Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."— Transkript prezentace:

1 Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

2 Usměrňovače OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-033

3 Usměrňovače  Elektronická zařízení vyžadují pro svoji činnost elektrickou energii ve formě stejnosměrného napětí a proudu. Elektronické obvody, které přeměňují střídavé síťové napětí na napětí stejnosměrné, se nazývají usměrňovače.  Když se pro činnost usměrňovače využívá pouze jeden druh půlvln střídavého napájecího napětí, hovoříme o jednocestném usměsňovači.  Jestliže se pro činnost usměrňovače využívají obě půlvlny střídavého napájecího napětí, jedná se o dvojcestný usměrňovač.

4 Usměrňovače  Usměrněné napětí nebývá vhodné pro napájení elektronických zařízení, protože obsahuje střídavou složku, tzv. zvlnění, které by se přenášelo do elektronického obvodu jako rušivé napětí.  Z těchto důvodů se mezi usměrňovač a zátěž zařazuje vyhlazovací kondenzátor a při větších nárocích na vyhlazení jednostupňový, popř. dvojstupňový i vícestupňový filtr.  Podobně jako u jiných zdrojů je velikost výstupního napětí usměrňovače ovlivňována velikostí jeho vnitřního odporu Ri.

5 Usměrňovače  Vnitřní odpor jednocestného usměrňovače tvoří odpor jedné usměrňovací cesty a nazývá se odpor fáze usměrňovače R f.  R f se skládá z odporu diody R d a z odporu transformátoru R t, který je tvořen odporem výstupního vinutí R s a odporem vstupního vinutí R p, přepočítaným na výstupní stranu pomocí převodu p. Potom je odpor fáze R f dán vztahem:  kde p je převod síťového transformátoru U p je napětí na primární straně a U s je napětí na sekundární straně transformátoru.

6 Jednocestný usměrňovač Obr.1 Jednocestný usměrňovač ♦Usměrňovací dioda D je polarizována v přímém směru a prochází jí proud i F do zátěže R Z jen tehdy, když je na její anodě větší napětí než na katodě, což nastává při kladné půlvlně výstupního napětí u 2.

7 Jednocestný usměrňovač   Zátěží R Z prochází usměrněný, ale pulsující proud, jehož maximální hodnota je dána maximální hodnotou napětí na výstupním vinutí transformátoru a celkovým odporem usměrňovací větve   Střední hodnota usměrněného proudu Id je

8 Jednocestný usměrňovač Průběhy napětí a proudu na diodě bez kondenzátoru

9 Jednocestný usměrňovač Průběhy napětí a proudu na diodě po připojení kondenzátoru

10 Jednocestný usměrňovač   Střední hodnota usměrněného napětí naprázdno U d0 je   Střední hodnota usměrněného napětí U d, jestliže zátěží prochází proud I d, je dána vztahem   Ve vztahu pro U d představuje první člen napětí naprázdno, druhý člen úbytek napětí na vnitřním odporu usměrňovače (na odporu fáze). Celý vztah představuje rovnici zatěžovací charakteristiky zdroje.

11 Jednocestný usměrňovač   Průběh pulsujícího usměrněného napětí lze výrazně ovlivnit připojením kondenzátoru C 0 o velké kapacitě paralelně k zátěži R Z.   Bývá to obvykle elektrolytický kondenzátor s kapacitou několik desítek, stovek i více  F.   Čím má C 0 větší kapacitu, tím je zvlnění menší.   Maximální kapacita je omezena proudovým nárazem, který snese dioda v okamžiku připojení usměrňovače k elektrické síti — udává ji výrobce.

12 Jednocestný usměrňovač   Průchodem proudu diodou se nabíjí kondenzátor v naznačené polaritě.   Proud prochází diodou pouze v tom úseku periody, když napětí na transformátoru (na anodě diody) je větší než napětí na kondenzátoru C 0 (katodě diody).   Tento časový úsek se nazývá úhel vedení a označuje se .   V době, kdy dioda nevede, vybíjí se kondenzátor C 0 přes zátěž R Z.   Z průběhů napětí je vidět, že napětí na zátěži R Z kolísá při nabíjení a vybíjení kondenzátoru C 0 okolo střední hodnoty U d.

13 Jednocestný usměrňovač   Toto zvlnění, jehož první harmonická má stejnou frekvenci jako elektrická síť a má amplitudu U ZV, je tím menší, čím menší je zatěžovací proud (vybíjecí proud kondenzátoru C 0 ) a s tím související úhel vedení .   Když pracuje usměrňovač naprázdno, nabije se kondenzátor C 0 na maximální napětí výstupního vinutí U 2m, dioda se uzavře a úhel vedení a zvlnění jsou nulové.   Maximální napětí U Rm, kterým je dioda namáhána ve zpětném směru, je dáno součtem amplitudy napětí U 2m ve zpětném směru a napětí U 2m na kondenzátoru. K tomuto stavu dochází při práci usměrňovače naprázdno, potom U Rm = 2U 2m.

14 Dvojcestný usměrňovač   Kromě jednocestného usměrňovače se používá i zapojení, které využívá k usměrnění obou půlvln napájecího napětí transformátoru. Výstupní vinutí transformátoru má vyvedený střed, který se obvykle uzemní. Schéma zapojení je na následujícím obrázku.

15 Dvojcestný usměrňovač Napětí u 2 a u‘ 2 jsou vůči sobě fázově posunuta o 180 . Diodou D1 prochází proud i F1 v té polovině periody, kdy na její anodu působí kladná půlvlna napětí u 2. Ve stejné době je dioda D2 uzavřena.

16 Dvojcestný usměrňovač ♦ ♦Diodou D2 prochází proud i F2 ve druhé polovině periody, ve které na její anodu působí kladná půlvlna napětí u 2, přitom je dioda D1 uzavřena. ♦ ♦Diody D1 a D2 jsou střídavě otevřeny a zavřeny, proto zátěží prochází proud v obou půlperiodách. ♦ ♦Pulsování má dvojnásobnou frekvenci a proud vytváří na zátěži napětí U d.

17 Dvojcestný usměrňovač Průběhy napětí po připojení kondenzátoru

18 Dvojcestný usměrňovač   Po připojení kondenzátoru paralelně k zátěži R Z dochází k jeho nabíjení proudovými impulsy s úhlem vedení  z diod D1 a D2 tehdy, když okamžitá hodnota napětí na transformátoru je vyšší než je napětí na kondenzátoru a zátěži.   Zvlnění U ZV má dvojnásobnou frekvenci a menší amplitudu než u jednocestného usměrňovače.   Dnes je toto zapojení usměrňovače používáno málo a je nahrazováno usměrňovačem v můstkovém zapojení.

19  Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

20 Literatura  J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989  M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002


Stáhnout ppt "Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu."

Podobné prezentace


Reklamy Google