Hoe voedingen AC in DC schakelen in elektronische circuits - dummies

De taak van het omzetten van wisselstroom in direct stroom wordt rectificatie genoemd, en het elektronische circuit dat het werk doet, wordt een gelijkrichter genoemd. De meest gebruikelijke manier om wisselstroom om te zetten in gelijkstroom is om een ​​of meer diodes te gebruiken, die handige elektronische componenten die het mogelijk maken dat de stroom in de ene richting gaat maar niet in de andere.

Hoewel een gelijkrichter wisselstroom omzet in gelijkstroom, is de resulterende gelijkstroom geen constante spanning. Het zou nauwkeuriger zijn om ernaar te verwijzen als "pulserend DC. "Hoewel de pulserende gelijkstroom altijd in dezelfde richting beweegt, heeft het spanningsniveau een duidelijke rimpel, een beetje omhoog en omlaag als gevolg van de golfvorm van de wisselspanning die in de gelijkrichter wordt gevoerd.

Bij veel DC-circuits kan een aanzienlijke hoeveelheid rimpels in de voeding het circuit doen storen. Daarom is extra filtering vereist om de pulserende gelijkstroom die uit een gelijkrichter komt te "platleggen" om de rimpel te elimineren.

Er zijn drie verschillende soorten gelijkrichtercircuits die u kunt bouwen: halfgolf, full-wave en bridge. Het volgende beschrijft elk van deze drie soorten gelijkrichter.

Halfgolf gelijkrichter

Het eenvoudigste type gelijkrichter is gemaakt van een enkele diode. Dit type gelijkrichter wordt een halfgolfgelijkrichter genoemd omdat deze slechts de helft van de AC-ingangsspanning doorgeeft aan de uitgang.

Wanneer de wisselspanning positief is aan de kathodezijde van de diode, laat de diode de stroom door naar de uitgang. Maar wanneer de wisselstroom de richting omkeert en negatief wordt aan de kathodezijde van de diode, blokkeert de diode de stroom zodat er geen spanning aan de uitgang verschijnt.

Halve golf gelijkrichters zijn eenvoudig genoeg om te bouwen maar zijn niet erg efficiënt. Dat komt omdat de gehele negatieve cyclus van de AC-ingang wordt geblokkeerd door een halfgolf-gelijkrichter. Als gevolg hiervan is de uitgangsspanning nul de helft van de tijd. Hierdoor is de gemiddelde spanning aan de uitgang de helft van de ingangsspanning.

Let op de weerstand met de markering R _L . Deze weerstand maakt niet echt deel uit van het gelijkrichtcircuit. In plaats daarvan vertegenwoordigt het de weerstand die wordt veroorzaakt door de belasting die uiteindelijk op het circuit wordt geplaatst wanneer de voeding wordt gebruikt.

Full-wave gelijkrichter

A Full-wave gelijkrichter gebruikt twee diodes, waardoor deze zowel de positieve als de negatieve kant van de wisselstroomingang kan passeren.De diodes zijn verbonden met de transformator.

U ziet dat de dubbelfasige gelijkrichter vereist dat u een transformator met middenaftakking gebruikt. De diodes zijn verbonden met de twee buitenste aftakkingen en de middelste aftakking wordt gebruikt als een gemeenschappelijke aarde voor de gelijkgerichte gelijkspanning. De dubbelzijdige gelijkrichter converteert beide helften van de sinusgolf naar positieve gelijkstroom.

Het resultaat is gelijkspanning die pulseert met tweemaal de frequentie van de AC-ingangsspanning. Met andere woorden, ervan uitgaande dat de invoer 60 Hz huishoudelijke stroom is, zal de uitvoer gelijkstroom pulserend zijn bij 120 Hz.

Bruggelijkrichter

Het probleem met een dubbelfasige gelijkrichter is dat er een transformator met centrumaansluiting nodig is, dus produceert deze DC slechts de helft van de totale uitgangsspanning van de transformator.

Een bruggelijkrichter ondervangt deze beperking door vier dioden te gebruiken in plaats van twee. De diodes zijn gerangschikt in een ruitpatroon, zodat op elke halve fase van de AC-sinusgolf twee van de dioden de stroom doorlaten naar de positieve en negatieve zijden van de uitgang en de andere twee dioden stroom blokkeren. Voor een bruggelijkrichter is geen centraal getapete transformator vereist.

De uitvoer van een bruggelijkrichter is gepulseerde DC, net als de uitvoer van een dubbelfasige gelijkrichter. De volledige spanning van de secundaire spoel van de transformator wordt echter gebruikt.

U kunt een bruggelijkrichter maken met behulp van vier dioden, of u kunt een bruggelijkrichter-IC gebruiken die de vier dioden in de juiste opstelling bevat. Een bruggelijkrichter IC heeft vier pinnen: twee voor de AC-ingang en twee voor de DC-uitgang.