USMĚRŇOVAČE V NAPÁJECÍCH OBVODECH

Prezentace na téma: "USMĚRŇOVAČE V NAPÁJECÍCH OBVODECH"— Transkript prezentace:

1 USMĚRŇOVAČE V NAPÁJECÍCH OBVODECH

2 Místo usměrňovačů v DC ( ss) napájecích obvodech
USMĚRŇOVAČE

3 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

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

5 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

6 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

7 Dvoucestný usměrňovač s filtrem
USMĚRŇOVAČE

8 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

9 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

10 Princip filtrace USMĚRŇOVAČE

11 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

12 Můstkové (Graetzovo) zapojení usměrňovače Bridge Rectifier

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

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

15 USMĚRŇOVAČE

16 Průběh proudu po usměrnění Graetzovým zapojením vypadá takto:
USMĚRŇOVAČE

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

18 Usměrňovače –souhrn USMĚRŇOVAČE

19 Diody USMĚRŇOVAČE

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

21 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

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

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

24 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

25 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

26 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

27 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

28 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