ในช่วงปีค. ศ. 1880 การระบุและเอกลักษณ์ของวงจรเรียงกระแสได้เริ่มขึ้น ความก้าวหน้าของวงจรเรียงกระแสได้คิดค้นแนวทางต่างๆในโดเมนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ไดโอดเริ่มต้นที่ใช้ในวงจรเรียงกระแสได้รับการออกแบบในปี พ.ศ. 2426 ด้วยวิวัฒนาการของไดโอดสูญญากาศซึ่งบุกเบิกในช่วงแรกของทศวรรษ 1900 ทำให้เกิดข้อ จำกัด ในวงจรเรียงกระแส ในขณะที่การปรับเปลี่ยนหลอดอาร์กปรอทการใช้วงจรเรียงกระแสได้ขยายไปยังช่วงเมกะวัตต์ต่างๆ และวงจรเรียงกระแสประเภทหนึ่งคือวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

การเพิ่มประสิทธิภาพของไดโอดสูญญากาศแสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการของหลอดอาร์กปรอทและหลอดอาร์กปรอทเหล่านี้เรียกว่าหลอดเรียงกระแส ด้วยการพัฒนาวงจรเรียงกระแสทำให้มีการบุกเบิกวัสดุอื่น ๆ อีกมากมาย ดังนั้นนี่คือคำอธิบายสั้น ๆ ว่าวงจรเรียงกระแสมีวิวัฒนาการมาอย่างไรและพัฒนาอย่างไร ขอให้เรามีคำอธิบายที่ชัดเจนและละเอียดเกี่ยวกับการรู้ว่าวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นวงจรหลักการทำงานและลักษณะเฉพาะคืออะไร

“วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่นแรงดันระลอก ”

Half Wave Rectifier คืออะไร?

วงจรเรียงกระแสเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง กล่าวอีกนัยหนึ่งมันจะแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง วงจรเรียงกระแสใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมด ส่วนใหญ่จะใช้ในการแปลงแรงดันไฟเมนเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงใน แหล่งจ่ายไฟ มาตรา. โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ตามช่วงเวลาของการนำไฟฟ้าวงจรเรียงกระแสแบ่งออกเป็นสองประเภท: Half Wave Rectifier และ วงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น

การก่อสร้าง

เมื่อเปรียบเทียบกับวงจรเรียงกระแสเต็มคลื่น HWR เป็นวงจรเรียงกระแสที่ง่ายที่สุดสำหรับการก่อสร้าง ด้วยไดโอดเดียวการสร้างอุปกรณ์สามารถทำได้

การก่อสร้าง HWR

วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นประกอบด้วยส่วนประกอบด้านล่าง:

แหล่งกระแสสลับ
ตัวต้านทานที่ส่วนโหลด
ไดโอด
หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down

แหล่ง AC

แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้านี้จ่ายกระแสสลับให้กับวงจรทั้งหมด โดยทั่วไปกระแสไฟฟ้ากระแสสลับนี้แสดงเป็นสัญญาณไซน์

Step-Down Transformer

ในการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับมักใช้หม้อแปลง เนื่องจากใช้หม้อแปลงแบบ step-down ที่นี่จึงลดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในขณะที่ใช้หม้อแปลงแบบ step-up จะช่วยเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากระดับต่ำสุดไปจนถึงระดับสูง ใน HWR จะใช้หม้อแปลงแบบ step-down เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการสำหรับไดโอดนั้นน้อยมาก เมื่อไม่ได้ใช้หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจำนวนมากจะทำให้ไดโอดเสียหาย ในบางสถานการณ์สามารถใช้หม้อแปลงแบบ step-up ได้

ในอุปกรณ์ลดขั้นตอนขดลวดทุติยภูมิมีการหมุนน้อยกว่าของขดลวดปฐมภูมิ ด้วยเหตุนี้หม้อแปลงแบบ step-down จึงลดระดับแรงดันไฟฟ้าจากขดลวดหลักไปยังขดลวดทุติยภูมิ

ไดโอด

การใช้ไดโอดในวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นช่วยให้การไหลของกระแสไฟฟ้าไปในทิศทางเดียวเท่านั้นในขณะที่จะหยุดการไหลของกระแสในเส้นทางอื่น

ตัวต้านทาน

นี่คืออุปกรณ์ที่ปิดกั้นการไหลของกระแสไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่กำหนดเท่านั้น

นี้เป็น การสร้างวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น .

การทำงานของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

ในช่วงครึ่งรอบบวกไดโอดอยู่ภายใต้เงื่อนไขการส่งต่ออคติและนำกระแสไปยัง RL (ความต้านทานโหลด) แรงดันไฟฟ้าถูกพัฒนาข้ามโหลดซึ่งเหมือนกับสัญญาณ AC อินพุตของครึ่งรอบบวก

อีกวิธีหนึ่งในช่วงครึ่งรอบเชิงลบไดโอดจะอยู่ภายใต้สภาวะอคติย้อนกลับและไม่มีกระแสไหลผ่านไดโอด เฉพาะแรงดันไฟฟ้าอินพุต AC เท่านั้นที่ปรากฏในโหลดและเป็นผลลัพธ์สุทธิซึ่งเป็นไปได้ในช่วงครึ่งรอบบวก แรงดันไฟฟ้าขาออกกะพริบแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

วงจรเรียงกระแส

วงจรเฟสเดียวหรือวงจรหลายเฟสอยู่ภายใต้ วงจรเรียงกระแส . สำหรับการใช้งานในประเทศจะใช้วงจรเรียงกระแสพลังงานต่ำเฟสเดียวและการใช้งาน HVDC ในอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมีการแก้ไขสามเฟส แอปพลิเคชันที่สำคัญที่สุดของไฟล์ PN ทางแยกไดโอด คือการแก้ไขและเป็นกระบวนการแปลง AC เป็น DC

การแก้ไขครึ่งคลื่น

ในวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นเฟสเดียวกระแสไฟฟ้ากระแสสลับครึ่งลบหรือบวกจะไหลในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับถูกบล็อก ดังนั้นเอาต์พุตจะได้รับคลื่น AC เพียงครึ่งเดียว จำเป็นต้องใช้ไดโอดเดี่ยวสำหรับการแก้ไขคลื่นครึ่งเฟสเดียวและ สามไดโอด สำหรับแหล่งจ่ายไฟสามเฟส วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นสร้างปริมาณการกระเพื่อมได้มากกว่าวงจรเรียงกระแสแบบคลื่นเต็มรูปแบบและเพื่อกำจัดฮาร์มอนิกจะต้องมีการกรองมากขึ้น

วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นเฟสเดียว

สำหรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้ารูปไซน์แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ไม่มีโหลดสำหรับวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นในอุดมคติคือ

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

ที่ไหน

Vdc, Vav - แรงดันเอาต์พุต DC หรือแรงดันเอาต์พุตเฉลี่ย
Vpeak - ค่าสูงสุดของแรงดันเฟสอินพุต
Vrms - แรงดันขาออกของค่ากำลังสองเฉลี่ยราก

การทำงานของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

ไดโอดทางแยก PN ดำเนินการเฉพาะในสภาวะอคติไปข้างหน้า วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นใช้ หลักการเดียวกับไดโอดทางแยก PN จึงแปลง AC เป็น DC ในวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นความต้านทานโหลดจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับไดโอดทางแยก PN กระแสสลับคืออินพุตของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น หม้อแปลงแบบ step-down รับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและผลลัพธ์ที่ได้ของ หม้อแปลงไฟฟ้า มอบให้กับตัวต้านทานโหลดและไดโอด

การทำงานของ HWR อธิบายเป็นสองขั้นตอนคือ

กระบวนการครึ่งคลื่นบวก
กระบวนการครึ่งคลื่นเชิงลบ

ครึ่งคลื่นบวก

เมื่อความถี่ 60 Hz เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้าหม้อแปลงแบบ step-down จะลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำจะถูกสร้างขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ (Vs) แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำจะถูกป้อนเป็นแรงดันไฟฟ้าขาเข้าให้กับไดโอด

เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าถึงไดโอดในช่วงครึ่งรอบบวกไดโอดจะเคลื่อนเข้าสู่สภาวะอคติในการส่งต่อและอนุญาตให้มีการไหลของกระแสไฟฟ้าในขณะที่ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบไดโอดจะเคลื่อนเข้าสู่สภาวะอคติเชิงลบ และขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้า ด้านบวกของสัญญาณอินพุตที่ใช้กับไดโอดจะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไปข้างหน้าซึ่งใช้กับไดโอด P-N ในทำนองเดียวกันด้านลบของสัญญาณอินพุตที่ใช้กับไดโอดจะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงย้อนกลับซึ่งใช้กับไดโอด P-N

ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีว่าไดโอดนำกระแสในการส่งต่อสภาวะที่มีอคติและขัดขวางการไหลของกระแสในสภาพที่มีอคติย้อนกลับ ในทำนองเดียวกันในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับไดโอดอนุญาตให้มีการไหลของกระแสในช่วงเวลาของวงจร + ve และบล็อกการไหลของกระแสในช่วงเวลาของวงจร -ve เมื่อมาถึง + ve HWR จะไม่ขัดขวางครึ่งรอบ -ve โดยสิ้นเชิงทำให้สามารถแบ่งครึ่งรอบครึ่งรอบได้ไม่กี่ส่วนหรือปล่อยให้กระแสไฟฟ้าลบน้อยที่สุด นี่เป็นรุ่นปัจจุบันเนื่องจากผู้ให้บริการประจุไฟฟ้าส่วนน้อยที่อยู่ในไดโอด

การสร้างกระแสผ่านผู้ให้บริการค่าใช้จ่ายรายย่อยนี้มีน้อยมากและอาจถูกละเลยได้ ครึ่งรอบที่น้อยที่สุดนี้ไม่สามารถสังเกตได้ที่ส่วนโหลด ในไดโอดที่ใช้งานได้จริงถือว่ากระแสลบคือ ‘0’

ตัวต้านทานที่ส่วนโหลดใช้กระแสไฟฟ้ากระแสตรงซึ่งผลิตโดยไดโอด ดังนั้นตัวต้านทานจึงถูกเรียกว่าเป็นตัวต้านทานโหลดไฟฟ้าที่มีการคำนวณแรงดันไฟฟ้า / กระแสไฟฟ้าตรงข้ามตัวต้านทานนี้ (R_ล). เอาต์พุตไฟฟ้าถือเป็นปัจจัยทางไฟฟ้าของวงจรที่ใช้กระแสไฟฟ้า ใน HWR ตัวต้านทานใช้ไดโอดที่ผลิตในปัจจุบัน ด้วยเหตุนี้ตัวต้านทานจึงเรียกว่าตัวต้านทานโหลด R_ลใน HWR ใช้สำหรับข้อ จำกัด หรือข้อ จำกัด ของกระแส DC เพิ่มเติมที่สร้างโดยไดโอด

ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าสัญญาณเอาต์พุตในวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นเป็นครึ่งรอบต่อเนื่อง + ve ซึ่งเป็นรูปไซน์

ครึ่งคลื่นเชิงลบ

การทำงานและการสร้างวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นในทางลบเกือบจะเหมือนกับวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นบวก สถานการณ์เดียวที่จะเปลี่ยนที่นี่คือทิศทางไดโอด

เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าถึงไดโอดในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบไดโอดจะเคลื่อนเข้าสู่สภาวะอคติในการส่งต่อและอนุญาตให้มีการไหลของกระแสไฟฟ้าในขณะที่ในช่วงครึ่งรอบบวกไดโอดจะเคลื่อนที่เข้าสู่สภาวะอคติเชิงลบ และขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้า ด้านลบของสัญญาณอินพุตที่ใช้กับไดโอดจะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงไปข้างหน้าซึ่งใช้กับไดโอด P-N ในทำนองเดียวกันด้านบวกของสัญญาณอินพุตที่ใช้กับไดโอดจะเหมือนกับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงย้อนกลับซึ่งใช้กับไดโอด P-N

ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีว่าไดโอดนำกระแสในสภาพที่มีอคติย้อนกลับและขัดขวางการไหลของกระแสในสภาพที่เอนเอียงไปข้างหน้า ในทำนองเดียวกันในวงจร AC ไดโอดอนุญาตให้มีการไหลของกระแสในช่วงเวลาของวงจร -ve และบล็อกการไหลของกระแสในช่วงเวลาของวงจร + ve เมื่อมาถึง -ve HWR มันจะไม่ขัดขวาง + ve ครึ่งรอบโดยสิ้นเชิงทำให้สามารถแบ่ง + ve ครึ่งรอบได้ไม่กี่ส่วนหรืออนุญาตให้มีกระแสไฟฟ้าบวกน้อยที่สุด นี่เป็นรุ่นปัจจุบันเนื่องจากผู้ให้บริการประจุไฟฟ้าส่วนน้อยที่อยู่ในไดโอด

