Исправљачи са мултипликатором напона

Исправљач је уређај за претварање наизменичне струје у једносмерну, као и за стабилизацију и регулисање исправљеног напона.

На дијаграму сл. 1, а трансформатор нема двонапонски појачани намотај са средњом тачком, али у исто време пуноталасно исправљање исправљач удвостручује напон.

Током првог полуциклуса, преко диоде Д1, напон преко које је директан, кондензатор Ц1 се пуни приближно до амплитудног напона секундарног намотаја. Током другог полуциклуса, предњи напон ће бити преко диоде Д2, а кондензатор Ц2 се пуни преко ње на исти начин.

Кондензатори Ц1 и Ц2 су повезани серијски и укупан напон на њима је приближно једнак двоструком амплитудном напону трансформатора. Исти максимални обрнути напон ће бити на свакој диоди. Истовремено са пуњењем кондензатора Ц1 и Ц2, они се испразне кроз оптерећење Р, услед чега се напон у кондензаторима смањује.

Што је мањи отпор оптерећења Р, односно што је већа струја оптерећења и мањи капацитет кондензатора Ц1 и Ц2, то се брже празни и напон на њима је мањи. Због тога је немогуће практично удвостручити напон. Са капацитетом кондензатора од најмање 10 μФ и струјом оптерећења не већом од 100 мА, може се добити напон који је 1,7 или чак 1,9 пута већи од оног који даје трансформатор.

Пиринач. 1. Исправљачка кола са удвостручавајућим (а) и учетворостручним (б) напоном

Предност кола је у томе што кондензатори изглађују таласе у исправљеној струји.

Исправљачка кола са мултипликатором напона могу се применити било који број пута. На сл. 1б приказује коло које утростручује напон и има четири диоде и четири кондензатора. У непарним полуциклусима, кондензатор Ц1 се пуни кроз диоду Д1 скоро до вршне вредности напона трансформатора Ет. Напуњени кондензатор Ц1 је сам по себи извор.

Према томе, чак и у полуциклусима за које ће поларитет напона трансформатора бити обрнут, кондензатор Ц2 се пуни преко диоде Д2 до приближно двоструког напона 2Ем. Овај напон је максимална вредност укупног напона серијски спојеног трансформатора и кондензатора Ц1.

Слично, кондензатор Ц3 се пуни у непарним полу-циклусима кроз диоду Д3 такође на напон од 2Ем, што је укупан напон серијски спојених Ц1, трансформатора и Ц2 (мора се имати у виду да су напони од Ц1 и Ц2 делују једно на друго).

Слично даље, налазимо да ће се кондензатор Ц4 пунити чак и полу-циклусима кроз диоду Д4.Опет на напон 2Ем који је збир напона Ц1, Ц3, трансформатора и Ц2. Наравно, кондензатори се пуне до наведених напона постепено током неколико полупериода након укључивања исправљача. Као резултат, од кондензатора Ц1 и Ц4 можете добити четвороструки напон 4Ет.

Истовремено са кондензаторима Ц1 и Ц3 можете добити троструки напон ЗЕТ. Ако у коло додамо још кондензатора и диода повезаних по истом принципу, онда ће се из већег броја кондензатора Ц1, Ц3, Ц5, итд., добити напони који се повећавају за непаран број пута (3, 5, 7 , итд. н.), и од већег броја кондензатора Ц2, Ц4, Ц6 итд. биће могуће добити напоне увећане за паран број пута (2, 4, 6 итд.).

Када се оптерећење укључи кондензатори ће се испразнити и напон на њима ће се смањити.Што је мањи отпор оптерећења то ће се кондензатори брже празнити и напон на њима ће опадати. Стога, са недовољно великим отпорима оптерећења, употреба таквих шема постаје ирационална.

У пракси, такве шеме обезбеђују ефективно множење напона само при ниским струјама оптерећења. Наравно, можете добити веће струје ако повећате капацитет кондензатора. Предност горње шеме је могућност добијања високог напона без високонапонског трансформатора. Поред тога, кондензатори морају имати радни напон од само 2Ем, без обзира колико пута се напон помножи, а свака диода ради на максималном обрнутом напону од само 2Ем.

