मेरा विधार्थी जीवन और मेरी इंजीनियरिंग नाँलेज: हाफ वेव रेक्टिफायर

हाफ वेव रेक्टिफायर

यह सबसे सरल परिपथ है जो प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित कर सकता है। इस आयत को निम्न आकृति में दर्शाया जा सकता है:

वे ग्राफ जो हमें सबसे अधिक रूचि देते हैं:

प्राथमिक वोल्टेज के सकारात्मक आधे चक्र के दौरान, माध्यमिक घुमावदार में इसके सिरों के बीच वोल्टेज का एक सकारात्मक आधा-लहर होता है। यह पहलू मानता है कि डायोड आगे के पूर्वाग्रह में है। हालांकि, प्राथमिक में वोल्टेज के नकारात्मक आधे चक्र के दौरान, माध्यमिक घुमावदार एक नकारात्मक साइन लहर प्रस्तुत करता है। इसलिए, डायोड ध्रुवीकृत लहर inversa है। L सबसे अधिक V L है , जो R L को खिलाती है । लेकिन यह एक तनाव है जिसका कोई नकारात्मक भाग नहीं है, यह एक "पल्सिंग कंटीन्यूअस टेंशन" है, और हमें एक "कॉन्सटेंट कंटीन्यूअस टेंशन" की आवश्यकता है। हम उन अंतरों का विश्लेषण करेंगे जो हमारे पास हैं जो हम हासिल करना चाहते हैं।

अब हमारे पास एक आवधिक लहर है, और हर आवधिक लहर को "फूरियर श्रृंखला" में विघटित किया जा सकता है।

आदर्श रूप से, हमारे पास केवल निरंतर घटक है, अर्थात, हमारे पास केवल तरंग का पहला घटक है।

यदि हम गणितीय रूप से इसकी गणना करेंगे, तो उस तरंग का माध्य मान R L पर एक वाल्टमीटर रखकर गणना की जाएगी:

और यह औसत मूल्य होगा जो वोल्टमीटर दिखाएगा। जैसा कि हमने देखा है कि हमें फूरियर घटकों के वैकल्पिक घटकों को खत्म करना होगा। इन मामलों में हम 1 सन्निकटन या द्वितीय सन्निकटन का उपयोग करेंगे।

अंत में हम कहेंगे कि यह सर्किट एक रेक्टिफायर है क्योंकि यह हमारे द्वारा पहले की गई तरंग को "सुधार" या काट देता है, इसे इस मामले में काट देता है, जो हमें केवल इनपुट तरंग के सकारात्मक भाग के साथ छोड़ देता है।

सिमुलेशन

यह एक डायोड के साथ एक आधा लहर सुधारक का एक सिम्युलेटर है।

डेटा अनुभाग में हम इनपुट वोल्टेज मान, बदल अनुपात, आवृत्ति और लोड प्रतिरोध दर्ज कर सकते हैं। "दृष्टिकोण और प्रकार" अनुभागों में हम अनुकार के लिए इच्छित प्रकार के डायोड चुनते हैं।

हर बार जब हम नया डेटा दर्ज करते हैं, तो हमें नए परिणामों को देखने के लिए "गणना" कुंजी को दबाना होगा।

आप एक्स अक्ष और वाई अक्ष के पैमाने को भी भिन्न कर सकते हैं, जैसे आप एक आस्टसीलस्कप पर करेंगे।

सर्किट के प्रत्येक बिंदु में संकेत के प्रकार को देखने के लिए, हम "ग्राफिक्स देखें" क्षेत्र में चुनते हैं।

2 डायोड के साथ पूर्ण लहर शुद्ध

निम्नलिखित आंकड़ा 2 डायोड के साथ एक पूर्ण लहर शुद्ध दिखाता है:

द्वितीयक वाइंडिंग के केंद्र में कनेक्शन के कारण, सर्किट दो आधा-लहर रेक्टिफायर के बराबर है।

ऊपरी रेक्टिफायर सेकेंडरी पर वोल्टेज के पॉजिटिव हाफ साइकल के साथ काम करता है, जबकि लोअर रेक्टिफायर सेकेंड्री पर वोल्टेज के नेगेटिव हाफ साइकल के साथ काम करता है, यानी डी 1 पॉजिटिव हाफ साइकल के दौरान कंडक्ट करता है और डी 2 नेगेटिव के दौरान कंडक्ट करता है। आधा चक्र। इस प्रकार रेक्टिफायर लोड में करंट दो अर्धविराम के लिए प्रवाहित होता है। इस सर्किट में लोड वोल्टेज V L जैसा कि पिछले मामले में है, इसे रोकनेवाला R L पर मापा जाता है ।

हम पहले की तरह फूरियर लागू करते हैं।

अब आवृत्ति पहले की तुलना में दोगुनी है और पिछले मामले की चोटी आधी है। इस प्रकार आउटपुट तरंग की आवृत्ति इनपुट आवृत्ति से 2 गुना है।

और औसत मूल्य बाहर आता है:

