Innhold
- Bridge likeretter og likeretter diode
- Silisium- og Germanium-dioder
- Half Wave likeretterkrets
- Full wave Rectifier Circuit
- Likeretterkomponenter og applikasjoner
- Bruk av likeretteringssystemer
Du lurer kanskje på hvordan kraftledninger elektriske strømmer over lange avstander for forskjellige formål. Og det er forskjellige "typer" strøm. Elektrisiteten som driver elektriske jernbanesystemer er kanskje ikke passende for husholdningsapparater som telefoner og TV-apparater. Likerettere hjelper ved å konvertere mellom disse forskjellige typer strøm.
Bridge likeretter og likeretter diode
Rectifiers lar deg konvertere fra vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC). AC er strøm som bytter mellom å strømme bakover og fremover med jevne mellomrom mens DC strømmer i en enkelt retning. De er generelt avhengige av en bro likeretter eller en likeretter diode.
Alle likerettere bruker P-N-krysshalvlederenheter som lar elektrisk strøm flyte i bare en enkelt retning fra dannelsen av halvledere av p-type med halvledere av n-typen. "P" -siden har et overskudd av hull (steder der det ikke er elektroner), så det er positivt ladet. "N" -siden er negativt ladet med elektroner i deres ytre skall.
Mange kretsløp med denne teknologien er bygget med en bro likeretter. Bridge-likerettere konverterer AC til DC ved å bruke sitt system av dioder laget av et halvledermateriale i enten en halvbølgemetode som likeretter en retning av AC-signalet eller en fullbølgemetode som korrigerer begge retninger for inngangs AC.
Halvledere er materialer som lar strømmen strømme fordi de er laget av metaller som gallium eller metalloider som silisium som er forurenset med materialer som fosfor som et middel til å kontrollere strøm. Du kan bruke en bro likeretter for forskjellige bruksområder for et bredt spekter av strømmer.
Broens likerettere har også fordelen med å levere mer spenning og kraft enn andre likerettere. Til tross for disse fordelene lider bro likerettere av å måtte bruke fire dioder sammen med ekstra dioder sammenlignet med andre likerettere, noe som forårsaker et spenningsfall som reduserer utgangsspenningen.
Silisium- og Germanium-dioder
Forskere og ingeniører bruker vanligvis silisium oftere enn germanium for å lage dioder. Silisium-p-n-veikryss fungerer mer effektivt ved høyere temperaturer enn Germanium-forbindelser. Halvledere av silisium lar elektrisk strøm flyte lettere og kan opprettes med lavere kostnader.
Disse diodene drar fordel av p-n-krysset for å konvertere AC til DC som en slags elektrisk "bryter" som lar strømmen flyte i enten fremover- eller bakoverretningen basert på p-n-kryssretningen. Fremadrettede dioder lar strøm fortsette å strømme mens omvendte partiske dioder blokkerer den. Dette er hva som får silisiumdioder til å ha en forspenning på omtrent 0,7 volt, slik at de bare lar strømmen strømme hvis den er mer enn volt. For germaniumdioder er forspenningen 0,3 volt.
Anodeterminalen til et batteri, elektrode eller annen spenningskilde der oksidasjon skjer i en krets, forsyner hullene til katoden til en diode ved dannelse av p-n-krysset. I kontrast tilveiebringer katoden til en spenningskilde, der reduksjon skjer, elektronene som blir sendt til anoden til dioden.
Half Wave likeretterkrets
Du kan studere hvordan halvbølges likerettere er koblet i kretsløp for å forstå hvordan de fungerer. Halvbølges likerettere veksler mellom å være forspent og revers forspent basert på den positive eller negative halvsyklusen til inngangs AC-bølgen. Det er dette signalet til en lastmotstand slik at strømmen som strømmer gjennom motstanden er proporsjonal med spenningen. Dette skjer på grunn av Ohms Law, som representerer spenning V som produktet av nåværende Jeg og motstand R i V = IR.
