Како исправљач ради?

Садржај

• Мост исправљача и исправљача
• Силицијумске и германијеве диоде
• Пола валовног исправљача
• Пун талас исправљачки круг
• Компоненте и апликације исправљача
• Употреба исправљачких система

Можда се питате како далеководи електричне струје на велике удаљености у различите сврхе. А постоје различите "врсте" електричне енергије. Електрична енергија која покреће електричне железничке системе можда није прикладна за кућанске уређаје попут телефона и телевизора. Исправљачи помажу претварањем између тих различитих врста електричне енергије.

Мост исправљача и исправљача

Исправљачи вам омогућавају претварање из наизменичне струје у једносмерну струју (једносмерна струја). Наизменична струја је струја која се пребацује између течења уназад и према напред у правилним интервалима док ДЦ тече у једном правцу. Обично се ослањају на исправљач моста или исправљачку диоду.

Сви исправљачи користе П-Н спајања, полуводички уређаји који пуштају електричну струју да се креће у само једном правцу од формирања п-типа полуводича са н-типа полуводича. Страна "п" има вишак рупа (места на којима нема електрона), тако да је позитивно набијено. "Н" страна је негативно набијена електронима у њиховим спољашњим љуштурама.

Многи склопови са овом технологијом су изграђени са мост исправљач. Исправљачи моста претварају АЦ у ДЦ користећи систем диода израђених од полуводичког материјала, било у половиновалној методи која исправља један смјер АЦ сигнала, или методом пуног таласа који исправља оба смјера улаза АЦ.

Полупроводници су материјали који пуштају струју јер су направљени од метала попут галијума или металоида попут силицијума који су контаминирани материјалима попут фосфора као средством за контролу струје. Можете користити исправљач моста за различите примене за широки распон струја.

Исправљачи моста такође имају предност у испуштању више напона и снаге у односу на друге исправљаче. Упркос овим предностима, исправљачи моста пате од тога да морају да користе четири диоде са додатним диодама у поређењу с другим исправљачима, што изазива пад напона који смањује излазни напон.

Силицијумске и германијеве диоде

Научници и инжињери углавном користе силикон чешће од германијума у ​​стварању диода. Силицијум п-н спојница делује ефикасније при вишим температурама од германијумских. Силиконски полуводичи омогућавају лакше струјање струје и могу се створити уз мање трошкове.

Ове диоде користе предност п-н спајања за претварање АЦ у истосмјерни ток као својеврсни електрични "прекидач" који омогућава проток струје било у смјеру напријед или натраг на темељу п-н спојног смјера. Напредне пристране диоде допуштају да струја и даље тече док обрнуте пристране диоде блокирају. Због тога силицијумске диоде имају напон од око 0,7 волта, тако да струја омогућава само струју ако је већа од волти. За германијеве диоде напредни напон износи 0,3 волта.

Анодни терминал батерије, електроде или другог извора напона где се у кругу догађа оксидација, отвара рупе на катоди диоде формирајући п-н спој. Супротно томе, катода извора напона где долази до смањења даје електроне који се шаљу на аноду диоде.

Пола валовног исправљача

Можете да проучите како полу таласни исправљачи повезани у кола да би разумели како они раде. Полвучни исправљачи се пребацују између једносмерног померања према напријед и обрнуто на основу позитивног или негативног пола циклуса улазног таласа. Овај је сигнал отпорнику оптерећења тако да је струја која пролази кроз отпор пропорционална напону. То се догађа због Охмовог закона, који представља напон В као продукт струје Ја и отпор Р ин В = ИР.

Напон преко отпорника оптерећења можете измерити као напон напајања В_с, који је једнак излазном једносмерном напону В_напоље. Отпор повезан са овим напоном такође зависи од диоде самог круга. Затим се круг исправљача пребацује у обрнуту пристраност у којој је потребан пола циклуса улазног АЦ сигнала. У овом случају, кроз диоду или круг не пролази струја, а излазни напон пада на 0. Излазна струја је, дакле, једносмерна.

Пун талас исправљачки круг

••• Сиед Хуссаин Атхер

Потпуно таласни исправљачи, насупрот томе, користе читав циклус (с позитивним и негативним половним циклусима) улазног АЦ сигнала. Четири диоде у пуном таласном исправљачком кругу распоређене су тако да, када је улаз АЦ сигнала позитиван, струја тече кроз диоду из Д₁ на отпорност на оптерећење и наизменичну струју Д₂. Кад је АЦ сигнал негативан, струја узима Д₃-лоад-Д₄ пут уместо тога. Отпор оптерећења такође производи једносмерни напон из исправљача пуног таласа.

Просечна вредност напона исправљача пуног таласа двоструко је већа од пола таласног исправљача, и средњи квадратни напон, метода за мерење наизменичног напона, исправљача пуног таласа је √2 пута већа од полу-таласног исправљача.

Компоненте и апликације исправљача

Већина електроничких уређаја у вашем домаћинству користи наизменичну струју, али неки уређаји попут лаптопа претварају ту струју у ДЦ пре него што је употребите. Већина преносних рачунара користи напајање напајањем са променљивим режимом (СМПС) које излазном једносмерном напону омогућава већу снагу за величину, трошкове и тежину адаптера.

СМПС раде користећи исправљач, осцилатор и филтер који регулишу модулацију ширине импулса (метода смањења снаге електричног сигнала), напона и струје. Осцилатор је извор АЦ сигнала из кога можете одредити амплитуду струје и смер кроз који тече. Наизменични адаптер наизменичне струје користи ово за повезивање на извор напајања и претвара високи наизменични напон у низак једносмерни напон, облик који може да користи за напајање током пуњења.

Неки исправљачки системи такође користе склоп за заглађивање или кондензатор који им омогућава да испуштају константан напон, уместо напајања који варира током времена. Електролитички кондензатор кондензатора за заглађивање може да постигне капацитете између 10 и хиљаде микрофаради (µФ). За већи улазни напон потребно је више капацитета.

Остали исправљачи користе трансформаторе који мијењају напон користећи четворослојне полуводиче тиристори поред диода. А исправљач који контролира силицијум, друго име за тиристор, користи катоду и аноду раздвојену капијом и њена четири слоја да би створио два п-н спајања распоређена један на другом.

Употреба исправљачких система

Типови исправљачких система разликују се од различитих апликација у којима требате изменити напон или струју. Поред већ разматраних апликација, исправљачи налазе употребу у опреми за лемљење, електричном заваривању, АМ радио сигналима, генераторима импулса, мултипликаторима напона и струјним круговима за напајање.

Лемилице за лемљење које се користе за повезивање делова електричних кола заједно користе полуваласне исправљаче за један смер улаза АЦ. Електричне технике заваривања које користе мостове исправљачких кругова идеални су кандидати за обезбеђивање сталног, поларизованог једносмерног напона.

АМ радио, који модулира амплитуду, може употријебити половне исправљаче за откривање промјена на улазу електричног сигнала. Промена за генерисање импулса, која генеришу правоугаоне импулсе за дигитална кола, користе пола таласне исправљаче за промену улазног сигнала.

Исправљачи у напајачким круговима претварају АЦ у истосмјерни напон из различитих извора напајања. Ово је корисно јер се ДЦ обично шаље на велике удаљености прије него што се претвори у измјеничну струју за домаћинство струју и електроничке уређаје. Ове технологије одлично користе исправљач моста који може поднијети промјену напона.