การสร้างกระแสผ่านผู้ให้บริการค่าใช้จ่ายรายย่อยนี้มีน้อยมากและอาจถูกละเลยได้ ส่วนที่น้อยที่สุดของครึ่งรอบ + ve นี้ไม่สามารถสังเกตได้ที่ส่วนโหลด ในไดโอดที่ใช้งานได้จริงถือว่ากระแสไฟฟ้าบวกคือ ‘0’

ในไดโอดในอุดมคติครึ่งรอบ + ve และ -ve ที่ส่วนเอาต์พุตดูเหมือนจะคล้ายกับครึ่งรอบ + ve และ -ve แต่ในสถานการณ์จริงครึ่งรอบ + ve และ -ve จะแตกต่างจากรอบอินพุตบ้าง และนี่เป็นเรื่องเล็กน้อย

ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าสัญญาณเอาต์พุตในวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นเป็นครึ่งรอบต่อเนื่องซึ่งเป็นรูปไซน์ ดังนั้นเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นจึงเป็นสัญญาณไซน์ + ve และ -ve แบบต่อเนื่อง แต่ไม่ใช่สัญญาณ DC บริสุทธิ์และในรูปแบบพัลส์

การทำงานของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

ค่า DC ที่เร้าใจนี้จะเปลี่ยนไปในช่วงเวลาสั้น ๆ

การทำงานของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นบวกเมื่อขดลวดทุติยภูมิของปลายด้านบนเป็นบวกเมื่อเทียบกับปลายด้านล่างไดโอดจะอยู่ภายใต้สภาวะอคติในการส่งต่อและนำกระแส ในช่วงครึ่งรอบบวกแรงดันไฟฟ้าอินพุตจะถูกนำไปใช้โดยตรงกับความต้านทานโหลดเมื่อความต้านทานไปข้างหน้าของไดโอดถือว่าเป็นศูนย์ รูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าขาออกและกระแสไฟฟ้าขาออกเหมือนกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า AC

ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบเมื่อขดลวดทุติยภูมิของปลายด้านล่างเป็นค่าบวกเมื่อเทียบกับปลายด้านบนไดโอดจะอยู่ภายใต้สภาวะอคติย้อนกลับและไม่นำกระแส ในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบแรงดันและกระแสไฟฟ้าในโหลดจะยังคงเป็นศูนย์ ขนาดของกระแสไฟฟ้าย้อนกลับมีขนาดเล็กมากและถูกละเลย ดังนั้นจะไม่มีการจ่ายพลังงานในช่วงครึ่งรอบที่เป็นลบ

ชุดของครึ่งรอบบวกคือแรงดันขาออกที่พัฒนาขึ้นตามความต้านทานโหลด เอาท์พุทเป็นคลื่นกระแสตรงแบบกะพริบและเพื่อสร้างตัวกรองคลื่นเอาท์พุตแบบเรียบซึ่งควรจะอยู่ในโหลด หากคลื่นอินพุตเป็นครึ่งรอบจะเรียกว่าวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นสามเฟส

วงจรเรียงกระแสสามเฟสครึ่งคลื่นที่ไม่มีการควบคุมต้องใช้ไดโอดสามตัวแต่ละตัวเชื่อมต่อกับเฟส วงจรเรียงกระแสสามเฟสมีความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกจำนวนมากทั้งในการเชื่อมต่อ DC และ AC มีสามพัลส์ที่แตกต่างกันต่อรอบของแรงดันไฟฟ้าขาออกด้าน DC

