בתקופה של שנת 1880 עצמה, החל הזיהוי והייחודיות של מיישרים. התקדמות המיישרים המציאה גישות שונות בתחום האלקטרוניקה החשמלית. הדיודה הראשונית ששימשה את המיישר תוכננה בשנת 1883. עם התפתחות דיודות הוואקום שהיתה חלוצה בימים הראשונים של המאה העשרים, חלו מגבלות על מיישרים. ואילו עם השינויים בצינורות קשת הכספית, השימוש במיישרים הורחב לטווחי מגוואט שונים. והסוג היחיד של מיישר הוא מיישר חצי גל.

שיפור בדיודות הוואקום הראה התפתחות של צינורות קשת כספית וצינורות קשת כספית אלה כונו צינורות מיישר. עם התפתחות המיישרים, חלוצים רבים אחרים היו חלוצים. אז זהו הסבר קצר כיצד התפתחו מיישרים וכיצד הם התפתחו. נקבל הסבר ברור ומפורט לדעת מהו מיישר חצי גל, המעגל שלו, עקרון העבודה ומאפייניו.

“משדר ומקלט rf pdf ”

מהו מיישר חצי גל?

מיישר הוא מכשיר אלקטרוני הממיר מתח AC למתח DC. במילים אחרות, הוא ממיר זרם חילופין לזרם ישר. מיישר משמש כמעט בכל המכשירים האלקטרוניים. לרוב הוא משמש להמרת מתח הרשת למתח DC בתוך ספק כוח סָעִיף. באמצעות אספקת מתח DC עובדים מכשירים אלקטרוניים. על פי תקופת ההולכה, מיישרים מסווגים לשתי קטגוריות: מיישר חצי גל ו מיישר גל מלא

בְּנִיָה

בהשוואה למיישר גל מלא, HWR הוא המיישר הקל ביותר לבנייה. רק עם דיודה אחת ניתן לבנות את המכשיר.

בניית HWR

מיישר חצי גל מורכב מהרכיבים הבאים:

מקור זרם חילופין
הנגד בקטע העומס
דיודה
שנאי מדורג

מקור AC

מקור זרם זה מספק זרם חילופין לכל המעגל. זרם זרם חילופין זה מיוצג בדרך כלל כאות סינוס.

שנאי מדורג

על מנת להגביר או להקטין את מתח ה- AC, משתמשים בדרך כלל בשנאי. כאשר משתמשים כאן בשנאי מדרגות, הוא מקטין את מתח ה- AC ואילו כאשר משתמשים בשנאי מעלה, הוא משפר את מתח ה- AC מרמה מינימלית לרמה גבוהה. ב- HWR, נעשה שימוש ברובוט שנאי למטה, כיוון שהמתח הדרוש לדיודה הוא מינימלי מאוד. כאשר לא משתמשים בשנאי, כמות גדולה של מתח AC תגרום נזק לדיודה. בעוד שבמצבים ספורים ניתן להשתמש גם בשנאי עלייה.

במכשיר המורד, לפיתול המשני יש סיבובים מינימליים מזה של הפיתול הראשוני. מסיבה זו, שנאי מוריד מוריד את רמת המתח מהראשוני לפיתול המשני.

דיודה

שימוש בדיודה במיישר חצי גל מאפשר זרימת זרם רק לכיוון אחד ואילו זה עוצר את זרימת הזרם בנתיב אחר.

נַגָד

זהו המכשיר החוסם את זרם הזרם החשמלי רק לרמה מוגדרת.

זה בניית מיישר חצי גל .

עבודה של מיישר חצי גל

במהלך מחזור החיובי החיובי, הדיודה נמצאת במצב של הטיה העברה והיא מוליכה זרם ל- RL (התנגדות עומס). מתח מפותח על פני העומס, זהה לאות ה- AC הקלט של מחזור החיובי החיובי.

