מיישרים עם מכפיל מתח

מיישר הוא מכשיר להמרת זרם חילופין לזרם ישר, וכן לייצוב וויסות מתח מתוקן.

בתרשים של איור. 1, ולשנאי אין פיתול חיזוק מתח כפול עם נקודת אמצע, אלא באותו זמן תיקון גל מלא המיישר מכפיל את המתח.

במהלך חצי המחזור הראשון, דרך הדיודה D1, שהמתח עליה הוא ישיר, הקבל C1 נטען בקירוב למתח המשרעת של הפיתול המשני. במהלך חצי המחזור השני, המתח קדימה יהיה על פני דיודה D2 והקבל C2 נטען עליה באותו אופן.

הקבלים C1 ו-C2 מחוברים בסדרה והמתח הכולל עליהם שווה בערך לכפול ממתח המשרעת של השנאי. אותו מתח הפוך מרבי יהיה על פני כל דיודה. במקביל לטעינת הקבלים C1 ו-C2 הם נפרקים דרך העומס R, וכתוצאה מכך המתח בקבלים יורד.

ככל שהתנגדות העומס R נמוכה יותר, כלומר, זרם העומס גדול יותר וקיבולת הקבלים C1 ו-C2 נמוכה יותר, כך הם נפרקים מהר יותר והמתח עליהם נמוך יותר. לכן, אי אפשר כמעט להכפיל את המתח. עם קיבולת קבל של לפחות 10 μF וזרם עומס של לא יותר מ-100 mA, ניתן לקבל מתח גבוה פי 1.7 או אפילו פי 1.9 מזה שנותן השנאי.

אורז. 1. מעגלי מיישר עם הכפלת (א) והכפלת מתח (ב).

היתרון של המעגל הוא שהקבלים מחליקים אדוות בזרם המיושר.

ניתן ליישם מעגלי מיישר עם מכפיל מתח בכל מספר פעמים. באיור. 1b מציג מעגל שמשלש את המתח ויש לו ארבע דיודות וארבעה קבלים. בחצי מחזורים מוזרים, הקבל C1 נטען דרך הדיודה D1 כמעט עד לערך השיא של המתח של השנאי Et. הקבל הטעון C1 הוא בעצמו מקור.

לכן, גם בחצאי מחזורים שעבורם תתהפך הקוטביות של מתח השנאי, הקבל C2 נטען דרך הדיודה D2 עד פי שניים בערך מהמתח 2Em. מתח זה הוא הערך המרבי של המתח הכולל של השנאי והקבל C1 המחוברים בסדרה.

באופן דומה, הקבל C3 נטען בחצי מחזורים מוזרים דרך הדיודה D3 גם למתח של 2Em, שהוא המתח הכולל של C1 המחובר בסדרה, השנאי ו-C2 (יש לזכור שהמתחים של C1 ו-C2 פועלים זה על זה).

בהנחה דומה בהמשך, אנו מוצאים שהקבל C4 יטען אפילו חצאי מחזורים דרך דיודה D4.שוב למתח 2Em שהוא סכום המתחים של C1, C3, השנאי ו-C2. כמובן, הקבלים נטענים למתחים שצוינו בהדרגה במשך מספר חצאי מחזורים לאחר הפעלת המיישר. כתוצאה מכך, מהקבלים C1 ו-C4 אתה יכול לקבל מתח מרובע 4Et.

במקביל עם הקבלים C1 ו-C3 אתה יכול לקבל מתח משולש ZET. אם נוסיף למעגל עוד קבלים ודיודות המחוברות לפי אותו עיקרון, אז ממספר קבלים C1, C3, C5 וכו' יתקבלו מתחים שעולים במספר אי זוגי של פעמים (3, 5, 7) , וכו' נ.), וממספר קבלים C2, C4, C6 וכו'. ניתן יהיה לקבל מתחים מוגדלים במספר זוגי של פעמים (2, 4, 6 וכו').

כאשר העומס מופעל, הקבלים יתפרקו והמתח עליהם יקטן, ככל שהתנגדות העומס נמוכה יותר, הקבלים יתפרקו מהר יותר והמתח עליהם יקטן. לכן, עם התנגדויות עומס לא גדולות מספיק, השימוש בתוכניות כאלה הופך לא רציונלי.

בפועל, תוכניות כאלה מספקות כפל מתח יעיל רק בזרמי עומס נמוך. כמובן, אתה יכול לקבל זרמים גבוהים יותר אם אתה מגדיל את הקיבול של הקבלים. היתרון של התוכנית לעיל הוא היכולת להשיג מתח גבוה ללא שנאי מתח גבוה. בנוסף, על הקבלים להיות במתח הפעלה של 2Em בלבד, לא משנה כמה פעמים המתח מוכפל, וכל דיודה פועלת במתח הפוך מרבי של 2Em בלבד.

חלקי מיישר

דיודות נבחרים על פי הפרמטרים העיקריים שלהם: זרם מתוקן מרבי I0max והגבלת מתח הפוך Urev. בנוכחות קבל בכניסת המסנן, הערך האפקטיבי של המתח של הפיתול המשני של השנאי U2 בכל מעגלי המיישרים, למעט מעגל הגשר, לא יעלה על - 35% מהערך של Urev. במעגל גל מלא נקודת אפס, המתח U2 מתייחס למחצית מהליפול. במעגל הגשר, y לא יעלה על 70% מערך Urev.