HWR สามเฟสส่วนใหญ่ใช้สำหรับการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสเป็นไฟฟ้ากระแสตรงสามเฟส ในกรณีนี้จะใช้สวิตช์แทนไดโอดซึ่งเรียกว่าสวิตช์ที่ไม่มีการควบคุม ที่นี่สวิตช์ที่ไม่มีการควบคุมจะสอดคล้องว่าไม่มีแนวทางในการควบคุมเวลาเปิดและปิดของสวิตช์ อุปกรณ์นี้สร้างขึ้นโดยใช้แหล่งจ่ายไฟสามเฟสซึ่งเชื่อมต่อกับหม้อแปลง 3 เฟสซึ่งขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงมีการเชื่อมต่อแบบดาวเสมอ

ที่นี่มีเพียงการเชื่อมต่อแบบดาวเท่านั้นเนื่องจากเหตุผลที่ว่าจุดที่เป็นกลางจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อโหลดอีกครั้งกับขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงจึงเสนอทิศทางกลับสำหรับการไหลของกระแสไฟฟ้า

โครงสร้างทั่วไปของ HWR 3 เฟสที่ให้โหลดตัวต้านทานอย่างหมดจดแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง ในการออกแบบก่อสร้างหม้อแปลงแต่ละเฟสเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟ AC แต่ละตัว

ประสิทธิภาพที่ได้รับจากหม้อแปลงสามเฟสเกือบ 96.8% แม้ว่าประสิทธิภาพของสามเฟส HWR จะมากกว่า HWR เฟสเดียว แต่ก็น้อยกว่าประสิทธิภาพของวงจรเรียงกระแสฟูลเวฟสามเฟส

สามเฟส HWR

ลักษณะวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

ลักษณะของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นสำหรับพารามิเตอร์ต่อไปนี้

PIV (แรงดันไฟฟ้าผกผันสูงสุด)

ในระหว่างสภาวะเอนเอียงย้อนกลับไดโอดต้องทนต่อเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ในช่วงครึ่งรอบเชิงลบไม่มีกระแสไหลผ่านโหลด ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะปรากฏบนไดโอดเนื่องจากไม่มีแรงดันไฟฟ้าตกผ่านความต้านทานต่อโหลด

PIV ของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น = V_SMAX

นี้เป็น PIV ของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น .

ค่าเฉลี่ยและกระแสสูงสุดในไดโอด

สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงทุติยภูมิเป็นรูปไซน์และค่าสูงสุดคือ V_SMAX. แรงดันไฟฟ้าทันทีที่กำหนดให้กับวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นคือ

Vs = V_SMAXไม่มีน้ำหนัก

“เซิร์ฟเวอร์ประเภทใดต่อไปนี้เป็นแผงวงจรเดียว ”

กระแสที่ไหลผ่านความต้านทานโหลดคือ

ผม_MAX= V_SMAX/ (ร_ฉ+ ร_ล)

ระเบียบข้อบังคับ

กฎระเบียบคือความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่ไม่มีโหลดกับแรงดันไฟฟ้าเต็มเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าเต็มและการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็นเปอร์เซ็นต์จะได้รับเป็น

% ระเบียบ = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

ประสิทธิภาพ

อัตราส่วนของอินพุต AC ต่อเอาต์พุต DC เรียกว่าประสิทธิภาพ (?)

? = Pdc / แพค

ไฟฟ้ากระแสตรงที่ส่งไปยังโหลดคือ

Pdc = I^สอง_{กระแสตรง}ร_ล= (ฉัน_MAX/ ᴨ)^สองร_ล

อินพุตไฟฟ้ากระแสสลับไปยังหม้อแปลง

Pac = การกระจายกำลังในการต้านทานโหลด + การกระจายกำลังในไดโอดทางแยก

= ฉัน^สอง_rmsร_ฉ+ ฉัน^สอง_rmsร_ล= {ฉัน^สอง_MAX/ 4} [ร_ฉ+ ร_ล]

? = Pdc / แพค = 0.406 / {1 + ร_ฉ/ ร_ล}

ประสิทธิภาพของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นคือ 40.6% เมื่อ R_ฉถูกละเลย

ปัจจัยระลอก (γ)

เนื้อหาระลอกถูกกำหนดเป็นปริมาณของเนื้อหา AC ที่มีอยู่ในเอาต์พุต DC หากปัจจัยการกระเพื่อมน้อยประสิทธิภาพของวงจรเรียงกระแสจะมากขึ้น ค่าปัจจัยการกระเพื่อมคือ 1.21 สำหรับวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

ไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างโดย HWR ไม่ใช่สัญญาณ DC ที่แน่นอน แต่เป็นสัญญาณ DC แบบพัลซิ่งและในรูปแบบ DC แบบพัลส์มีระลอกคลื่น ระลอกคลื่นเหล่านี้สามารถลดลงได้โดยใช้อุปกรณ์กรองเช่นตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ

ในการคำนวณจำนวนระลอกคลื่นในสัญญาณ DC จะใช้แฟกเตอร์และเรียกว่า ripple factor ซึ่งแสดงเป็นγ . เมื่อปัจจัยการกระเพื่อมสูงจะแสดงคลื่นกระแสตรงแบบพัลส์ที่ขยายออกไปในขณะที่ปัจจัยการกระเพื่อมน้อยที่สุดแสดงให้เห็นคลื่นกระแสตรงที่มีจังหวะน้อยที่สุด

เมื่อค่าของγน้อยมากแสดงว่ากระแสไฟฟ้ากระแสตรงที่ส่งออกนั้นใกล้เคียงกับสัญญาณ DC บริสุทธิ์ ดังนั้นจึงสามารถระบุได้ว่ายิ่งปัจจัยการกระเพื่อมต่ำลงสัญญาณ DC ก็จะยิ่งราบรื่นขึ้นเท่านั้น

ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ปัจจัยการกระเพื่อมนี้แสดงเป็นสัดส่วนของค่า RMS ของส่วน AC ต่อส่วน DC ของแรงดันขาออก

Ripple factor = ค่า RMS ของส่วน AC / ค่า RMS ของส่วน DC

ผม^สอง= ฉัน^สอง_{กระแสตรง}+ ฉัน^สอง₁+ ฉัน^สอง_สอง+ ฉัน^สอง₄= ฉัน^สอง_{กระแสตรง}+ ฉัน^สอง_และ

γ = ผม_และ/ ผม_{กระแสตรง}= (ฉัน^สอง- ผม^สอง_{กระแสตรง}) / ผม_{กระแสตรง}= {(I_rms/ ผม^สอง_{กระแสตรง}) / Idc = {(I_rms/ผม^สอง_{กระแสตรง}) -1} = k_ฉ^สอง-1)

ที่ไหน kf - ฟอร์มแฟคเตอร์

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1.57

ดังนั้น, ค = (1.572 - 1) = 1.21

ปัจจัยการใช้หม้อแปลง (TUF)

กำหนดเป็นอัตราส่วนของไฟฟ้ากระแสสลับที่ส่งไปยังโหลดและพิกัดกระแสสลับรองของหม้อแปลง TUF ของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นประมาณ 0.287

“ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ DC 12 โวลต์ ”

HWR พร้อมตัวกรองคาปาซิเตอร์

ตามทฤษฎีทั่วไปที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นสำหรับเอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นคือสัญญาณ DC ที่เต้นเป็นจังหวะ ได้รับเอาต์พุตเมื่อใช้งาน HWR โดยไม่ใช้ตัวกรอง ฟิลเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนสัญญาณ DC แบบพัลซิ่งให้เป็นสัญญาณ DC ที่คงที่ซึ่งหมายถึง (การแปลงสัญญาณพัลซิ่งให้เป็นสัญญาณที่ราบรื่น) สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการระงับการกระเพื่อมของกระแสตรงที่เกิดขึ้นในสัญญาณ

แม้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะสามารถใช้งานได้ในทางทฤษฎีโดยไม่มีตัวกรอง แต่ก็ควรจะนำไปใช้กับการใช้งานจริง เนื่องจากอุปกรณ์ DC จำเป็นต้องมีสัญญาณที่สม่ำเสมอสัญญาณที่เร้าใจจึงต้องถูกแปลงเป็นสัญญาณที่ราบรื่นเพื่อที่จะใช้สำหรับการใช้งานจริง นี่คือเหตุผลที่ HWR ใช้กับตัวกรองในสถานการณ์จริง ในตำแหน่งของตัวกรองสามารถใช้ตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุได้ แต่ HWR ที่มีตัวเก็บประจุเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันมากที่สุด

ภาพด้านล่างอธิบายแผนภาพวงจรของการก่อสร้าง วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นพร้อมตัวกรองตัวเก็บประจุ และวิธีที่ทำให้สัญญาณ DC ที่เต้นเป็นจังหวะราบรื่นขึ้น

