USMĚRŇOVAČE V NAPÁJECÍCH OBVODECH

Místo usměrňovačů v DC ( ss) napájecích obvodech USMĚRŇOVAČE

T2 / 2 Dvoucestné usměrňovače I když vyřešíme problém průchodu proudu diodou v závěrném směru, stejně není usměrňování jednou diodou příliš efektivní. Ze střídavého proudu s efektivní hodnotou ¤   se stane stejnosměrný proud s efektivní hodnotou Uef=Um/2, tzv. tepavý proud(viz obr. 6 ¤).  USMĚRŇOVAČE

obr. 6: Střídavý proud harmonického průběhu s frekvencí 50 Hz usměrněný diodou PX 15 408 USMĚRŇOVAČE

Jak usměrňovat střídavý proud lépe? Dvoucestný usměrňovač První možností je použít diody tak, aby i ze záporné půlvlny proudu "vyrobily" půlvlnu kladnou (v podstatě to znamená udělat ze střídavého proudu jeho absolutní hodnotu). Tento způsob se nazývá dvoucestné usměrnění. Jedno ze zapojení, které toto dokáže, dostalo název Dvoucestný usměrňovač USMĚRŇOVAČE

Dvoucestný usměrňovač Center-Tap Full-Wave Rectifier U tohoto typu usměrňovače je nutný síťový transformátor s vyvedeným středem sekundárního vinutí. Tento vyvedený střed rozděluje sekundární vinutí na dvě poloviny, takže vznikají dvě stejně velká výstupní napětí u2 a u2´ vzájemně posunutá o 180° vzhledem ke středu. USMĚRŇOVAČE

Dvoucestný usměrňovač s filtrem USMĚRŇOVAČE

Princip činnosti: Bude-li na svorce 1 sekundárního vinutí kladná polarita a na svorce 2 záporná polarita prochází obvodem proud iF1 od svorky 1 přes diodu D1 a zátěž RZ na střed sekundárního vinutí. Při opačné půlvlně vstupního napětí prochází proud iF2: svorka 2, dioda D2, RZ a střed sekundárního vinutí. USMĚRŇOVAČE

Dvoucestný usměrňovač: schéma zapojení, průběhy napětí na diodách, průběh napětí na zátěži bez připojeného kondenzátoru C0, průběh proudu na zátěži bez připojeného kondenzátoru C0, průběh napětí na zátěži s připojeným kondenzátorem C0, úhel otevření diod USMĚRŇOVAČE

Princip filtrace USMĚRŇOVAČE

Můstkové (Graetzovo) zapojení usměrňovače Bridge Rectifier Další možností je použít diody tak, aby i ze záporné půlvlny proudu "vyrobily" půlvlnu kladnou (v podstatě to znamená udělat ze střídavého proudu jeho absolutní hodnotu). Tento způsob se nazývá dvoucestné usměrnění. Jedno ze zapojení, které toto dokáže, dostalo název Graetzovo zapojení a je na obr. USMĚRŇOVAČE

Můstkové (Graetzovo) zapojení usměrňovače Bridge Rectifier

Cesta proudu přes zatěžovací odpor pro kladnou půlvlnu Při obou polaritách zdroje protéká spotřebičem (rezistor R) proud stále jedním směrem USMĚRŇOVAČE

Cesta proudu přes zatěžovací odpor pro zápornou půlvlnu Při obou polaritách zdroje protéká spotřebičem (rezistor R) proud stále jedním směrem USMĚRŇOVAČE

USMĚRŇOVAČE

Průběh proudu po usměrnění Graetzovým zapojením vypadá takto: USMĚRŇOVAČE

VA charakt.diody jde o součástku, která "propouští elektrický proud jen jedním směrem". USMĚRŇOVAČE

Usměrňovače –souhrn USMĚRŇOVAČE

Diody USMĚRŇOVAČE

Otázka: Proč i při použití Graetzova zapojení zapojení stále existují časové intervaly, kdy proud rezistorem neprotéká? USMĚRŇOVAČE

Odpověď: Napětí na spotřebiči je střídavé, to znamená, že v každé periodě dosahuje dvakrát nulové hodnoty. V tom okamžiku proud rezistorem neprotéká. Proud ovšem neprotéká už od té doby, než napětí na diodě klesne pod napětí UD (difuzní napětí), až do té doby, než je napětí opět větší než UD. To je pěkně vidět na VA charakteristice diody ¤. USMĚRŇOVAČE

Jak ochránit přístroje proti špatnému zapojení (prohození svorek + a -)? USMĚRŇOVAČE

K návrhu používáme s výhodou grafy, protože matematické vztahy, popisující činnost usměrňovače jsou nepohodlné a nepřehledné. Návrh usměrňovače: USMĚRŇOVAČE

T 2 / 3 Trojfázové můstky usměrňovače pro velký výkon (pro motory a stroje) Všechna trojfázová a vícefázová zapojení jsou však poměrně složitá a nákladná, a proto se jich používá jen pro velké odběry proudu. Trojfázová soustava napětí obsahuje tři napětí, která mají stejnou amplitudu a frekvenci a jsou fázově posunuta o 120º (2p/3). Jejich časový průběh je na obr. 2. obr. 2: Časový průběh napětí v trojfázové soustavě. Jejich součet je v každém okamžiku roven nule. USMĚRŇOVAČE

Trojfázový můstek Schéma zapojení:                                                                                          obr. 1 V každém okamžiku jsou v propustném směru dvě diody - jedna z horní a jedna ze spodní poloviny můstku. Začínají diody D1 a D5, pak D1 a D6, D2 a D6, D2 a D4 (obr. 3). (Dioda vede vždy tehdy, když je příslušné napětí největší (diody nahoře) nebo nejmenší (diody dole) ze všech). USMĚRŇOVAČE

Trojpulsní uzlové usměrňovače Trojpulsní uzlové usměrňovače: a) schéma zapojení jednocestného trojpulsového usměrňovače, b) můstkové zapojení trojfázového usměrňovače, c) průběhy napětí na vstupu usměrňovače, d) průběh napětí na zátěži RZ. USMĚRŇOVAČE

K principu činnosti                                                      V každém okamžiku jsou v propustném směru dvě diody - jedna z horní a jedna ze spodní poloviny můstku. Začínají diody D1 a D5, pak D1 a D6, D2 a D6, D2 a D4 (obr. 3). (Dioda vede vždy tehdy, když je příslušné napětí největší (diody nahoře) nebo nejmenší (diody dole) ze všech). Napětí na výstupu můstku je dáno rozdílem mezi největší na nejmenší hodnotou v grafu na obr. 3, má tedy jen minimální zvlnění - obvykle už není ani potřeba další vyhlazování filtračními kondenzátory (obr. 4) USMĚRŇOVAČE

Napětí na trojfázovém můstku                                                             obr. 4: Vstupní (dole) a výstupní (nahoře) napětí na trojfázovém můstku Napětí na výstupu můstku je dáno rozdílem mezi největší na nejmenší hodnotou v grafu na obr. 3, má tedy jen minimální zvlnění - obvykle už není ani potřeba další vyhlazování filtračními kondenzátory (obr. 4) USMĚRŇOVAČE