כדי לתקן מתחים גבוהים יותר, המספר המתאים של דיודות מחוברים בסדרה.

כאשר דיודות גרמניום וסיליקון מחוברות בסדרה, הן בהכרח מטופלות עם נגדים בעלי אותה התנגדות בסדר גודל של עשרות או מאות קילו אוהם (איור 2). אם זה לא נעשה, אז בגלל התפשטות משמעותית בהתנגדות ההפוכה של הדיודות, המתח ההפוך מתחלק ביניהן בצורה לא אחידה ומתאפשרת התמוטטות של הדיודה. ובנוכחות נגדי shunt, המתח ההפוך מחולק באופן שווה בין הדיודות.

חיבור מקביל של דיודות על מנת לקבל זרמים גדולים אינו רצוי, מכיוון שבגלל התפשטות הפרמטרים והמאפיינים של דיודות בודדות, הן יועמסו בצורה לא אחידה בזרם. כדי להשוות את הזרמים במקרה זה, נגדי השוואה מחוברים בסדרה עם דיודות בודדות, שההתנגדויות שלהן נבחרות באופן אמפירי.

עבור שנאים מיישרים, בפיתול הראשוני יש בדרך כלל מספר חלקים המחליפים למתח רשת של 110, 127 ו-220 וולט.

אורז. 2. חיבור סדרתי של דיודות מוליכים למחצה

אורז. 3.דרכים להתאים מתח

הפיתול המשני מיועד למתח הנדרש. עם מעגל גל מלא, יש לו פלט נקודת אמצע. כדי להפחית הפרעות מהרשת בשנאי המיישרים המזינים את המקלטים, מוצב סליל מיגון בין הפיתולים הראשוניים והמשניים, שקצהו האחד מחובר לשליל משותף.

משנקים עבור המסנן, ככלל, יש בליבה פער דיאמגנטי כדי לבטל רוויה מגנטית, מה שמוביל להפחתת השראות. ההתנגדות של סליל המשרן לזרם ישר שווה בדרך כלל לכמה עשרות או מאות אוהם. חלק מהמתח המיושר נופל עליו ועל פיתול העלייה של השנאי.

מתג ונתיך מותקנים במעגל מתפתל הרשת כדי לכבות אוטומטית את המיישר במקרה חירום. אם, למשל, קבל המסנן נשבר, אז יתרחש קצר במעגל הזרם המיושר. הזרם הראשוני יהפוך גבוה משמעותית מהרגיל והפתיל יתפוצץ. בלעדיו, השנאי יכול להישרף. בנוסף, קצר חשמלי כזה מסוכן מאוד עבור הדיודה, אשר יכול להיהרס על ידי התחממות יתר עם יותר מדי זרם.

לפעמים הפיתול הראשוני של השנאי נעשה עם יציאות למתחים שונים, למשל 190, 200, 210, 220 ו-230 וולט, כך שבעזרת המתג ניתן היה לשמור על מתח קבוע בערך של המיישר באמצעות שימוש ב- מתג במהלך תנודות במתח החשמל (איור 3, א).דרך נוספת לוויסות היא לכלול שנאי אוטומטי מווסת בעל יציאות למתחים שונים ומתג.

להדליק שנאי אוטומטי מווסת מאפשר, כאשר מתח הרשת מופחת, לספק מתח רגיל לפיתול הראשוני של שנאי הכוח (איור 3, ב). ישנם גם שנאים אוטומטיים מתכווננים מיוחדים למתח רשת 127 ו- 220 V, המאפשרים התאמה חלקה של המתח מ. 0 עד 250 וולט.

בעבודה עם מיישר, במיוחד אם הוא נותן מתח גבוה, יש לנקוט באמצעי זהירות, כי פגיעה באדם במתח של כמה מאות וולט היא סכנת חיים.

תאנה. 4. הפעלת מחלק לשלושה מתחים שונים

כל חלקי המתח הגבוה של המיישר חייבים להיות מוגנים מפני מגע מקרי. לעולם אל תיגע באף חלק של המיישר בפעולה. כל החיבורים או השינויים במעגל המיישר מתבצעים כאשר המיישר כבוי וקבלי המסנן פרוקים. כדאי לכלול מנורת ניאון על המתח המיושר כמחוון (מצביע) של מתח גבוה. הזוהר שלו מעיד על נוכחות של מתח גבוה.

מנורת הניאון נדלקת על ידי נגד מגביל עם התנגדות של כמה עשרות קילו אוהם. נוכחות של עומס קבוע בצורה של מנורה כזו מגינה על קבלי המסנן מפני התמוטטות מתח יתר. זה האחרון יכול לקרות אם המיישר פועל במהירות סרק. ללא עומס, אין נפילת מתח בתוך המיישר ולכן המתח על פני קבלי המסנן יהיה מקסימלי.

קרא גם: תהודה מתח