Wenn du weißt Was ist ein Gleichrichter? Dann kennen Sie möglicherweise die Möglichkeiten, um die Welligkeit oder Spannungsschwankungen einer Gleichspannung zu verringern, indem Sie Kondensatoren über den Lastwiderstand anschließen. Diese Methode kann geeignet sein für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch , jedoch nicht für Anwendungen, die eine gleichmäßige und gleichmäßige Gleichstromversorgung benötigen. Eine Methode, um dies zu verbessern, besteht darin, jede Halbwelle der Eingangsspannung anstelle jeder anderen Halbzykluswellenform zu verwenden. Die Schaltung, die dies ermöglicht, wird als Full Wave Rectifier (FWR) bezeichnet. Sehen wir uns die Theorie des Vollweggleichrichters im Detail an. Wie bei der Halbwellenschaltung ist die Arbeit dieser Schaltung eine Ausgangsspannung oder ein Ausgangsspannungsstrom, der rein Gleichstrom ist oder eine bestimmte Gleichspannung aufweist.

Was ist ein Vollweggleichrichter?

Eine Halbleitervorrichtung, die verwendet wird, um den gesamten Wechselstromzyklus in pulsierenden Gleichstrom umzuwandeln, ist als Vollweggleichrichter bekannt. Diese Schaltung verwendet die volle Welle des I / P-Wechselstromsignals, während der Halbwellengleichrichter die Halbwelle verwendet. Diese Schaltung wird hauptsächlich verwendet, um den Nachteil von Halbwellengleichrichtern wie den Nachteil eines geringen Wirkungsgrads zu überwinden.

Vollweggleichrichterschaltung

Diese Gleichrichter haben einige grundlegende Vorteile gegenüber ihren Halbwellengleichrichter Gegenstücke. Die durchschnittliche Ausgangsspannung (DC) ist höher als beim Halbwellengleichrichter. Der Ausgang dieses Gleichrichters weist eine viel geringere Welligkeit auf als der des Halbwellengleichrichters, wodurch eine glattere Ausgangswellenform erzeugt wird.

Vollweggleichrichter-Diagramm

Vollweggleichrichtertheorie

In dieser Schaltung verwenden wir zwei Dioden, eine für jede Hälfte der Welle. Ein Vielfaches Wicklungstransformator wird verwendet, dessen Sekundärwicklung zu gleichen Teilen in zwei Hälften mit einer gemeinsamen Mittelabgriffverbindung aufgeteilt ist. Die Konfiguration führt dazu, dass jede Diode der Reihe nach leitet, wenn ihr Anodenanschluss in Bezug auf den Transformatormittelpunkt C positiv ist und während beider Halbzyklen einen Ausgang erzeugt. Die Vorteile dieses Gleichrichters sind im Vergleich zu einem Halbwellengleichrichter flexibel.

Vollweggleichrichtertheorie

Diese Schaltung besteht aus zwei Leistungsdioden, die mit einem einzelnen Lastwiderstand (RL) verbunden sind, wobei jede Diode wiederum den Lastwiderstand mit Strom versorgt. Wenn Punkt A des Transformators in Bezug auf Punkt A positiv ist, leitet die Diode D1 in Vorwärtsrichtung, wie durch die Pfeile angezeigt. Wenn Punkt B in der negativen Hälfte des Zyklus in Bezug auf C-Punkt positiv ist, leitet die Diode D2 in Vorwärtsrichtung und der durch den Widerstand R fließende Strom ist für beide Halbzyklen der Welle in derselben Richtung.

Die Ausgangsspannung über dem Widerstand R ist die Zeigersumme der beiden Wellenformen, sie wird auch als Zweiphasenschaltung bezeichnet. Die Zwischenräume zwischen jeder von jeder Diode entwickelten Halbwelle werden nun von der anderen ausgefüllt. Die durchschnittliche DC-Ausgangsspannung über dem Lastwiderstand ist jetzt doppelt so hoch wie die der einzelnen Halbwellengleichrichterschaltung und beträgt etwa 0,637 Vmax der Spitzenspannung, wenn keine Verluste angenommen werden. VMAX ist der maximale Spitzenwert in einer Hälfte der Sekundärwicklung und VRMS ist der Effektivwert.