Du kan måle spenningen over lastmotstanden som forsyningsspenningen Vs, som er lik utgangs-DC-spenningen Vute. Motstanden assosiert med denne spenningen avhenger også av dioden til selve kretsen. Deretter går ensretterkretsen over til å være omvendt partisk der den tar den negative halvsyklusen til inngangs AC-signalet. I dette tilfellet strømmer ingen strøm gjennom dioden eller kretsen, og utgangsspenningen synker til 0. Utgangsstrømmen er da ensrettet.
Full wave Rectifier Circuit
••• Syed Hussain AtherI kontrast bruker helbølgeligere hele syklusen (med positive og negative halvsykluser) til inngangs AC-signalet. De fire diodene i en fullbølgea likeretterkrets er anordnet slik at når AC-signalinngangen er positiv, strømmer strømmen over dioden fra D1 til lastmotstanden og tilbake til AC-kilden gjennom D2. Når vekselstrømsignalet er negativt, tar strømmen D3-laste-D4 sti i stedet. Belastningsmotstanden gir også ut DC-spenningen fra fullbølge likeretteren.
Gjennomsnittsspenningsverdien for en helbølger likeretter er dobbelt så stor som en halvbølges likeretter, og rot betyr kvadratspenning, en metode for å måle vekselstrømspenning, for en fullbølgea likeretter, er √2 ganger den for en halvbølges likeretter.
Likeretterkomponenter og applikasjoner
De fleste elektroniske apparater i husholdningen bruker vekselstrøm, men noen enheter som bærbare datamaskiner konverterer denne strømmen til liknende strøm før du bruker den. De fleste bærbare datamaskiner bruker en type svitsjet modus strømforsyning (SMPS) som lar utgangsspenningen øke mer strøm for adapterens størrelse, kostnad og vekt.
SMPS arbeider med en likeretter, oscillator og filter som styrer pulsbreddemodulasjon (en metode for å redusere kraften til et elektrisk signal), spenning og strøm. Oscillatoren er en AC-signalkilde som du kan bestemme amplituden på strømmen og retningen den flyter på. Bærbar datamaskinens vekselstrømadapter bruker deretter denne for å koble seg til vekselstrømskilden og konverterer den høye vekselstrømspenningen til lav likespenning, en form den kan bruke til å drive selv under lading.
Noen likeretteranlegg bruker også en utjevningskrets eller kondensator som lar dem gi ut en konstant spenning, i stedet for et som varierer over tid. Den elektrolytiske kondensatoren til utjevningskondensatorer kan oppnå kapasitanser mellom 10 til tusenvis av mikrofarader (µF). Mer kapasitans er nødvendig for større inngangsspenning.
Andre likerettere benytter seg av transformatorer som endrer spenning ved bruk av firlags halvledere kjent som tyristorer ved siden av dioder. EN silisiumkontrollert likeretter, et annet navn for en tyristor, bruker en katode og en anode separert av en port og dens fire lag for å lage to p-n-kryss som er anordnet på toppen av den andre.
Bruk av likeretteringssystemer
Typene likeretteringssystemer varierer mellom applikasjoner du trenger for å endre spenning eller strøm. I tillegg til applikasjonene som allerede er omtalt, finner likerettere bruk i loddeutstyr, elektrisk sveising, AM-radiosignaler, pulsgeneratorer, spenningsmultiplikatorer og strømforsyningskretser.
Loddejern som brukes til å koble deler av elektriske kretser sammen, bruker halvbølgeligere for en enkelt retning av inngangsstrømmen. Elektriske sveiseteknikker som bruker bro likeretterkretser er ideelle kandidater for å tilveiebringe jevn, polarisert likespenning.
AM-radio, som modulerer amplitude, kan bruke halvbølgerlikretting for å oppdage endringer i elektrisk signalinngang. Pulsgenererende kretsløp, som genererer rektangulære pulser for digitale kretser, bruker halvbølgerlikrettere for å endre inngangssignalet.
Likriktere i strømforsyningskretser konverterer vekselstrøm til likestrøm fra forskjellige strømforsyninger. Dette er nyttig ettersom DC vanligvis sendes over lange avstander før det konverteres til AC for husholdningsstrøm og elektroniske enheter. Disse teknologiene gjør stor nytte av broens likeretter som kan håndtere endring i spenning.