Likerettere med spenningsmultiplikator

En likeretter er en enhet for å konvertere vekselstrøm til likestrøm, samt for å stabilisere og regulere en likerettet spenning.

I diagrammet på fig. 1, og transformatoren har ikke en dobbeltspenningsforsterkningsvikling med midtpunkt, men samtidig fullbølge retting likeretteren dobler spenningen.

I løpet av den første halvsyklusen, gjennom dioden D1, hvor spenningen over er direkte, lades kondensatoren Cl tilnærmet til amplitudespenningen til sekundærviklingen. I løpet av den andre halvsyklusen vil foroverspenningen være over dioden D2 og kondensator C2 lades over den på samme måte.

Kondensatorer C1 og C2 er koblet i serie og den totale spenningen over dem er omtrent lik to ganger amplitudespenningen til transformatoren. Den samme maksimale reversspenningen vil være over hver diode. Samtidig med ladingen av kondensatorene C1 og C2 utlades de gjennom belastningen R, som et resultat av at spenningen i kondensatorene avtar.

Jo lavere belastningsmotstand R, det vil si, jo større belastningsstrøm og jo lavere kapasitet til kondensatorer C1 og C2, jo raskere utlades de og jo lavere spenning på dem. Derfor er det umulig å praktisk talt doble spenningen. Med en kondensatorkapasitet på minst 10 μF og en belastningsstrøm på ikke mer enn 100 mA, kan det oppnås en spenning som er 1,7 eller til og med 1,9 ganger høyere enn den som gis av transformatoren.

Ris. 1. Likeretterkretser med dobling (a) og firedobling (b) spenning

Fordelen med kretsen er at kondensatorene jevner ut krusninger i den likerettede strømmen.

Likeretterkretser med en spenningsmultiplikator kan brukes et hvilket som helst antall ganger. I fig. 1b viser en krets som tredobler spenningen og har fire dioder og fire kondensatorer. I odde halve sykluser lades kondensatoren C1 gjennom dioden D1 nesten til toppverdien av spenningen til transformatoren Et. Den ladede kondensatoren C1 er selv en kilde.

Derfor, selv i halvsykluser hvor polariteten til transformatorspenningen vil bli reversert, lades kondensatoren C2 gjennom dioden D2 til omtrent det dobbelte av spenningen 2Em. Denne spenningen er den maksimale verdien av den totale spenningen til den seriekoblede transformatoren og kondensatoren C1.

På samme måte lades kondensatoren C3 i ulike halvsykluser gjennom dioden D3 også til en spenning på 2Em, som er den totale spenningen til den seriekoblede C1, transformatoren og C2 (det må huskes på at spenningene til C1 og C2 virker på hverandre).

På samme måte finner vi at kondensator C4 vil lade selv halvsykluser gjennom dioden D4.Igjen til spenningen 2Em som er summen av spenningene til C1, C3, transformatoren og C2. Selvfølgelig lades kondensatorene til de spesifiserte spenningene gradvis over flere halvsykluser etter at likeretteren er slått på. Som et resultat, fra kondensatorene C1 og C4 kan du få en firedobbel spenning 4Et.

Samtidig med kondensatorene C1 og C3 kan du få en trippelspenning ZET. Hvis vi legger til kretsen flere kondensatorer og dioder koblet i henhold til samme prinsipp, vil det fra et antall kondensatorer C1, C3, C5 osv. oppnås spenninger som øker med et oddetall ganger (3, 5, 7) , etc. n.), og fra en rekke kondensatorer C2, C4, C6, etc. det vil være mulig å oppnå spenninger økt med et jevnt antall ganger (2, 4, 6, etc.).

Når belastningen er slått på vil kondensatorene utlades og spenningen på dem reduseres Jo lavere belastningsmotstand, jo raskere vil kondensatorene lades ut og spenningen på dem vil avta. Derfor, med utilstrekkelig store belastningsmotstander, blir bruken av slike ordninger irrasjonell.

I praksis gir slike ordninger effektiv spenningsmultiplikasjon bare ved lave belastningsstrømmer. Selvfølgelig kan du få høyere strømmer hvis du øker kapasitansen på kondensatorene. Fordelen med ovennevnte skjema er muligheten til å oppnå høyspenning uten høyspenningstransformator. I tillegg skal kondensatorene ha en driftsspenning på kun 2Em, uansett hvor mange ganger spenningen multipliseres, og hver diode opererer med en maksimal reversspenning på kun 2Em.