ข้อดีและข้อเสีย

เมื่อเปรียบเทียบกับวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นไม่ได้ถูกนำมาใช้มากนักในแอปพลิเคชัน แม้ว่าจะมีประโยชน์น้อยสำหรับอุปกรณ์นี้ ข้อดีของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นคือ :

ราคาถูก - เนื่องจากใช้ส่วนประกอบน้อยที่สุด
ง่าย - เนื่องจากการออกแบบวงจรตรงไปตรงมาอย่างสมบูรณ์
ใช้งานง่าย - เนื่องจากการก่อสร้างทำได้ง่ายการใช้งานอุปกรณ์ก็จะคล่องตัวเช่นกัน
ส่วนประกอบจำนวนน้อย

ข้อเสียของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น คือ:

ที่ส่วนโหลดกำลังขับจะรวมอยู่กับส่วนประกอบ DC และ AC โดยที่ระดับความถี่พื้นฐานใกล้เคียงกับระดับความถี่ของแรงดันไฟฟ้าอินพุต นอกจากนี้จะมีปัจจัยการกระเพื่อมที่เพิ่มขึ้นซึ่งหมายความว่าสัญญาณรบกวนจะสูงและจำเป็นต้องมีการกรองเพิ่มเติมเพื่อให้เอาต์พุต DC คงที่
เนื่องจากจะมีการจ่ายพลังงานเฉพาะในช่วงเวลาครึ่งรอบของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้าประสิทธิภาพการแก้ไขจึงน้อยที่สุดและกำลังขับจะน้อยลงด้วย
วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นมีปัจจัยการใช้งานหม้อแปลงน้อยที่สุด
ที่แกนหม้อแปลงจะมีการอิ่มตัวของกระแสตรงซึ่งส่งผลให้เกิดกระแสแม่เหล็กการสูญเสียฮิสเทรีซิสและการพัฒนาฮาร์มอนิก
ปริมาณไฟฟ้ากระแสตรงที่ส่งมาจากวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นไม่เพียงพอที่จะสร้างแหล่งจ่ายไฟทั่วไปได้ ในขณะที่สามารถใช้กับแอพพลิเคชั่นบางอย่างเช่นการชาร์จแบตเตอรี่

การใช้งาน

หลัก การประยุกต์ใช้วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น คือการรับไฟ AC จากไฟ DC วงจรเรียงกระแสส่วนใหญ่ใช้วงจรภายในของอุปกรณ์จ่ายไฟในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิด ในอุปกรณ์จ่ายไฟโดยทั่วไปวงจรเรียงกระแสจะอยู่ในลักษณะอนุกรมซึ่งประกอบด้วยหม้อแปลงตัวกรองแบบเรียบและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า แอปพลิเคชั่นอื่น ๆ ของ HWR ได้แก่ :

การติดตั้งวงจรเรียงกระแสในแหล่งจ่ายไฟช่วยให้สามารถแปลง AC เป็น DC ได้ วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่โดยที่พวกเขาสามารถแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับระดับสูงให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงน้อยที่สุด
การใช้งาน HWR ช่วยให้ได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในระดับที่ต้องการผ่านหม้อแปลงแบบ step-down หรือ step-up
อุปกรณ์นี้ยังใช้ในการเชื่อมเหล็ก ประเภทของวงจร และยังใช้ในการไล่ยุงเพื่อผลักสารตะกั่วสำหรับไอระเหย
ใช้กับอุปกรณ์วิทยุ AM เพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจจับ
ใช้เป็นวงจรการยิงและการสร้างพัลส์
ติดตั้งในเครื่องขยายสัญญาณแรงดันไฟฟ้าและอุปกรณ์มอดูเลต

ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับไฟล์ วงจรเรียงกระแส Half Wave และทำงานกับลักษณะของมัน เราเชื่อว่าข้อมูลที่ให้ไว้ในบทความนี้เป็นประโยชน์สำหรับคุณในการทำความเข้าใจโครงการนี้ให้ดีขึ้น นอกจากนี้สำหรับข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับบทความนี้หรือความช่วยเหลือในการใช้งาน โครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถติดต่อเราได้โดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณหน้าที่หลักของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นคืออะไร?