Arbeiten des Vollweggleichrichters

Die Spitzenspannung der Ausgangswellenform ist die gleiche wie zuvor für den Halbwellengleichrichter, sofern jede Hälfte der Transformatorwicklungen haben die gleiche RMS-Spannung. Um einen unterschiedlichen Gleichspannungsausgang zu erhalten, können unterschiedliche Transformatorverhältnisse verwendet werden. Der Nachteil dieser Art von Gleichrichterschaltung besteht darin, dass ein größerer Transformator für eine gegebene Ausgangsleistung mit zwei getrennten, aber identischen Sekundärwicklungen erforderlich ist, was diese Art von Vollweggleichrichterschaltung im Vergleich zur FW-Brückengleichrichterschaltung kostspielig macht.

Vollwellengleichrichter-Ausgangswellenformen

Diese Schaltung gibt einen Überblick über die Arbeitsweise eines Vollweggleichrichters. Eine Schaltung, die dieselbe Ausgangswellenform wie die Vollweggleichrichterschaltung erzeugt, ist die der Vollwelle Brückengleichrichter . Ein Einphasengleichrichter verwendet vier einzelne Gleichrichterdioden, die in a angeschlossen sind geschlossener Regelkreis Brückenkonfiguration zur Erzeugung der gewünschten Ausgangswelle. Der Vorteil dieser Brückenschaltung besteht darin, dass kein spezieller Transformator mit Mittenabgriff erforderlich ist, wodurch Größe und Kosten reduziert werden. Die einzelne Sekundärwicklung ist mit einer Seite des Diodenbrückennetzwerks und die Last mit der anderen Seite verbunden.

Die vier mit D1 bis D4 bezeichneten Dioden sind in Reihenpaaren angeordnet, wobei während jeder Halbzyklusdauer nur zwei Dioden Strom leiten. Wenn die positive Halbwelle der Versorgung abläuft, leiten die Dioden D1, D2 in Reihe, während die Dioden D3 und D4 in Sperrrichtung vorgespannt sind und der Strom durch die Last fließt. Während des negativen Halbzyklus leiten die Dioden D3 und D4 in Reihe, und die Dioden D1 und D2 schalten sich aus, da sie jetzt in Sperrrichtung vorgespannt sind.

Der durch die Last fließende Strom ist der unidirektionale Modus, und die über der Last entwickelte Spannung ist ebenfalls eine unidirektionale Spannung, wie dies beim Vollwellengleichrichtermodell der beiden vorherigen Dioden der Fall ist. Daher beträgt die durchschnittliche Gleichspannung über der Last 0,637 V. Während jeder Halbwelle fließt der Strom durch zwei Dioden anstelle von nur einer Diode, sodass die Amplitude der Ausgangsspannung zwei Spannungsabfälle beträgt, die 1,4 V unter der Eingangs-VMAX-Amplitude liegen. Die Welligkeitsfrequenz ist jetzt doppelt so hoch wie die Versorgungsfrequenz 100 Hz für 50 Hz Versorgung oder 120Hz für eine 60Hz Versorgung.

Arten von Vollweggleichrichtern

Diese sind in zwei Formen erhältlich, nämlich als Vollwellengleichrichter mit Mittelabgriff und als Brückengleichrichterschaltung. Jeder Typ eines Vollweggleichrichters verfügt über eigene Funktionen, sodass diese in verschiedenen Anwendungen verwendet werden.

Mitte Tippen Sie auf Vollweggleichrichter
Vollwellenbrückengleichrichter

Mitte Tippen Sie auf Vollweggleichrichter

Diese Art von Gleichrichter kann mit einem abgegriffenen Transformator durch eine Sekundärwicklung gebaut werden, wobei AB am Mittelpunkt „C“ abgegriffen wird und zwei Dioden wie D1, D2 im oberen und unteren Teil des Stromkreises angeschlossen sind. Für die Signalgleichrichtung verwendet die D1-Diode die Wechselspannung, die über der Oberseite der Sekundärwicklung auftritt, während die D2-Diode die Unterseite der Wicklung verwendet. Diese Art von Gleichrichter wird häufig in thermionischen Ventilen und Vakuumröhren verwendet.