לחלופין, במהלך חצי המחזור השלילי, הדיודה נמצאת במצב של הטיה הפוכה ואין זרימת זרם דרך הדיודה. רק מתח הכניסה של זרם החילופין מופיע על פני העומס וזו התוצאה נטו האפשרית במהלך מחצית המחזור החיובית. מתח המוצא פועם במתח DC.

מעגלי מיישר

מעגלים חד-פאזיים או מעגל רב-פאזי נכנסים תחת ה- מעגלי מיישר . עבור יישומים ביתיים נעשה שימוש במעגלי מיישרים בעלי הספק נמוך חד פאזי ויישומי HVDC תעשייתיים דורשים תיקון תלת פאזי. היישום החשוב ביותר של א דיודת צומת PN הוא תיקון וזה תהליך המרת AC ל DC.

תיקון חצי גל

במיישר חצי גל חד פאזי, המחצית השלילית או החיובית של מתח ה- AC זורמת, ואילו המחצית השנייה של מתח ה- AC חסומה. מכאן שהפלט מקבל רק מחצית מגל ה- AC. נדרשת דיודה יחידה לתיקון חצי גל חד פאזי שלוש דיודות לאספקה תלת פאזית. מיישר חצי גל מייצר יותר תכולת אדווה מאשר מיישרים גל מלא וכדי לבטל את ההרמוניות הוא דורש הרבה יותר סינון.

מיישר חצי-גל חד פאזי

עבור מתח כניסה סינוסי, מתח ה- DC ללא פלט עומס עבור מיישר חצי גל אידיאלי

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

איפה

Vdc, Vav - מתח יציאה DC או מתח יציאה ממוצע
Vpeak - ערך שיא של מתח שלב הקלט
Vrms - מתח המוצא של שורש ערך מרובע ממוצע

הפעלת מיישר חצי גל

דיודת צומת PN מתנהלת רק במצב של הטיה קדימה. מיישר חצי גל משתמש ב- אותו עיקרון כמו דיודת צומת PN וכך ממיר AC ל DC. במעגל מיישר של חצי גל, עמידות העומס מחוברת בסדרה עם דיודת צומת PN. זרם חילופין הוא הקלט של מיישר חצי הגל. שנאי מוריד לוקח מתח כניסה ואת התפוקה המתקבלת של השנאי ניתן לנגד העומס ולדיודה.

הפעולה של HWR מוסברת בשני שלבים שהם

תהליך חצי גל חיובי
תהליך חצי גל שלילי

חצי גל חיובי

כאשר תדר של 60 הרץ כמתח זרם כניסה, שנאי מוריד מקטין את זה למתח מינימלי. לכן, מתח מינימלי נוצר בסיבוב המשני של השנאי. מתח זה בפיתול המשני נקרא מתח משני (Vs). המתח המינימלי מוזרם כמתח הכניסה לדיודה.

כאשר מתח הקלט מגיע לדיודה, בזמן המחזור החיובי החיובי, הדיודה עוברת למצב הטיה קדימה ומאפשרת את זרימת הזרם החשמלי, ואילו בזמן מחצית המחזור השלילית, הדיודה עוברת למצב הטיה שלילי. ומפריע לזרימת הזרם החשמלי. הצד החיובי של אות הכניסה המופעל על הדיודה זהה למתח DC קדימה המופעל על דיודת ה- P-N. באותו אופן, הצד השלילי של אות הכניסה שמופעל על הדיודה זהה למתח DC ההפוך שמופעל על דיודת ה- P-N

אז, היה ידוע שדיודה מוליכה זרם במצב מוטה העברה ומפריעה לזרימת הזרם במצב מוטה הפוכה. באותו אופן, במעגל AC, הדיודה מאפשרת את זרימת הזרם למשך מחזור + ve וחוסמת את זרימת הזרם בזמן מחזור -ve. כאשר אנו מגיעים ל- + HWR, זה לא יפריע לחלוטין את מחצית מחזורי המחזור, הוא מאפשר מעט קטעים של מחצית מחזוריות או מאפשר זרם שלילי מינימלי. זה הדור הנוכחי בגלל מובילי מטען מיעוט שנמצאים בדיודה.