Делови исправљача

Диодес бирају се према својим главним параметрима: максималној исправљеној струји И0мак и граничном реверзном напону Урев. У присуству кондензатора на улазу филтера, ефективна вредност напона секундарног намотаја трансформатора У2 у свим круговима исправљача, осим у кругу моста, не би требало да прелази — 35% вредности Урев. У пуноталасном колу нулте тачке, напон У2 се односи на половину намотаја. У кругу моста, и не би требало да прелази 70% Урев вредности.

За корекцију виших напона, одговарајући број диода се повезује у серију.

Када су германијумске и силицијумске диоде повезане у серију, њима се обавезно манипулише отпорницима истог отпора реда десетина или стотина кило-ома (слика 2). Ако се то не уради, онда због значајног ширења обрнутог отпора диода, обрнути напон је неравномерно распоређен између њих и могућ је слом диоде. А у присуству шант отпорника, обрнути напон је практично подједнако подељен између диода.

Паралелно повезивање диода у циљу добијања великих струја је непожељно, јер ће због ширења параметара и карактеристика појединих диода бити неравномерно оптерећене струјом. За изједначавање струја у овом случају, изједначујући отпорници су повезани у серију са појединачним диодама, чији се отпори бирају емпиријски.

За исправљачке трансформаторе, примарни намотај обично има неколико секција које прелазе на мрежни напон од 110, 127 и 220 В.

Пиринач. 2. Серијско повезивање полупроводничких диода

Пиринач. 3.Начини подешавања напона

Секундарни намотај је дизајниран за потребан напон. Са пуноталасним колом, има излаз у средини. Да би се смањиле сметње из мреже у исправљачким трансформаторима који напајају пријемнике, између примарног и секундарног намотаја поставља се заштитни калем, чији је један крај повезан са заједничким минусом.

Пригушнице за филтер, по правилу, имају у језгру дијамагнетни јаз да елиминише магнетно засићење, што доводи до смањења индуктивности. Отпор намотаја индуктора на једносмерну струју је обично једнак неколико десетина или стотина ома. Део исправљеног напона пада на њега и на појачивач намотаја трансформатора.

Прекидач и осигурач су инсталирани у струјном колу намотаја за аутоматско искључивање исправљача у случају нужде. Ако је, на пример, кондензатор филтера покварен, тада ће доћи до кратког споја у струјном колу исправљене струје. Примарна струја ће постати знатно већа од нормалне и осигурач ће прегорети. Без тога, трансформатор може изгорети. Поред тога, такав кратак спој је веома опасан за диоду, која се може уништити прегревањем са превеликом струјом.

Понекад се примарни намотај трансформатора прави са излазима за различите напоне, на пример 190, 200, 210, 220 и 230 В, па је уз помоћ прекидача било могуће одржавати приближно константан напон исправљача коришћењем исправљача. прекидач током флуктуација напона мреже (слика 3, а).Други начин регулације је укључивање регулационог аутотрансформатора који има излазе за различите напоне и прекидач.

Укључити регулациони аутотрансформатор омогућава да се при снижењу мрежног напона доведе нормалан напон до примарног намотаја енергетског трансформатора (сл. 3, б).Постоје и специјални подешавајући аутотрансформатори за мрежни напон 127 и 220 В који омогућавају несметано подешавање напона од 0 до 250 В.

При раду са исправљачем, посебно ако даје висок напон, морају се предузети мере предострожности, јер је повређивање особе напоном од неколико стотина волти опасно по живот.

Шипак. 4. Укључивање разделника за три различита напона

Сви високонапонски делови исправљача морају бити заштићени од случајног додира. Никада не додирујте било који део исправљача у раду. Све везе или промене на кругу исправљача се врше када је исправљач искључен, а кондензатори филтера испражњени. Корисно је укључити неонску лампу на исправљени напон као индикатор (показивач) високог напона. Његов сјај указује на присуство високог напона.

Неонска лампа се укључује ограничавајућим отпорником са отпором од неколико десетина кило-ома. Присуство константног оптерећења у облику такве лампе штити кондензаторе филтера од слома пренапона. Ово последње се може десити ако исправљач ради у празном ходу. Без оптерећења, нема пада напона унутар исправљача и стога ће напон на филтерским кондензаторима бити максималан.

Прочитајте такође: Резонанција напона