필터가 있거나없는 전파 정류기 회로

교류를 직류로 변환하는 과정은 정류 입니다. 모든 오프라인 전원 공급 장치에는 AC 벽 콘센트 소스를 고전압 DC로 변환하거나 AC 벽 콘센트 소스를 저전압 DC로 스텝 다운하는 정류 블록이 있습니다. 추가 프로세스는 필터링, DC-DC 변환 등이 될 것입니다. 따라서이 기사에서는 전파 정류기 의 작동에 대해 논의 할 것입니다. 전파 정류기는 반파 정류기에 비해 효율이 높습니다.

전파 정류는 다음과 같은 방법으로 수행 할 수 있습니다.

1. 중앙 탭 전파 정류기
2. 브리지 정류기 (다이오드 4 개 사용)

회로의 두 가지 분기가 루프를 형성하기 위해 세 번째 분기로 연결되면 네트워크를 브리지 회로 라고합니다. 이 두 가지 다이오드 유형은 중앙 탭 변압기가 필요하기 때문에 4 개의 다이오드를 사용하는 브리지 정류기 회로입니다. 교량 유형과 비교할 때 신뢰할 수 없습니다. 다이오드 브리지는 단일 패키지로도 제공됩니다. 일부 예는 DB102, GBJ1504, KBU1001 등입니다.

브리지 정류기는 출력에서 ​​동일한 필터 회로에 대한 리플 계수 감소 측면에서 하프 브리지 정류기의 신뢰성을 능가합니다. AC 전압의 특성은 50 / 60Hz 주파수에서 정현파입니다. 파형은 다음과 같습니다.

전파 정류기의 작동:

이제 15Vrms (21Vpk-pk) 의 더 낮은 진폭을 가진 AC 전압을 고려 하고 다이오드 브리지를 사용하여이를 DC 전압으로 정류합니다. AC 공급 파형은 양의 반주기와 음의 반주기로 나눌 수 있습니다. DMM (Digital Multimeter)을 통해 측정하는 모든 전압, 전류는 본질적으로 rms입니다. 따라서 아래 Greenpoint 시뮬레이션에서도 동일하게 고려됩니다.

포지티브 하프 사이클 동안 다이오드 D2 및 D3이 전도되고 음극 하프 사이클 동안 다이오드 D4 및 D1이 전도됩니다. 따라서 두 반주기 동안 다이오드가 전도됩니다. 정류 후 출력 파형은 다음과 같습니다.

파형의 리플을 줄이거 나 파형을 연속적으로 만들 려면 출력에 커패시터 필터 를 추가해야합니다. 부하에 병렬로 커패시터의 작동은 출력에 일정한 전압을 유지하기위한 것이다. 따라서 출력의 리플을 줄일 수 있습니다.

1uF 커패시터를 필터로 사용:

1uF의 필터가있는 출력은 1uF의 에너지 저장 용량이 적기 때문에 특정 범위까지만 파동을 감쇠시킵니다. 아래 파형은 필터의 결과를 보여줍니다.

리플이 여전히 출력에 존재하므로 다른 커패시턴스 값으로 출력을 확인합니다. 아래 파형은 커패시턴스 값 즉, 전하 저장 용량에 따른 리플 감소를 보여줍니다.

출력 파형: 녹색 – 1uF; 파란색 – 4.7uF; 머스타드 그린 – 10uF; 진한 녹색 – 47uF

커패시터로 작동:

포지티브 및 네거티브 하프 사이클 동안 다이오드 쌍은 순방향 바이어스 상태가되고 커패시터가 충전되고 부하가 공급됩니다. 커패시터에 저장된 에너지가 커패시터에 저장된 에너지를 공급하는 순간 전압보다 높은 순간 전압의 간격으로, 에너지 저장 용량이 클수록 출력 파형의 리플이 적습니다.

리플 계수는 이론적으로 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

커패시터 값에 대해 계산하고 위에서 얻은 파형과 비교해 보겠습니다.

R _부하 = 1kOhm; f = 100Hz; C _out = 1uF; 나는 _dc = 15mA

따라서 리플 계수 = 5 볼트

리플 계수 차이는 더 높은 커패시터 값에서 보상됩니다. 전파 정류기 의 효율은 반파 정류기의 두 배인 80 % 이상입니다.

실용적인 전파 정류기:

브리지 정류기에 사용되는 구성 요소는 다음과 같습니다.

1. 220V / 15V AC 강압 변압기.
2. 1N4007 – 다이오드
3. 저항기
4. 커패시터
5. 마이크 RB156

여기서 rms 전압이 15V 인 경우 피크 전압은 최대 21V입니다. 따라서 사용되는 구성 요소는 25V 이상의 정격이어야합니다.

회로의 작동:

강압 변압기:

강압 변압기는 적층 철심 위에 감긴 1 차 권선과 2 차 권선으로 구성됩니다. 1 차의 턴 수는 2 차보다 높습니다. 각 권선은 별도의 인덕터 역할을합니다. 1 차 권선이 교류 소스를 통해 공급되면 권선이 여기되고 플럭스가 생성됩니다. 2 차 권선은 2 차 권선으로 EMF를 유도하는 1 차 권선에 의해 생성 된 교류 플럭스를 경험합니다. 이 유도 된 EMF는 연결된 외부 회로를 통해 흐릅니다. 권선의 권선비와 인덕턴스는 1 차측에서 생성되는 플럭스와 2 차측에서 유도되는 EMF의 양을 결정합니다. 아래에 사용 된 변압기에서

벽 콘센트의 230V AC 전원 공급 장치는 강압 변압기를 사용하여 15V ACrms로 강압됩니다. 그런 다음 전원은 아래와 같이 정류기 회로에 적용 됩니다.

필터가없는 전파 정류기 회로:

불연속 파형의 평균 출력 전압은 디지털 멀티 미터에서 볼 수 있기 때문에 부하 양단의 해당 전압은 12.43V입니다.

필터가있는 전파 정류기 회로:

아래와 같이 콘덴서 필터를 추가하면

1. C _out = 4.7uF의 경우 리플이 감소하여 평균 전압이 15.78V로 증가합니다.

2. C _out = 10uF의 경우 리플이 감소하여 평균 전압이 17.5V로 증가합니다.

3. C _out = 47uF의 경우 리플이 더욱 감소하여 평균 전압이 18.92V로 증가합니다.

4. C _out = 100uF의 경우 이보다 큰 커패시턴스 값은 그다지 영향을 미치지 않으므로 그 후에 파형이 미세하게 평활화되어 리플이 낮습니다. 평균 전압이 19.01V로 증가했습니다.