הדור של זרם באמצעות נושאות מטען מיעוט זה הוא מינימלי מאוד ולכן ניתן להזניח אותו. חלק מינימלי זה של מחזורי חצי-חצי אינו מסוגל להתבונן בחלק העומס. בדיודה מעשית, נחשב שהזרם השלילי הוא '0'.

הנגד בקטע העומס מנצל את זרם ה- DC המיוצר על ידי הדיודה. לכן, הנגד מכונה כנגד עומס חשמלי שבו מתח / זרם ה- DC מחושב על פני הנגד הזה (R_ל). התפוקה החשמלית נחשבת כגורם החשמלי של המעגל המשתמש בזרם חשמלי. ב- HWR הנגד עושה שימוש בזרם המיוצר על ידי דיודות. בגלל זה, הנגד נקרא נגד עומס. ה- R_לב- HWR משמש להגבלה או להגבלה של זרם DC נוסף שנוצר על ידי הדיודה.

אז, הוסכם כי אות הפלט במיישר חצי גל הוא חצי מחזור רציף + צורתם סינוסואידית.

חצי גל שלילי

הפעלה והקמה של מיישר חצי גל בצורה שלילית כמעט זהה למיישר חצי גל חיובי. התרחיש היחיד שישתנה כאן הוא כיוון הדיודה.

כאשר תדר של 60 הרץ כמתח זרם כניסה, שנאי מוריד מקטין את זה למתח מינימלי. לכן, מתח מינימלי נוצר בסיבוב המשני של השנאי. מתח זה בפיתול המשני נקרא מתח משני (Vs). המתח המינימלי מוזרם כמתח כניסה לדיודה.

כאשר מתח הכניסה מגיע לדיודה, בזמן המחזור השלילי, הדיודה עוברת למצב הטיה קדימה ומאפשרת את זרימת הזרם החשמלי, ואילו בזמן המחזור החיובי החיובי, הדיודה עוברת למצב של הטיה שלילית. ומפריע לזרימת הזרם החשמלי. הצד השלילי של אות הכניסה המופעל על הדיודה זהה למתח DC קדימה המופעל על דיודת ה- P-N. באותו אופן, הצד החיובי של אות הכניסה המופעל על הדיודה זהה למתח DC ההפוך שמופעל על דיודת ה- P-N

אז היה ידוע שדיודה מוליכה זרם במצב מוטה לאחור ומפריעה לזרימת הזרם במצב מוטה קדימה. באותו אופן, במעגל AC, הדיודה מאפשרת זרימת זרם למשך מחזור -ve וחוסמת את זרימת הזרם בזמן מחזור + ve. כאשר אנו מגיעים ל- HWR, זה לא יחסום את מחצית מחזורי ה- + ve, הוא מאפשר מעט קטעים של מחצית מחזוריות + או מאפשר זרם חיובי מינימלי. זה הדור הנוכחי בגלל מובילי מטען מיעוט שנמצאים בדיודה.

הדור של זרם באמצעות נושאות מטען מיעוט זה הוא מינימלי מאוד ולכן ניתן להזניח אותו. חלק מינימלי זה של + מחזורי מחצית אינו מסוגל להתבונן בחלק העומס. בדיודה מעשית, נחשב שזרם חיובי הוא '0'.

בדיודה אידיאלית, מחצית מחזורי ה- + ve ו- ve בחלק המוצא נראים דומים ל- + ve ו- -ve מחזור אבל בתרחישים מעשיים מחזורי + ve ו- ve שונים במקצת ממחזורי הקלט. וזה זניח.

לכן, הגיעו למסקנה כי אות הפלט במיישר חצי גל הוא חצי מחזורים רציפים בעלי צורה סינוסואידית. לכן, הפלט של מיישר חצי הגל הוא אותות סינוס רציפים + ve ו- ve, אך לא אות DC טהור ובצורה פועמת.

עבודה של מיישר חצי גל

ערך DC פועם זה משתנה בפרק זמן קצר.

