Egyenirányító
 |
Ez a szócikk nem tünteti fel a független forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Emiatt nem tudjuk közvetlenül ellenőrizni, hogy a szócikkben szereplő állítások helytállóak-e. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye. |
Az egyenirányító segítségével váltakozó áramot alakítanak át egyenárammá.
Alapvetően diódák alkotják, amik régebben elektroncsőből, illetve szelénből, germániumból, újabban szilíciumból készülnek. Kapcsolástechnikailag lehet egy- és kétutas. Lineáris tápegységekben túlnyomórészt négy diódából álló, ún. Graetz-kapcsolású egyenirányítást alkalmaznak. Háromfázisú rendszerben 6 egyenirányító elem szükséges.
Az egyenirányító kapcsolások összehasonlítása
[szerkesztés]- fázisáram
- útszám: megmutatja, hogy a tápláló transzformátor szekunder tekercsében egy periódus alatt milyen irányban folyik áram (egy- vagy kétutas)
- ütemszám: megmutatja, hogy egy bemenő periódus alatt a kimenő áramnak hány hulláma van
Hálózati egyenirányítók kialakítása
[szerkesztés]Az elektronikus áramkörök táplálásához tápegységet használnak. A tápegység az alábbi részekből épül fel:
- hálózati transzformátor: előállítja a kívánt váltakozó feszültséget, galvanikus leválasztást biztosít
- egyenirányító
- szűrő: csökkenti az egyenirányított feszültség hullámosságát, búgófeszültségét
- stabilizátor: stabilizálja a kimeneti feszültséget, a bemenő feszültség váltakozásával és a terhelő áram változásával szemben
Hálózati transzformátor
[szerkesztés]
A hálózati transzformátort az átvinni kívánt teljesítmény alapján méretezik, ez meghatározza a vasmag szükséges keresztmetszetét. A transzformátor vasmagja speciális ötvözésű, hidegen hengerelt vaslemezből készül, és lemezelt kialakítású. A lemezelt kialakítás az örvényáramok miatt szükséges, és ezért a lemezek villamos ellenállása is nagy, ezt a szilícium ötvöző biztosítja (ami kb. 6%). A hagyományos transzformátorvasmag leggyakrabban E és I idomokból áll, anyaga transzformátor lemez. A transzformátor primer és szekunder feszültségeinek arányát menetszámuk aránya határozza meg.
A transzformátor vesztesége
- örvényáramú veszteség
- rézveszteség
A vasmag összerakása során keletkező légrés jelentősen növeli az üresjárati áramfelvételt.
Egyenirányítók
[szerkesztés]Egyutas együtemű
[szerkesztés]
A kapcsolás csak a szinuszjel pozitív (felső) részét engedi át a dióda miatt. Ezért együtemű.
- Uki=U2-Ud
Egyutas kétütemű
[szerkesztés]
A kapcsolás az elektroncsöves egyenirányítók korában alakult ki. Középkivezetéses, kettős szekunder tekercsű transzformátort igényel.
Működése: a középkivezetéshez képest az egyik félperiódusban az egyik, másik félperiódusban a másik dióda kap nyitóirányú előfeszítést.
Kétutas kétütemű
[szerkesztés]
A félvezető egyenirányítók feleslegessé teszik a középkivezetéses transzformátort, mert négy darab diódával olyan hídkapcsolás hozható létre, mely mindkét félperiódusban a terhelésen azonos áramirányt biztosít.[1] A hídkapcsolású egyenirányítók egyedi diódákból is kialakíthatók, de gyártanak komplett hidakat is.
- Az egyenirányítók kimenő feszültsége
Az egyenirányítók kimenetén lüktető egyenfeszültség jelenik meg, a fogyasztón e feszültség átlagértéke végez munkát, ez integrálszámítással határozható meg.
Kétütemű egyenirányítók
[szerkesztés]Mivel mindkét félperiódusban van egy hullám, az átlagérték kétszerese az együteműnek. Az egyenirányított feszültség egy egyenfeszültségű összetevőből, valamint egy váltakozó összetevő szuperpozíciója, e váltakozó összetevő 100 Hz frekvenciájú. Ez a lüktetés csak kevés esetben viselhető el, mert a tápfeszültség ingadozását eredményezi. Ezt a lüktetést, mivel hallható, „búgófeszültségnek” nevezik.
- A búgófeszültség csökkentése
Az egyenirányító kimenetére kötött nagy kapacitású kondenzátor a csúcsértékére töltődik, és a terhelő áram függvényében csökkenti a kimenő feszültség ingadozását, ezt a kondenzátort „puffer” kondenzátornak nevezik. Kétütemű egyenirányítóknál a búgófeszültség fele akkora.
Szűrők
[szerkesztés]
A búgófeszültség tovább csökkenthető aluláteresztő szűrők segítségével. Két aluláteresztő szűrőtípus terjedt el, az RC és az LC, mindkettő lényege, hogy az egyenfeszültséget nem csillapítja, a váltakozó feszültségre pedig nagy leosztást hoz létre.
Feszültségstabilizálás
[szerkesztés]
Sok esetben nem engedhető meg, hogy a tápfeszültség ingadozzon, ezért stabilizálni kell a kimenő feszültséget. A változásnak két oka lehet, a bemenő feszültség, és a terhelő áram ingadozása. A stabilizátor e hatásokat küszöböli ki. A stabilizálás két elven valósítható meg: soros vagy párhuzamos sönt stabilizátorral.
A zener-dióda karakterisztikájánál fogva feszültséggenerátoros jellegű, így feszültség stabilizálására alkalmas. A legegyszerűbb stabilizátor egy zener-diódából és egy ellenállásból építhető fel, ezt elemi stabilizátornak nevezik. Az elemi stabilizátorokat elsősorban állandó terhelésre alkalmazzák, a bemenő feszültség ingadozásának kiküszöbölésére. A zener-diódás stabilizátort csak kis terhelő áramra alkalmazhatják.
It < Iz min
A stabilizálás jellemzésére a stabilizálási tényezőt használják. S=ΔUki/ΔUbe
- A stabilizálás fokozható előstabilizálással.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ Az egyfázisú kétutas kétütemű egyenirányító hidat – mely által a hídkapcsolás jelen esetben létrejött – más néven Graetz-hídnak nevezik.