Klasifikasi penyearah semikonduktor

Perangkat yang dirancang untuk mengubah energi sumber arus bolak-balik menjadi arus searah disebut penyearah. Penyearah dapat direpresentasikan dalam bentuk diagram blok yang ditunjukkan pada gambar. 1.

Mari cirikan elemen utama skema:

a) transformator daya berfungsi untuk mencocokkan tegangan input dan output penyearah dan pemisahan listrik dari rangkaian penyearah individu (yaitu memisahkan jaringan suplai dan jaringan beban);

b) blok katup menyediakan aliran arus satu arah di sirkuit beban, akibatnya tegangan bolak-balik diubah menjadi tegangan pulsa;

v) filter penghalusan yang dirancang untuk mengurangi riak tegangan pada beban ke nilai yang diperlukan;

G) Regulator tegangan, digunakan untuk menstabilkan nilai rata-rata tegangan yang diperbaiki ketika tegangan suplai berfluktuasi atau ketika arus beban berubah.

Beras. 1 — Blok diagram penyearah

Hubungan antara parameter dalam penyearah sangat bergantung pada rangkaian penyearah.Di bawah rangkaian penyearah, pahami diagram koneksi belitan transformator dan prosedur untuk menghubungkan katup ke belitan sekunder transformator.

Sirkuit penyearah (penyearah) diklasifikasikan menurut karakteristik utama berikut:

1. Dengan jumlah fase suplai arus bolak-balik, ini membedakan antara penyearah satu fase dan penyearah tiga fasa.

2. Dengan metode menghubungkan katup ke belitan sekunder transformator - sirkuit nol menggunakan titik nol (tengah) dari belitan sekunder transformator dan sirkuit jembatan di mana titik nol diisolasi atau belitan sekunder transformator adalah delta terhubung.

Rangkaian penyearah jembatan satu fasa

Diagram waktu tegangan dan arus penyearah jembatan

Dengan polaritas tegangan positif pada belitan sekunder transformator (polaritas ditunjukkan tanpa tanda kurung) dalam interval 0 — υ1 (0 — π), arus dibawa oleh dioda D1 dan D2. Penurunan tegangan melintasi dioda dalam interval konduksi mendekati nol (katup ideal), oleh karena itu setengah gelombang positif dari tegangan pada belitan sekunder transformator diterapkan ke beban, menciptakan tegangan ud = u2 di atasnya. Dalam interval υ1 — υ2 (π — 2π) polaritas tegangan u1 dan u2 akan dibalik, yang akan menyebabkan pembukaan kunci dioda D3 dan D4. Dalam hal ini, tegangan u2 akan dihubungkan ke beban dengan polaritas yang sama seperti pada interval sebelumnya. Oleh karena itu, tegangan keluaran ud dengan beban resistif murni dari penyearah jembatan berbentuk setengah gelombang tegangan unipolar (ud = u2).

3.Konsumsi daya oleh penyearah beban dibagi menjadi daya rendah (satuan kW), daya sedang (puluhan kW) dan daya tinggi (Ppot> 100 kW).

4. Terlepas dari kekuatan penyearah, semua sirkuit dibagi menjadi siklus tunggal atau setengah siklus dan dua siklus (gelombang penuh).

Siklus tunggal - ini adalah sirkuit di mana arus melewati belitan sekunder transformator satu kali per periode (setengah periode atau bagian darinya). Semua sirkuit nol adalah tunggal.

Rangkaian penyearah gelombang penuh fase tunggal dengan output titik nol transformator

Diagram pengaturan waktu penyearah keluaran-nol fase tunggal dengan beban aktif

Penyearah gelombang penuh pada rangkaian dicapai dengan membuat transformator dengan dua belitan sekunder. Belitan dihubungkan secara seri dan memiliki titik nol (tengah) yang sama. Ujung bebas belitan sekunder transformator dihubungkan ke anoda katup D1 dan D2, dan katoda katup yang dihubungkan bersama membentuk kutub positif penyearah. Kutub negatif penyearah adalah titik koneksi bersama (netral) dari belitan sekunder. Dengan demikian, trafo berfungsi dalam rangkaian ini baik untuk mencocokkan besarnya tegangan suplai dan tegangan pada beban, dan untuk membuat titik tengah (nol). Jelas bahwa tegangan pada terminal belitan sekunder transformator u1 dan u2 (atau EMF e1 dan e2) besarnya sama dan bergeser relatif ke titik nol sebesar 180 °, mis. berada dalam antifase.

Setiap saat, dioda ini mengalirkan arus yang potensial anodanya positif.Oleh karena itu, dalam interval 0 — π, dioda D1 terbuka dan tegangan fasa belitan sekunder transformator ud = u2-1 diterapkan pada tahanan beban Rn (Rd). Dioda D2 dalam rentang 0 — π tertutup karena tegangan negatif diterapkan padanya. Pada akhir interval, tegangan dan arus dalam rangkaian adalah nol.

Dalam interval operasi berikutnya dari rangkaian π - 2π, tegangan belitan primer dan sekunder membalik polaritasnya, sehingga dioda D2 terbuka dan dioda D1 tertutup. Juga, proses dalam rantai koreksi bersifat iteratif. Kurva tegangan yang diperbaiki ud terdiri dari setengah gelombang unipolar dari tegangan fasa belitan sekunder transformator. Bentuk arus beban dengan beban resistif murni mengikuti bentuk tegangan. Dioda D1 dan D2 mengalirkan arus secara seri selama setengah periode.

5. Dengan pengaturan sebelumnya:

a) penyearah daya rendah, sebagai aturan, fase tunggal, digunakan dalam sistem kontrol, untuk memberi daya pada masing-masing blok peralatan elektronik, dalam peralatan pengukur, dll.;

b) penyearah daya sedang dan tinggi berfungsi sebagai sumber daya untuk instalasi industri.

6. Skema pelurusan dibagi menjadi sederhana dan kompleks. Sirkuit sederhana termasuk sirkuit fase tunggal dan tiga fase, netral dan jembatan. Dalam sirkuit kompleks (atau kompleks), beberapa sirkuit sederhana dihubungkan secara seri atau paralel.

7. Menurut jenis (sifat) muatannya. Sirkuit penyearah fase tunggal dicirikan oleh riak signifikan dari tegangan yang diperbaiki. Untuk mengurangi riak tegangan pada beban, filter penghalus digunakan berdasarkan elemen reaktif choke (L) dan kapasitor (C). Sifat rangkaian input dari filter penghalus bersama dengan beban menentukan jenis beban pada penyearah. Perbedaan dibuat antara operasi penyearah untuk beban aktif (R - NG), beban aktif-induktif (RL - NG), beban aktif dan filter kapasitif (RC - NG).

Umum untuk semua penyearah adalah penggunaannya terutama dengan RL - NG. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa penyearah daya rendah paling sering bekerja dengan filter LC, dan penyearah daya tinggi dengan filter L.

7. Dengan kontrol, bedakan antara penyearah yang tidak terkontrol dan terkontrol.

Ph.D. Kolyada L.I.