עבודה של מיישר חצי גל

במהלך מחצית המחזור החיובית, כאשר הסיבוב המשני של הקצה העליון חיובי ביחס לקצה התחתון, הדיודה במצב של הטיה קדימה והיא מוליכה זרם. במהלך מחצית המחזורים החיוביים, מתח הכניסה מוחל ישירות על התנגדות העומס כאשר ההנחה היא כי ההתנגדות הקדמית של הדיודה היא אפס. צורות הגל של מתח המוצא וזרם המוצא זהות לזה של מתח כניסת ה- AC.

במהלך מחצית המחזור השלילית, כאשר הסיבוב המשני של הקצה התחתון חיובי ביחס לקצה העליון, הדיודה במצב של הטיה הפוכה והיא אינה מוליכה זרם. במהלך חצי המחזור השלילי, המתח והזרם על פני העומס נותרים אפסים. גודל הזרם ההפוך קטן מאוד והוא מוזנח. אז, שום כוח לא מועבר במהלך חצי המחזור השלילי.

סדרה של מחזורי חצי חיוביים היא מתח המוצא המתפתח על פני עמידות העומס. הפלט הוא גל DC פועם וכדי להשתמש במסנני גל הפלט החלקים, שאמורים להיות על פני העומס. אם גל הקלט הוא של מחזור מחזור, אז הוא ידוע כמיישר חצי גל.

מעגלי מיישר תלת פאזיים של חצי גל

מיישר בלתי מבוקר תלת פאזי של חצי גל דורש שלוש דיודות, המחוברות כל אחת לפאזה. המעגל מיישר תלת פאזי סובל מכמות גבוהה של עיוותים הרמוניים הן בחיבורי DC והן ב- AC. ישנם שלושה פולסים נפרדים לכל מחזור במתח היציאה הצדדי של DC.

HWR תלת פאזי משמש בעיקר להמרת הספק תלת פאזי להספק תלת פאזי. בכך, במקום דיודות, משתמשים במתגים המכונים מתגים לא מבוקרים. כאן, מתגים לא מבוקרים תואמים כי אין גישה לוויסות זמני הפעלה וכיבוי של המתגים. מכשיר זה בנוי באמצעות ספק כוח תלת פאזי המחובר לשנאי תלת פאזי, כאשר תמיד בסיבוב המשני של השנאי יש חיבור כוכבים.

כאן, רק חיבור הכוכבים מתבצע בעקבות הסיבה שיש צורך בנקודה נייטרלית כדי לחבר את העומס שוב להתפתל המשני של השנאי, ובכך מציע כיוון החזרה לזרימת הכוח.

הבנייה הכללית של HWR תלת פאזי המספקת עומס התנגדות גרידא מוצגת בתמונה למטה. בתכנון הבנייה, כל שלב של השנאי מכונה כמקור AC יחיד.

היעילות שהושגה באמצעות שנאי תלת פאזי היא כמעט 96.8%. למרות שהיעילות של שלושה שלבי HWR היא יותר מ- HWR שלב אחד, זה פחות מהביצועים של שלושה שלבים מיישר גל מלא.

שלושה שלבים HWR

מאפייני מיישר חצי גל

המאפיינים של מיישר חצי גל לפרמטרים הבאים

PIV (שיא הפוך)

במצב המוטה לאחור, הדיודה צריכה לעמוד בגלל המתח המרבי שלה. במהלך חצי המחזור השלילי, לא זורם זרם דרך העומס. אז מתח שלם מופיע על פני הדיודה מכיוון שיש ירידה ללא מתח באמצעות התנגדות עומס.

PIV של מיישר חצי גל = V_SMAX

זה PIV של מיישר חצי גל .

זרמים ממוצעים ושיאים בדיודה

בהנחה, המתח על פני המשני של השנאי יהיה סינוסי וערכו השיא הוא V_SMAX. המתח המיידי הניתן למיישר חצי הגל הוא

Vs = V._SMAXללא wt

“סוגי יציאות ומחברים ”

הזרם הזורם דרך התנגדות העומס הוא

אני_מקס= V._SMAX/ (ר_F+ R_ל)

תַקָנָה

ויסות הוא ההבדל בין מתח ללא עומס למתח עומס מלא ביחס למתח העומס המלא, וווסת המתח האחוזי ניתן כ

% ויסות = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

יְעִילוּת

היחס בין קלט AC לקלט DC נקרא יעילות (?).

