Zhrnutie na Usmerňovače, stabilizátory a filtrácia napätia
Usmerňovače, Stabilizátory a Filtrácia Napätia: Prehľad
Úvod
Usmerňovače a stabilizátory napätia sú základné bloky každého napájacieho zdroja. Usmerňovače premieňajú striedavé napätie (AC) na pulzujúce jednosmerné (DC). Stabilizátory následne znižujú kolísanie a udržiavajú požadované napätie pri rôznych zaťaženiach.
Definícia: Usmerňovač je elektronické zapojenie, ktoré premieňa striedavé napätie na jednosmerné. Stabilizátor je obvod, ktorý udržiava konštantné napätie na výstupe bez ohľadu na zmeny vstupného napätia alebo zaťaženia.
1. Jednocestný a dvojcestný usmerňovač
Jednocestný usmerňovač
- Používa 1 diódu.
- Prepúšťa len jednu polvlnu striedavého napätia (kladnú alebo zápornú).
- Výhody: jednoduché a lacné zapojenie.
- Nevýhody: nižšia účinnosť, výstup má veľké zvlnenie, potrebný väčší filtračný kondenzátor.
Definícia: Jednocestný usmerňovač prepúšťa len jednu polvlnu AC signálu a druhú potláča.
Praktický príklad: malé napájacie obvody, kde je potreba jednoduché DC napätie s nízkym príkonom.
Dvojcestný usmerňovač so stredom transformátora
- Vyžaduje transformátor so stredným odbočením sekundárneho vinutia.
- Kladná polvlna prejde cez jednu diódu, záporná cez druhú, obidve do rovnakého smeru na výstupe.
- Výhody: efektívnejšie využitie AC napätia ako pri jednocestnom.
- Použitie: výkonnejšie usmerňovače, kde je potrebné menšie straty na diódach.
Definícia: Dvojcestný usmerňovač so stredom transformátora využíva dve diódy a transformátor so stredovým vývodom na usmernenie oboch polvlien.
Porovnanie jednocestného a dvojcestného usmerňovača
| Vlastnosť | Jednocestný | Dvojcestný so stredom |
|---|---|---|
| Počet diód | 1 | 2 |
| Využitie energie | nižšie | vyššie |
| Zvlnenie | veľké | menšie |
| Komplexnosť | veľmi jednoduchý | jednoduchý |
| Použitie | malé obvody | výkonnejšie zdroje |
2. Mostíkový dvojcestný usmerňovač (Graetzov mostík)
- Používa 4 diódy zapojené do mostíka.
- Využíva obe polvlny striedavého napätia, ale na výstupe vytvára stále jednoznačnú polaritu.
- Výhody: vyššia účinnosť, menšie zvlnenie oproti jednocestnému.
- Nevýhody: zložitejšia konštrukcia než jednocestný, ale bežne používaná v napájacích zdrojoch.
Definícia: Graetzov mostík je usporiadanie štyroch diód, ktoré zabezpečujú, že obidve polvlny AC sú prevedené na jednu polaritu DC.
Praktické použitie: napájacie adaptéry, bežné DC zdroje pre elektroniku.
Schéma a princíp (stručne)
- Počas kladnej polvlny sú vodiace dve diódy z mostíka tak, že kladné póly sú privádzané na pozitívny výstup.
- Počas záporné polvlny sa prepnú iné dve diódy, ale smer prúdu na výstupe zostane rovnaký.
3. Trojfázový mostíkový usmerňovač (6-pulzný)
- Používa 6 diód zapojených do mostíka pre trojfázový AC.
- Výstup má 6 pulzov na jednu periódu čo vedie k menšiemu zvlneniu.
- Výhody: vysoká účinnosť, menšie ripple, vhodné pre výkonové aplikácie.
- Poznámka: pri zapojení transformátora do hviezdy alebo trojuholníka sa môže zmeniť úroveň výstupného napätia.
Definícia: Trojfázový 6-pulzný mostík je usmerňovač, ktorý premieňa trojfázové AC na DC pomocou šiestich diód, pričom každý polovičný cyklus jednej fázy vytvára pulz.
Praktické použitie: priemyselné napájacie zdroje, DC pohony, veľké usmerňovače pre meniče a trakciu.
4. Rozdelenie a porovnanie stabilizátorov napätia
1) Parametrické stabilizátory (Zenerova dióda)
- Princíp: využíva sa charakteristika Zenerovej diódy na udržanie približne konštantného napätia.
- Výhody: jednoduché, lacné, málo súčiastok.
- Nevýhody: nízka účinnosť, veľké tepelné straty, obmedzené možnosti stabilizácie.
- Použitie: veľmi malé a jednoduché obvody.
Definícia: Parametrický stabilizátor používa pasívne prvky, ako Zenerovu diódu, na stabilizáciu napätia.
2) Integro
Zaregistruj sa pre celé zhrnutieUž máš účet? Prihlásiť sa
Usmerňovače a stabilizátory
Klíčová slova: Usmerňovače a stabilizátory napätia, Filtre napájacieho zdroja
Klíčové pojmy: Jednocestný usmerňovač používa 1 diódu a prepúšťa len jednu polvlnu, Dvojcestný so stredom vyžaduje transformátor so stredovým vývodom a využíva obe polvlny, Graetzov mostík používa 4 diódy a poskytuje stále jednu polaritu na výstupe, Trojfázový 6-pulzný mostík využíva 6 diód a má menšie zvlnenie, Parametrický stabilizátor využíva Zenerovu diódu, je jednoduchý ale neefektívny, Lineárny (IC) stabilizátor má vysokú presnosť, ale veľké tepelné straty pri veľkom rozdiele napätí, Spínaný stabilizátor dosahuje vysokú účinnosť 80–95 % ale generuje rušenie, Filtrácia znižuje ripple a vyhladzuje pulzujúce DC, Pre výkonové zdroje sa často používajú spínané predregulátory s lineárnou finalizáciou, Mostíkové usmerňovače sú štandard v bežných napájacích zdrojoch