Orbis pictus21. století

Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu

Usměrňovače IIUsměrňovače II

OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-007 OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-007

Jednocestný usměrňovač Jednocestný usměrňovač

Zapojení jednocestného usměrňovače s odporovou zátěží je na Zapojení jednocestného usměrňovače s odporovou zátěží je na obr.2. obr.2.

Usměrňovací dioda D je polarizována v přímém směru a Usměrňovací dioda D je polarizována v přímém směru a prochází jí proud prochází jí proud iiF do zátěže RZ jen tehdy, když je na její F do zátěže RZ jen tehdy, když je na její anodě větší napětí než na katodě, což nastává při kladné anodě větší napětí než na katodě, což nastává při kladné půlvlně výstupního napětí půlvlně výstupního napětí uu2. 2.

Obr. 2 Jednocestný usměrňovačObr. 2 Jednocestný usměrňovač

a) zapojenía) zapojení

b) průběhy napětí a proudu bez b) průběhy napětí a proudu bez kondenzátoru C0kondenzátoru C0

c) průběhy napětí a proudu po c) průběhy napětí a proudu po připojení kondenzátoru C0 připojení kondenzátoru C0

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač

Zátěží RZ prochází usměrněný, ale pulsující proud, jehož Zátěží RZ prochází usměrněný, ale pulsující proud, jehož maximální hodnota je dána maximální hodnotou napětí na maximální hodnota je dána maximální hodnotou napětí na výstupním vinutí transformátoru a celkovým odporem výstupním vinutí transformátoru a celkovým odporem usměrňovací větve: usměrňovací větve:

Střední hodnota usměrněného proudu Id je: Střední hodnota usměrněného proudu Id je:

Zf

mFm RR

UI

2

Fm

d

II

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač

Střední hodnota usměrněného napětí naprázdno Ud0 je:Střední hodnota usměrněného napětí naprázdno Ud0 je:

Střední hodnota usměrněného napětí Ud, jestliže zátěží Střední hodnota usměrněného napětí Ud, jestliže zátěží prochází proud Id, je dána vztahem: prochází proud Id, je dána vztahem:

m

d

UU 2

0

dfm

d IRU

U .2

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač

Ve vztahu pro Ud představuje první člen napětí naprázdno, Ve vztahu pro Ud představuje první člen napětí naprázdno, druhý člen úbytek napětí na vnitřním odporu usměrňovače ( na druhý člen úbytek napětí na vnitřním odporu usměrňovače ( na odporu fáze).odporu fáze).

Celý vztah představuje rovnici zatěžovací charakteristiky Celý vztah představuje rovnici zatěžovací charakteristiky zdroje.zdroje.

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač Průběhy usměrněného napětí a proudu v obvodu jsou na obr. 2b. Průběhy usměrněného napětí a proudu v obvodu jsou na obr. 2b.

Je z nich vidět, že záporná půlvlna střídavého napětí je potlačena Je z nich vidět, že záporná půlvlna střídavého napětí je potlačena a v době, kdy dioda nevede, působí jako závěrné napětí mezi a v době, kdy dioda nevede, působí jako závěrné napětí mezi katodou a anodou diody. katodou a anodou diody.

Největší hodnota napětí, kterým je dioda namáhána ve zpětném Největší hodnota napětí, kterým je dioda namáhána ve zpětném směru, je směru, je UU2m2m Při volbě diody musí být proto splněna podmínka Při volbě diody musí být proto splněna podmínka

kde URM je špičkové závěrné napětí diody. kde URM je špičkové závěrné napětí diody. mRM UU 2

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač Průběh pulsujícího usměrněného napětí lze výrazně ovlivnit Průběh pulsujícího usměrněného napětí lze výrazně ovlivnit

připojením kondenzátoru Co o velké kapacitě paralelně k připojením kondenzátoru Co o velké kapacitě paralelně k zátěži zátěži RZ. RZ.

Bývá to obvykle elektrolytický kondenzátor s kapacitou Bývá to obvykle elektrolytický kondenzátor s kapacitou několik desítek, stovek i více několik desítek, stovek i více F. F.

Čím má Co větší kapacitu, tím je zvlnění menší. Čím má Co větší kapacitu, tím je zvlnění menší.

Maximální kapacita je omezena proudovým nárazem, který Maximální kapacita je omezena proudovým nárazem, který snese dioda v okamžiku připojení usměrňovače k elektrické snese dioda v okamžiku připojení usměrňovače k elektrické síti — udává ji výrobce.síti — udává ji výrobce.

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač Průchodem proudu diodou se nabíjí kondenzátor v naznačené Průchodem proudu diodou se nabíjí kondenzátor v naznačené

polaritě. polaritě.

Proud prochází diodou pouze v tom úseku periody, když Proud prochází diodou pouze v tom úseku periody, když napětí na trans formátoru (na anodě diody) je větší než napětí napětí na trans formátoru (na anodě diody) je větší než napětí na kondenzátoru Co (katodě diody). na kondenzátoru Co (katodě diody).

Tento časový úsek se nazývá úhel vedení a označuje se Tento časový úsek se nazývá úhel vedení a označuje se . .

V době, kdy dioda nevede, vybíjí se kondenzátor Co přes zátěž V době, kdy dioda nevede, vybíjí se kondenzátor Co přes zátěž RZ. RZ.

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač Z průběhů napětí na obr. 2c je vidět, že napětí na zátěži RZZ průběhů napětí na obr. 2c je vidět, že napětí na zátěži RZ

kolísá při nabíjení a vybíjení kondenzátoru Co okolo střední kolísá při nabíjení a vybíjení kondenzátoru Co okolo střední hodnoty hodnoty UUdd..

Toto zvlnění, jehož první harmonická má stejnou frekvenci Toto zvlnění, jehož první harmonická má stejnou frekvenci jako elektrická síť a má amplitudu jako elektrická síť a má amplitudu UUZVZV, , je tím menší, čím je tím menší, čím menší je zatěžovací proud (vybíjecí proud kondenzátoru Co) a menší je zatěžovací proud (vybíjecí proud kondenzátoru Co) a s tím související úhel vedení s tím související úhel vedení . .

Když pracuje usměrňovač naprázdno, nabije se kondenzátor Když pracuje usměrňovač naprázdno, nabije se kondenzátor C0 na maximální napětí výstupního vinutí U2m, dioda se C0 na maximální napětí výstupního vinutí U2m, dioda se uzavře a úhel vedení a zvlnění jsou nulové. uzavře a úhel vedení a zvlnění jsou nulové.

Jednocestný usměrňovačJednocestný usměrňovač

Maximální napětí URm, kterým je dioda namáhána ve Maximální napětí URm, kterým je dioda namáhána ve zpětném směru, je dáno součtem amplitudy napětí U2m ve zpětném směru, je dáno součtem amplitudy napětí U2m ve zpětném směru a napětí U2m na kondenzátoru. zpětném směru a napětí U2m na kondenzátoru.

K tomuto stavu dochází při práci usměrňovače naprázdno, K tomuto stavu dochází při práci usměrňovače naprázdno, potom potom

mRm UU 22

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost

Ing. Ladislav JančaříkIng. Ladislav Jančařík

LiteraturaLiteratura

J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989SNTL Praha 1989

M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002

D. Mayer: Úvod do teorie elektrických obvodů,D. Mayer: Úvod do teorie elektrických obvodů,

SNTL Praha /ALFA Bratislava 1978SNTL Praha /ALFA Bratislava 1978