? = Pdc / Pac

כוח DC שמועבר לעומס הוא

Pdc = אני^שתיים_{זֶרֶם יָשָׁר}ר_ל= (אני_מקס/ ᴨ)^שתייםר_ל

הכוח AC קלט לשנאי,

Pac = פיזור כוח בעמידות עומס + פיזור כוח בדיודת הצומת

= אני^שתיים_rmsר_F+ אני^שתיים_rmsר_ל= {אני^שתיים_מקס/ 4} [R_F+ R_ל]

? = Pdc / Pac = 0.406 / {1 + R_F/ ר_ל}

היעילות של מיישר חצי גל היא 40.6% כאשר R_Fמוזנח.

גורם אדווה (γ)

תוכן אדווה מוגדר ככמות תכולת ה- AC הקיימת בפלט DC. אם גורם האדווה נמוך יותר, ביצועי המיישר יהיו יותר. ערך גורם האדווה הוא 1.21 עבור מיישר חצי גל.

כוח ה- DC שנוצר על ידי ה- HWR אינו אות DC מדויק, אלא אות DC פועם, ובצורת DC הפועמת קיימים אדוות. ניתן להפחית אדוות אלו באמצעות מכשירי סינון כמו משרנים וקבלים.

כדי לחשב את מספר האדוות באות DC, משתמשים בגורם ונקרא גורם אדווה המיוצג כ- γ . כאשר גורם האדווה גבוה, הוא מראה גל DC פועם מורחב ואילו גורם אדווה מינימלי מראה גל DC מינימלי פועם,

כאשר הערך של γ הוא מינימלי מאוד מייצג כי זרם DC המוצא כמעט זהה לאות DC טהור. לכן, ניתן לקבוע שככל שגורם האדווה נמוך יותר, כך אות ה- DC חלק יותר.

בצורה מתמטית, גורם אדווה זה מסומן כחלק מערך ה- RMS של קטע ה- AC לחלק ה- DC של מתח המוצא.

גורם אדווה = ערך RMS של קטע AC / ערך RMS של קטע DC

אני^שתיים= אני^שתיים_{זֶרֶם יָשָׁר}+ אני^שתיים₁+ אני^שתיים_שתיים+ אני^שתיים₄= אני^שתיים_{זֶרֶם יָשָׁר}+ אני^שתיים_ו

γ = אני_ו/ אני_{זֶרֶם יָשָׁר}= (אני^שתיים- אני^שתיים_{זֶרֶם יָשָׁר}) / אני_{זֶרֶם יָשָׁר}= {(אני_rms/ אני^שתיים_{זֶרֶם יָשָׁר}) / Idc = {(I_rms/אני^שתיים_{זֶרֶם יָשָׁר}) -1} = k_f^שתיים-1)

איפה kf - גורם צורה

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1.57

“מתח יציאת גל מלא ”

כך, ג = (1.572 - 1) = 1.21

גורם שימוש בשנאי (TUF)

זה מוגדר כיחס הכוח AC המועבר לדירוג ה- AC המשני של העומס והשנאי. TUF של מיישר חצי גל הוא בערך 0.287.

HWR עם מסנן קבלים

בהתאם לתיאוריה הכללית אשר נדונה לעיל לפלט של מיישר חצי גל הוא אות DC פועם. זה מתקבל פלט כאשר מופעל HWR ללא יישום מסנן. מסננים הם המכשיר המשמש להמרת אות DC פועם לאותות DC קבועים שמשמעותו (המרה של האות הפועם לאות חלק). ניתן להשיג זאת על ידי דיכוי אדוות זרם ישר המתרחשות באות.