Zentrierter Tipp FWR

Die Mittelweg-Vollweggleichrichterschaltung ist unten gezeigt. In der Schaltung fließt die Wechselspannung wie Vin über die beiden Anschlüsse wie AB der Sekundärwicklung des Transformators, sobald die Wechselstromversorgung aktiviert ist.

Vollweg-Brückengleichrichterschaltung

Ein Brückengleichrichter-Vollweggleichrichter kann mit vier Gleichrichterdioden ausgelegt werden. Es wird kein zentrales Tippen verwendet. Wie der Name schon sagt, enthält die Schaltung eine Brückenschaltung. Der Anschluss von vier Dioden in der Schaltung kann nach dem Muster einer Brücke mit geschlossenem Regelkreis erfolgen. Dieser Gleichrichter ist kostengünstiger und kleiner, da kein Transformator mit Mittenabgriff vorhanden ist.

FW Brückengleichrichterschaltung

Die in dieser Schaltung verwendeten Dioden heißen D1, D2, D3 und D4, wobei zwei Dioden gleichzeitig leiten, anstatt vier wie D1 und D3 oder D2 und D4, basierend auf dem oberen Halbzyklus oder dem unteren Halbzyklus, der der Schaltung zugeführt wird.

Unterschied zwischen Vollweggleichrichter und Halbwellengleichrichter

Basierend auf verschiedenen Parametern wird der Unterschied zwischen dem Vollwellen- und dem Halbwellengleichrichter unten diskutiert. Der Unterschied zwischen diesen beiden Gleichrichtern umfasst Folgendes.

Halbwellengleichrichter	Vollweggleichrichter
Der Halbwellengleichrichterstrom zeigt nur während der positiven Halbwelle des angelegten Eingangs an und zeigt daher unidirektionale Eigenschaften.	Vollweggleichrichter, beide Hälften des Eingangssignals werden zur gleichen Betriebszeit verwendet, daher zeigt es bidirektionale Eigenschaften.
Diese Halbwellengleichrichterschaltung kann unter Verwendung einer Diode aufgebaut werden	Diese Vollweggleichrichterschaltung kann mit zwei oder vier Dioden aufgebaut werden
Der Transformatorauslastungsfaktor für HWR beträgt 0,287	Der Transformatorauslastungsfaktor für FWR beträgt 0,693
Die Grundwelligkeitsfrequenz des HWR ist 'f'.	Die Grundwelligkeitsfrequenz des FWE ist „2f“.
Die inverse Spitzenspannung des Halbwellengleichrichters ist mit dem gelieferten Eingangswert hoch.	Die inverse Spitzenspannung des Vollweggleichrichters ist doppelt so hoch wie der zugeführte Eingangswert.
Die Spannungsregelung des Halbwellengleichrichters ist gut	Die Spannungsregelung des Halbwellengleichrichters ist besser
Der Spitzenfaktor eines Halbwellengleichrichters beträgt 2	Der Spitzenfaktor dieses Gleichrichters beträgt 1,414
In diesem Gleichrichter ist eine Sättigung des Transformatorkerns möglich	Bei diesem Gleichrichter ist eine Sättigung des Transformatorkerns nicht möglich
Die Kosten für das HWR sind geringer	Die Kosten für die FWR sind hoch
In HWR ist das Mittengewindeschneiden nicht erforderlich	In FWR ist das Gewindeschneiden in der Mitte erforderlich
Der Welligkeitsfaktor dieses Gleichrichters ist größer	Der Welligkeitsfaktor dieses Gleichrichters ist geringer
Der Formfaktor von HWR beträgt 1,57	Der Formfaktor von FWR beträgt 1,11
Der höchste zur Gleichrichtung verwendete Wirkungsgrad beträgt 40,6%	Der höchste zur Gleichrichtung verwendete Wirkungsgrad beträgt 81,2%
Der durchschnittliche Stromwert von HWR ist Imav / π	Der durchschnittliche Stromwert von FWR beträgt 2Imav / π

Eigenschaften des Vollweggleichrichters

Die Eigenschaften eines Vollweggleichrichters werden unten diskutiert.

