Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu
Usměrňovače II OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-007
Jednocestný usměrňovač Zapojení jednocestného usměrňovače s odporovou zátěží je na obr.2. Usměrňovací dioda D je polarizována v přímém směru a prochází jí proud iF do zátěže RZ jen tehdy, když je na její anodě větší napětí než na katodě, což nastává při kladné půlvlně výstupního napětí u2.
Obr. 2 Jednocestný usměrňovač a) zapojení b) průběhy napětí a proudu bez kondenzátoru C0 c) průběhy napětí a proudu po připojení kondenzátoru C0
Jednocestný usměrňovač Zátěží RZ 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:
Jednocestný usměrňovač Střední hodnota usměrněného napětí naprázdno Ud0 je: Střední hodnota usměrněného napětí Ud, jestliže zátěží prochází proud Id, je dána vztahem:
Jednocestný usměrňovač Ve vztahu pro Ud představuje první člen napětí naprázdno, druhý člen úbytek napětí na vnitřním odporu usměrňovače ( na odporu fáze). Celý vztah představuje rovnici zatěžovací charakteristiky zdroje.
Jednocestný usměrňovač Průběhy usměrněného napětí a proudu v obvodu jsou na obr. 2b. Je z nich vidět, že záporná půlvlna střídavého napětí je potlačena a v době, kdy dioda nevede, působí jako závěrné napětí mezi katodou a anodou diody. Největší hodnota napětí, kterým je dioda namáhána ve zpětném směru, je U2m Při volbě diody musí být proto splněna podmínka kde URM je špičkové závěrné napětí diody.
Jednocestný usměrňovač Průběh pulsujícího usměrněného napětí lze výrazně ovlivnit připojením kondenzátoru Co o velké kapacitě paralelně k zátěži RZ. Bývá to obvykle elektrolytický kondenzátor s kapacitou několik desítek, stovek i více F. Čím má Co 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.
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 Co (katodě diody). Tento časový úsek se nazývá úhel vedení a označuje se . V době, kdy dioda nevede, vybíjí se kondenzátor Co přes zátěž RZ.
Jednocestný usměrňovač Z průběhů napětí na obr. 2c je vidět, že napětí na zátěži RZ kolísá při nabíjení a vybíjení kondenzátoru Co okolo střední hodnoty Ud. Toto zvlnění, jehož první harmonická má stejnou frekvenci jako elektrická síť a má amplitudu UZV, je tím menší, čím menší je zatěžovací proud (vybíjecí proud kondenzátoru Co) a s tím související úhel vedení . Když pracuje usměrňovač naprázdno, nabije se kondenzátor C0 na maximální napětí výstupního vinutí U2m, dioda se uzavře a úhel vedení a zvlnění jsou nulové.
Jednocestný usměrňovač Maximální napětí URm, kterým je dioda namáhána ve zpětném směru, je dáno součtem amplitudy napětí U2m ve zpětném směru a napětí U2m na kondenzátoru. K tomuto stavu dochází při práci usměrňovače naprázdno, potom
Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík
Literatura J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989 M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002 D. Mayer: Úvod do teorie elektrických obvodů, SNTL Praha /ALFA Bratislava 1978