सिमुलेशन

यह दो डायोड के साथ एक पूर्ण लहर सुधारक का एक सिम्युलेटर है। डेटा अनुभाग में हम इनपुट वोल्टेज मान, बदल अनुपात, आवृत्ति और लोड प्रतिरोध दर्ज कर सकते हैं।

"दृष्टिकोण और प्रकार" अनुभागों में हम अनुकार के लिए इच्छित प्रकार के डायोड चुनते हैं।

प्रत्येक बिंदु में होने वाले सिग्नल के प्रकार को देखने के लिए, हम "ग्राफिक्स देखें" क्षेत्र में चुनते हैं।

फुल-वेव ब्रिज रेक्टिफायर

निम्नलिखित आकृति में हम एक पूर्ण वेव ब्रिज रेक्टिफायर देख सकते हैं:

2 के बजाय 4 डायोड का उपयोग करके, यह डिज़ाइन ट्रांसफार्मर माध्यमिक के मध्यवर्ती कनेक्शन की आवश्यकता को समाप्त करता है। इस तरह के कनेक्शन का उपयोग नहीं करने का लाभ यह है कि सुधारित लोड पर वोल्टेज 2 डायोड के साथ पूर्ण लहर रेक्टिफायर से दोगुना है।

रेखांकन का यह रूप है:

मुख्य वोल्टेज के सकारात्मक आधे चक्र के दौरान, डी 1 और डी 3 आचरण डायोड करते हैं, इसका परिणाम लोड प्रतिरोध में एक सकारात्मक आधा चक्र होता है डायोड डी 2 और डी 4 नकारात्मक आधे चक्र के दौरान आचरण करता है, जो एक और सकारात्मक आधा चक्र का उत्पादन करता है। लोड रोकनेवाला। परिणाम लोड रोकनेवाला में एक पूर्ण लहर संकेत है। हमने पिछले मामले में उसी आउटपुट तरंग V L को प्राप्त किया है।

सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि डायोड का समर्थन करने वाले रिवर्स वोल्टेज का आधा हिस्सा है कि डायोड को पूर्ण डायोड रेक्टिफायर में 2 डायोड के साथ समर्थन करना पड़ता है, इस प्रकार सर्किट की लागत कम हो जाती है।

सिमुलेशन

यह एक डायोड ब्रिज के साथ एक पूर्ण लहर रेक्टिफायर का एक सिम्युलेटर है। डेटा अनुभाग में हम इनपुट वोल्टेज मान, बदल अनुपात, आवृत्ति और लोड प्रतिरोध दर्ज कर सकते हैं।

हर बार जब हम नया डेटा दर्ज करते हैं, तो हम नए परिणामों को देखने के लिए "गणना" कुंजी दबाने से डरते हैं।

आप एक्स-एक्सिस और वाई-एक्सिस को भी स्केल कर सकते हैं, ठीक वैसे ही जैसे आप एक आस्टसीलस्कप पर करते हैं।

संधारित्र फिल्टर के साथ आधा-लहर शुद्ध

लेकिन इससे पहले कि हम गणना करना शुरू करें, आइए एक अवधारणा देखें।

पहले हम सी के बिना उस सर्किट को देखने जा रहे हैं। इस मामले में तीव्रता का तरंग प्रतिरोध में वोल्टेज के बराबर है।

C का उद्देश्य इसके माध्यम से करंट का हिस्सा डायवर्ट करना है, ताकि केवल निरंतर फूरियर घटक R L से होकर गुजरे और शेष संधारित्र के माध्यम से जमीन की ओर घूम जाए।

ऐसा होने के लिए हमें संधारित्र के बराबर प्रतिबाधा को देखना होगा, और यह देखना होगा कि आवृत्ति के विभिन्न मूल्य इस प्रतिबाधा को कैसे प्रभावित करते हैं।

जैसा कि देखा जा सकता है, सबसे अधिक समस्याग्रस्त आवृत्ति मूल्य 50 हर्ट्ज है, क्योंकि यह वह है जो क्षमता पर सबसे अधिक निर्भर करता है, और इसलिए उच्चतम प्रतिबाधा मूल्य के साथ। यदि यह हासिल किया जाता है कि 50 हर्ट्ज आवृत्ति पर हमारे पास एक स्वीकार्य प्रतिबाधा मूल्य है, तो बाकी आवृत्तियों के लिए यह अच्छी तरह से काम करेगा।

माध्यमिक तरंग की तुलना में C के बिना और C के बिना हमारे पास जो तरंगें होंगी, वे ये होंगी:

C को जोड़ने से सर्किट के व्यवहार में संशोधन होते हैं। आइए देखें कि क्या कदम उठाए गए हैं:

प्रारंभ में C एक शॉर्ट सर्किट है, और सर्किट को नेटवर्क में प्लग करते समय C यह 0 से V P2 तक चार्ज होता है । ट्रांसफार्मर की लय को चार्ज किया जाएगा क्योंकि डायोड आदर्श है, इस प्रकार यह एक शॉर्ट सर्किट बनाता है।
जब सी को पूरी तरह से वी 2 से चार्ज किया जाता है, तो अधिकतम मूल्य से, डी रिवर्स में चला जाता है और कंडक्टर का संचालन करना बंद कर देता है (डी कंडक्टर से वी P2 ), जो आउटपुट वोल्टेज के मूल्य को कम करना शुरू कर देता है।