Welligkeitsfaktor
Formfaktor
DC-Ausgangsstrom
Inverse Spitzenspannung
Root Mean Square Wert des Laststroms IRMS
Gleichrichtereffizienz

Welligkeitsfaktor

Der Welligkeitsfaktor kann als das Verhältnis der Welligkeitsspannung und der reinen Gleichspannung definiert werden. Die Hauptfunktion davon besteht darin, die vorhandenen Welligkeiten innerhalb des o / p-Gleichstromsignals zu messen, so dass basierend auf dem Welligkeitsfaktor das Gleichstromsignal angezeigt werden kann. Wenn der Welligkeitsfaktor hoch ist, zeigt dies ein hoch pulsierendes Gleichstromsignal an. In ähnlicher Weise zeigt ein niedriger Welligkeitsfaktor ein niedriges pulsierendes Gleichstromsignal an.

Γ = √ (VrmsVDC)^zwei−1

Wobei γ = 0,48.

Formfaktor

Der Formfaktor des Vollweggleichrichters kann als Verhältnis des Effektivwerts von Strom und DC-Ausgangsstrom definiert werden.

Formfaktor = Effektivwert des Stroms / DC-Ausgangsstroms.

Für einen Vollweggleichrichter beträgt der Formfaktor 1,11

DC-Ausgangsstrom

Der Stromfluss in beiden Dioden wie D1 und D2 am O / P-Lastwiderstand wie RL verläuft in die gleiche Richtung. Der O / P-Strom ist also die Höhe des Stroms in beiden Dioden

Der durch die D1-Diode erzeugte Strom beträgt Imax / π.

Der durch die D2-Diode erzeugte Strom beträgt Imax / π.

Also der O / P-Strom (ICH_DC) = 2Imax / π .

Wo,

'Imax' ist der maximale DC-Laststrom

Inverse Spitzenspannung (PIV)

Peak Inverse Voltage oder PIV wird auch als Peak Inverse Voltage bezeichnet. Es kann definiert werden, wann eine Diode innerhalb des Sperrvorspannungszustands der maximalen Spannung standhalten kann. Wenn die angelegte Spannung im Vergleich zum PIV höher ist, wird die Diode dauerhaft zerstört.

PIV = 2 Vs max

DC-Ausgangsspannung

Die DC-O / P-Spannung kann am Lastwiderstand (RL) auftreten und kann wie folgt angegeben werden VDC = 2 Vmax / π .

Wo,

'Vmax' ist die maximale Sekundärspannung.

ich_RMS

Der quadratische Mittelwert des Laststroms eines Vollweggleichrichters beträgt

ich_RMS= Im√2

_V.RMS

Der quadratische Mittelwert der O / P-Lastspannung eines Vollweggleichrichters beträgt

V._RMS= Ich_RMS× R._L.=Im/√2×RL

Gleichrichtereffizienz

Der Wirkungsgrad des Gleichrichters kann als Anteil der DC-O / P-Leistung und der AC-I / P-Leistung definiert werden. Die Gleichrichtereffizienz gibt an, wie effizient Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt wird. Wenn der Wirkungsgrad des Gleichrichters hoch ist, wird er als guter Gleichrichter bezeichnet, während der Wirkungsgrad niedrig ist, wird er als ineffizienter Gleichrichter bezeichnet.

Η = Ausgabe (P._DC) / Eingang (P._AC)

Für diesen Gleichrichter beträgt der Wirkungsgrad 81,2% und ist im Vergleich zu einem Halbwellengleichrichter doppelt so hoch.

Vorteile

Das Vorteile eines Vollweggleichrichters das Folgende einschließen.