למרות שניתן להשתמש באופן תיאורטי במכשירים אלה ללא פילטרים, אך הם אמורים להיות מיושמים לכל יישום מעשי. מכיוון שמנגנון ה- DC יזדקק לאות יציב, יש להמיר את האות הפועם לחלק כדי להשתמש בו ליישומים אמיתיים. זו הסיבה ש- HWR משמש עם פילטר בתרחישים מעשיים. במקום פילטר ניתן להשתמש במשרן או בקבל, אך HWR עם קבלים הוא המכשיר הנפוץ ביותר.

התמונה למטה מסבירה את תרשים המעגל של בניית מיישר חצי גל עם מסנן קבלים ואיך זה מחליק את האות DC הפועם.

יתרונות וחסרונות

בהשוואה למיישר גל מלא, מיישר חצי גל אינו כל כך מועסק ביישומים. למרות שיש מעט יתרונות למכשיר זה. ה היתרונות של מיישר חצי גל הם :

זול - כי משתמשים במספר מינימלי של רכיבים
פשוט - בשל הסיבה שתכנון המעגל פשוט לחלוטין
קל לשימוש - מכיוון שהבנייה קלה, גם השימוש במכשיר יהיה כל כך יעיל
מספר רכיבים נמוך

ה חסרונות של מיישר חצי גל הם:

בקטע העומס, כוח המוצא נכלל גם ברכיבי DC וגם ב- AC כאשר רמת התדר הבסיסית דומה לרמת התדר של מתח הכניסה. כמו כן, יהיה גורם אדווה מוגבר שמשמעותו שהרעש יהיה גבוה, ויש צורך בסינון מורחב בכדי לספק תפוקת DC קבועה.
מכיוון שיש אספקת חשמל רק בזמן חצי מחזור אחד של מתח ה- AC הקלט, ביצועי התיקון שלהם הם מינימליים, וגם כוח המוצא יהיה פחות.
למיישר חצי גל יש גורם ניצול מינימלי של שנאי
בליבת השנאי, קורה רוויית DC שבה התוצאה היא מגנטיזציה של זרם, הפסדי היסטריה, וגם התפתחות הרמוניות.
כמות ההספק DC שהועברה ממיישר חצי גל אינה מספיקה כדי לייצר אפילו כמות כללית של אספקת חשמל. ואילו זה יכול לשמש למספר יישומים כגון טעינת סוללה.

יישומים

הראשי יישום של מיישר חצי גל זה להשיג כוח AC מכוח DC. מיישרים משמשים בעיקר מעגלים פנימיים של ספקי הכוח כמעט בכל מכשיר אלקטרוני. בספקי חשמל, המיישר ממוקם בדרך כלל בצורה סדרתית ובכך מורכב משנאי, פילטר החלקה וווסת מתח. מעטים מהיישומים האחרים של HWR הם:

הטמעת מיישר באספקת החשמל מאפשרת להמיר AC ל DC. מיישרי גשר משמשים באופן נרחב ליישומי ענק, שם הם מחזיקים ביכולת להמיר מתח AC ברמה גבוהה למתח DC מינימלי.
היישום של HWR מסייע להשגת הרמה הנדרשת של מתח DC באמצעות שנאים מדורגים או מדורגים.
מכשיר זה משמש גם לריתוך ברזל סוגי מעגלים ומשמש גם בחומר דוחה יתושים כדי לדחוף את ההובלה לאדים.
משמש במכשיר רדיו AM למטרות זיהוי
משמש כמעגלי ירי ויצירת דופק
מיושם במכשירי מגבר מתח ואפנון.

זה הכל על מעגל מיישר חצי גל ועבודה עם מאפייניו. אנו מאמינים שהמידע המופיע במאמר זה מועיל לך להבנה טובה יותר של פרויקט זה. יתר על כן, לכל שאלה בנוגע למאמר זה או כל עזרה ביישום פרויקטים של חשמל ואלקטרוניקה , אתה מוזמן לפנות אלינו על ידי תגובה בסעיף ההערות למטה. הנה שאלה עבורך, מה הפונקציה העיקרית של מיישר חצי גל?