अब इसे सी आर एल के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है ।

C को तब तक छुट्टी दी जाती है जब तक कि यह V L के मान के बराबर नहीं हो जाता है, तब D को V 2 तक पुनः लोड किया जाता है और जब तक यह प्रक्रिया दोहराई जाती है।

जबकि C, D कंडक्ट (D ON) चार्ज कर रहा है और जबकि C डिस्चार्ज नहीं करता है D (D OFF) का संचालन नहीं करता है। अब D पहले की तुलना में कम समय में चालू है और धाराएं बहुत बड़ी हैं क्योंकि C कुछ ही समय में चार्ज हो जाता है। कम समय के लिए इसे बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए तीव्रता बहुत अधिक होती है, और बाकी समय डी ड्राइव नहीं करता है।

डी पर वोल्टेज बंद होने पर दिया जाता है। इस वोल्टेज का अधिकतम मूल्य है:

इस अधिकतम रिवर्स वोल्टेज मान को "डायोड पीक रिवर्स वोल्टेज" कहा जाता है।

I PD ("डायोड पीक इंटेंसिटी") की गणना करना बहुत मुश्किल है, इसे पुनरावृत्तियों द्वारा हल किया जाना चाहिए और यह बहुत लंबा है इसलिए हम इसे सन्निकटन के साथ करेंगे।

अनुमान

प्रथम सन्निकटन (आदर्श डायोड)

जैसा कि ड्राइंग में देखा जा सकता है, यह लाइनों तक पहुंचता है, हम इसे रैखिक में बदलते हैं।

लहर के मान की गणना करने के लिए, हम देखते हैं संधारित्र कि टी करने के लिए एक घातीय निर्भर है के निर्वहन 1 (है कि टी का मूल्य 1 हम पहले पुनरावृत्तियों द्वारा गणना की है), और अंत में, निरंतर तीव्रता लेने अभिन्न करने के बाद, हम घुंघराले मूल्य पर आते हैं:

याद कीजिए:

दूसरा दृष्टिकोण

तीसरा दृष्टिकोण

आम तौर पर हम 1 सन्निकटन (आदर्श) या दूसरा सन्निकटन का उपयोग करेंगे।

हमें क्या सूट करता है? बड़ी सी (क्षमता) या छोटी सी?

यदि C (क्षमता) बड़ा है तो संधारित्र अधिक धीरे-धीरे डिस्चार्ज होता है और हमारे पास संधारित्र को चार्ज करने के लिए कम समय होता है, इसलिए संधारित्र का शिखर वर्तमान बहुत बड़ा है।

निष्कर्ष: सबसे अच्छा एक बड़ा सी है लेकिन आपको डी के साथ सावधान रहना होगा क्योंकि इसे उच्च शिखर मूल्यों को भुगतना होगा।

संक्षेप:

तीव्रता

डायोड ग्राफ से पता चलता है कि ऊपर और नीचे का क्षेत्र बराबर हैं, इसलिए। तीव्रता का औसत मूल्य शून्य है, फिर: I CCD = I CCL

इसके साथ, डायोड को जिस तीव्रता के शिखर का सामना करना पड़ता है वह बहुत बड़ा होता है, डायोड बहुत अधिक ग्रस्त होता है

संधारित्र फिल्टर के साथ 2 डायोड के साथ पूर्ण-लहर शुद्ध

D 1 धनात्मक आधा चक्र में संचालित होता है और केवल जब C लोड होता है। D 2 ऋणात्मक आधा चक्र में संचालित होता है और केवल C लोड होता है। इस सूत्र (V CCL ) की कटौती पहले की तरह है, एक त्रिकोणीय और लगभग समान है। सूत्र सामने आता है।

पहले की तरह ही हमें क्या सूट करता है, इसके निष्कर्ष:

तीव्रता

पिछले मामले में, संधारित्र के माध्यम से औसत वर्तमान शून्य है: I CCA = I CCL

इस मामले में, डायोड को जिस तीव्रता से सामना करना पड़ता है, वह पिछले मामले की तुलना में आधा है।

संधारित्र फिल्टर के साथ पूर्ण-लहर पुल सुधारक

C हमेशा R L के समांतर रखा जाता है । सर्किट और रेखांकन इस प्रकार हैं:

पिछले एक के समान है, यह आई टी के मूल्य को बदलता है । वे डी 1 और डी 3 को सकारात्मक रूप से संचालित करते हैं और वे नकारात्मक आधे चक्र में डी 2 और डी 4 का संचालन करते हैं। ट्रांसफार्मर में, एक ही विंडिंग करंट से ग्रस्त है, इसलिए इसे सभी करंट को झेलना पड़ता है, लेकिन कभी-कभी ऊपर और कभी-कभी नीचे की ओर। इन सकारात्मक और नकारात्मक चोटियों का सामना करने के लिए माध्यमिक तार की घुमावदार डिजाइन करना आवश्यक है। कंडेनसर के लिए, जो अभी भी देखा गया था: