e8f22e1906eebd7130dd8a5e23d174d.jpg 705599 Chen https: // гальванические машины.com / wp-content / uploads / 2018/10 / Logo_71753525436380fb635c80ac3d507e2f-180×176.jpg Chen2018-04-30 00: 57: 272019-06-16 08: 50: 28 Поставщик выпрямителя 4000A

      Импульсный источник питания 6000A

      3000A + к выпрямителю 40000A, Выпрямитель https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10/Switch-mode-powe-supply-6000A.jpg 1012750 Чен https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10 /Logo_71753525436380fb635c80ac3d507e2f-180×176. jpg Chen2018-03-18 22: 41: 542019-06-16 08: 58: 08 Импульсный источник питания 6000A

      Источник питания переменного тока в постоянный 5000A

      3000A + на 40000A Выпрямитель, выпрямитель https: // platingmachines.com / wp-content / uploads / 2018/10 / 5000A-AC-to-DC-power-supply.jpg 1012750 Чен https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10/Logo_71753525436380fb635c80ac3d507e2f-180×176. jpg Chen2018-01-01 22: 38: 352019-06-16 09: 25: 44 Источник питания переменного тока в постоянный 5000A

      Высокочастотный выпрямитель 20000A

      3000A + до 40000A Выпрямитель, выпрямитель https://platingmachines.com/wp-content/uploads /2018/10/High-frequency-rectifier.jpg 1280 950 Chen https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10/Logo_71753525436380fb635c80ac3d507e2f-180×176.jpg Chen2018-01-01 13: 13: 082019-06-16 09: 28: 12Высокочастотный выпрямитель 20000A

      ВЧ выпрямитель 10000A

      3000A + до 40000A Выпрямитель, выпрямитель https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/ 10 / HF-rectifier-10000A.jpg 1010750 Chen https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10/Logo_71753525436380fb635c80ac3d507e2f-180×176.jpg Chen2017-03-24 22: 54: 152019-06-16 11 : 08: 17ВЧ выпрямитель 10000A

      Гальванический выпрямитель с водяным охлаждением

      3000A + до 40000A Выпрямитель, выпрямитель https: // platingmachines.com / wp-content / uploads / 2018/10 / Water-cool-electroplating-power-supply-1.jpg 1333 1000 Чен https://platingmachines.com/wp-content/uploads/2018/10/Logo_71753525436380fb635c80ac3d507e2f-180×176. jpg Chen2015-07-22 09: 54: 552019-06-16 11: 36: 23 Выпрямитель с водяным охлаждением и гальваническим покрытием Назад Далее

      RECTIFIER HIGH TECH

      Кремниевый управляющий выпрямитель

      Импульсный источник питания

      Импульсный выпрямитель

      Источник питания с одиночным импульсом

      Импульсный источник питания

      SCR выпрямитель сравнить высокочастотный источник питания

      ПРИМЕНЕНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЯ

      3 марта 2018 г.