Im Vergleich zur Halbwelle weist diese Schaltung einen höheren Wirkungsgrad auf
Diese Schaltung verwendet beide Zyklen, so dass es keinen Verlust innerhalb der O / P-Leistung gibt.
Im Vergleich zu einem Halbwellengleichrichter ist der Welligkeitsfaktor dieses Gleichrichters geringer
Sobald beide Zyklen bei der Gleichrichtung verwendet werden, geht das I / P-Spannungssignal nicht verloren
Sie können vier einzelne Leistungsdioden verwenden, um eine Vollwellenbrücke herzustellen. Fertige Brückengleichrichterkomponenten sind ab Lager in verschiedenen Spannungs- und Stromgrößen erhältlich, die direkt in eine gelötet werden können Leiterplatte oder durch Flachstecker verbunden sein.
Die Vollwellenbrücke liefert einen größeren mittleren Gleichstromwert mit weniger überlagerter Welligkeit, während die Ausgangswellenform doppelt so groß ist wie die Frequenz der Eingangsversorgung. Erhöhen Sie daher den durchschnittlichen DC-Ausgangspegel noch weiter, indem Sie einen geeigneten Glättungskondensator über den Ausgang der Brückenschaltung anschließen.
Die Vorteile eines Vollwellenbrückengleichrichters bestehen darin, dass er für eine bestimmte Last einen kleineren Wechselstromwelligkeitswert und einen kleineren Speicher oder Glättungskondensator als eine äquivalente Halbwellenschaltung aufweist. Die Grundfrequenz der Welligkeitsspannung ist doppelt so hoch wie die Wechselstromversorgungsfrequenz 100 Hz, wobei sie für die Halbwelle genau der Versorgungsfrequenz 50 Hz entspricht.
Der Betrag der Welligkeitsspannung, der von den Dioden über die DC-Versorgungsspannung gelegt wird, kann praktisch eliminiert werden, indem den Ausgangsanschlüssen der Brücke ein stark verbessertes π-Filter hinzugefügt wird. Das Tiefpassfilter besteht aus zwei Glättungskondensatoren mit demselben Wert und einer Drossel oder Induktivität über diesen, um einen hochohmigen Pfad in die alternierende Welligkeitskomponente einzuführen.
Die Alternative besteht darin, einen handelsüblichen 3-Klemmenspannungsregler-IC zu verwenden, z. B. einen LM78xx, wobei „xx“ für die Ausgangsspannungsbewertung für eine positive Ausgangsspannung oder das umgekehrte Äquivalent des LM79xx für eine negative Ausgangsspannung steht, wodurch die Welligkeit um verringert werden kann Datenblatt mit mehr als 70 dB bei konstantem Ausgangsstrom von über 1 Ampere.
Es ist die Grundkomponente, um Gleichspannung für die Komponenten zu erhalten, die mit Gleichspannung arbeiten. Man kann seine Arbeitsweise als Vollweggleichrichterprojekt beschreiben.
Es ist das Herzstück der Schaltung und verwendet die Diodenbrücke. Kondensatoren werden verwendet, um Wellen zu entfernen. Basierend auf der Anforderung der Gleichspannung.

Nachteile

Das Nachteile eines Vollweggleichrichters das Folgende einschließen.

Es verwendet vier Dioden, um die Schaltung zu entwerfen
Diese Schaltung wird nicht verwendet, wenn eine kleine Spannung korrigiert werden muss, da die Verbindung zweier Dioden in Reihe geschaltet werden kann und aufgrund ihres Innenwiderstands einen doppelten Spannungsabfall liefert.
Im Vergleich zur Halbwelle ist es kompliziert.
Die inverse Spitzenspannung der Diode ist hoch, daher sind diese größer und teurer.
Dieser Gleichrichter ist komplex, um den Mittelabgriff über der Nebenwicklung zu platzieren.
Der DC-O / P ist gering, da jede Diode lediglich die Hälfte der Sekundärspannungen des Transformators verwendet.

Anwendungen

Das Anwendungen eines Vollweggleichrichters das Folgende einschließen.

“DC-DC-Spannungswandler ”

Diese Art von Gleichrichter wird hauptsächlich zur Identifizierung der Amplitude des modulierenden Funksignals verwendet.
Beim Elektroschweißen kann polarisierte Gleichspannung über einen Brückengleichrichter geliefert werden
Die Brückengleichrichterschaltung wird in einer Stromversorgungsschaltung für verschiedene Anwendungen verwendet, da sie die Spannung von hohem Wechselstrom in niedrigen Gleichstrom umwandeln kann.
Diese Gleichrichter dienen zur Stromversorgung der Geräte, die mit einer Gleichspannung ähnlich wie LED und Motor arbeiten.

Hier geht es also um einen Überblick über einen Vollweggleichrichter, seine Schaltung, seine Funktionsweise, Eigenschaften, Vor- und Nachteile und seine Anwendungen. Hier ist eine Frage an Sie, welche Arten von Gleichrichtern gibt es?