Likeretter deler

Dioder velges i henhold til hovedparametrene deres: maksimal likerettet strøm I0max og begrensende reversspenning Urev. I nærvær av en kondensator ved inngangen til filteret, bør den effektive verdien av spenningen til sekundærviklingen til transformatoren U2 i alle likeretterkretser, bortsett fra brokretsen, ikke overstige — 35% av verdien til Urev. I en nullpunkts fullbølgekrets refererer spenningen U2 til halvparten av viklingen. I brokretsen skal y ikke overstige 70 % av Urev-verdien.

For å korrigere høyere spenninger kobles passende antall dioder i serie.

Når germanium- og silisiumdioder er koblet i serie, blir de nødvendigvis manipulert med motstander med samme motstand i størrelsesorden titalls eller hundrevis av kilo-ohm (fig. 2). Hvis dette ikke gjøres, er reversspenningen ujevnt fordelt mellom dem, og på grunn av en betydelig spredning i reversmotstanden til diodene, og nedbrytning av dioden er mulig. Og i nærvær av shuntmotstander er reversspenningen praktisk talt likt delt mellom diodene.

Parallellkobling av dioder for å oppnå store strømmer er uønsket, fordi på grunn av spredningen av parametere og egenskaper til individuelle dioder, vil de bli ujevnt belastet med strøm. For å utjevne strømmene i dette tilfellet, er utjevningsmotstander koblet i serie med individuelle dioder, hvis motstand er valgt empirisk.

For likerettertransformatorer har primærviklingen vanligvis flere seksjoner som skifter til 110, 127 og 220 V nettspenning.

Ris. 2. Seriekobling av halvlederdioder

Ris. 3.Måter å justere spenningen på

Sekundærviklingen er designet for den nødvendige spenningen. Med en fullbølgekrets har den en midtpunktsutgang. For å redusere interferens fra nettverket i likerettertransformatorene som mater mottakerne, plasseres en skjermingsspole mellom primær- og sekundærviklingene, hvor den ene enden er koblet til en felles negativ.

Choker for filteret har som regel i kjernen diamagnetisk gap for å eliminere magnetisk metning, noe som fører til en reduksjon i induktansen. Motstanden til induktorspolen mot likestrøm er vanligvis lik flere titalls eller hundrevis av ohm. En del av den likerettede spenningen faller på den og på opptrappingsviklingen av transformatoren.

En bryter og en sikring er installert i nettviklingskretsen for automatisk å slå av likeretteren i nødstilfelle. Hvis for eksempel filterkondensatoren er ødelagt, vil det oppstå en kortslutning i den likerettede strømkretsen. Primærstrømmen vil bli betydelig høyere enn normalt og sikringen går. Uten den kan transformatoren brenne ut. I tillegg er en slik kortslutning svært farlig for dioden, som kan ødelegges ved overoppheting med for mye strøm.

Noen ganger er primærviklingen til transformatoren laget med utganger for forskjellige spenninger, for eksempel 190, 200, 210, 220 og 230 V, så ved hjelp av bryteren var det mulig å opprettholde en tilnærmet konstant spenning på likeretteren ved å bruke bryter ved svingninger i nettspenningen (fig. 3, a).En annen måte å regulere på er å inkludere en regulerende autotransformator som har utganger for forskjellige spenninger og en bryter.

Slå på regulerende autotransformator tillater, når nettspenningen er senket, å levere normal spenning til primærviklingen til krafttransformatoren (fig. 3, b) Det finnes også spesielle justerende autotransformatorer for nettspenning 127 og 220 V, som muliggjør jevn justering av spenningen fra 0 til 250 V.

Når du arbeider med en likeretter, spesielt hvis den gir høy spenning, må det tas forholdsregler, fordi det å skade en person med en spenning på flere hundre volt er livsfarlig.

Fig. 4. Slå på en deler for tre forskjellige spenninger

Alle høyspentdeler på likeretteren må beskyttes mot utilsiktet kontakt. Berør aldri noen del av likeretteren i drift. Alle tilkoblinger til eller endringer i likeretterkretsen gjøres når likeretteren er av og filterkondensatorene er utladet. Det er nyttig å inkludere en neonlampe på den likerettede spenningen som en indikator (peker) for høy spenning. Gløden indikerer tilstedeværelsen av høy spenning.

Neonlampen slås på av en begrensende motstand med en motstand på flere titalls kilo-ohm. Tilstedeværelsen av en konstant belastning i form av en slik lampe beskytter filterkondensatorene mot overspenningssammenbrudd. Det siste kan skje hvis likeretteren går på tomgang. Uten belastning er det ikke noe spenningsfall inne i likeretteren og derfor vil spenningen over filterkondensatorene være maksimal.

Les også: Spenningsresonans