가장 일반적인 AC-DC 정류 방식
정류기는 전기 에너지를 교류에서 직류로 변환하도록 설계된 전자 장치입니다. 정류기는 단면 전도(다이오드 및 사이리스터)가 있는 반도체 장치를 기반으로 합니다.
저부하 전력(최대 수백 와트)에서 교류를 직류로 변환하는 작업은 단상 정류기를 사용하여 수행됩니다. 이러한 정류기는 직류, 중소 전력 DC 모터의 여자 권선 등으로 다양한 전자 장치에 전원을 공급하도록 설계되었습니다.
정류기 회로의 작동을 더 쉽게 이해하기 위해 정류기가 저항 부하에서 작동한다는 계산부터 진행합니다.
단상반파(단주기) 정류회로
그림 1은 가장 간단한 정류 회로를 보여줍니다. 회로에는 변압기의 2차 권선과 부하 사이에 연결된 정류기가 포함되어 있습니다.
그림 1 - 단상 반파 정류기 : a) 회로 - 다이오드 개방, b) 회로 - 다이오드 폐쇄, c) 작동 타이밍 다이어그램
전압 u2는 정현파 방식으로 변경됩니다.양수 및 음수 반파(반주기)를 포함합니다. 부하 회로의 전류는 다이오드 VD의 양극에 양의 전위가 적용될 때 양의 반주기로만 흐릅니다 (그림 1, a). 전압 u2의 역 극성으로 다이오드가 닫히고 부하의 전류는 흐르지 않지만 역 전압 Urev가 다이오드에 적용됩니다 (그림 1, b).
체. 2차 권선 전압의 반파 하나만 부하에서 해제됩니다. 부하의 전류는 맥동 특성이 있지만 한 방향으로 만 흐르고 직류입니다 (그림 1, c). 이러한 형태의 전압(전류)을 DC 펄스라고 합니다.
정류된 전압 및 전류에는 DC(유용한) 구성 요소와 AC 구성 요소(리플)가 포함됩니다. 정류기 작동의 품질 측면은 유용한 구성 요소와 전압 및 전류 여기 사이의 관계로 평가됩니다. 이 회로의 리플 계수는 1.57입니다. 기간 Un = 0.45U2 동안 보정된 전압의 평균값. 다이오드 Urev.max의 역 전압 최대 값 = 3.14Un.
이 회로의 장점은 단순성, 단점 : 변압기 사용 불량, 다이오드의 큰 역 전압, 정류 전압의 높은 리플 비율입니다.
단상 브리지 정류기 회로
브리지 회로에 연결된 4개의 다이오드로 구성됩니다. 변압기의 2차 권선은 브리지의 한쪽 대각선에 연결되고 다른 한쪽에는 부하가 연결됩니다(그림 2). 다이오드 VD2, VD4의 음극 공통 지점은 정류기의 양극이고 다이오드 VD1, VD3 양극의 공통 지점은 음극입니다.
그림 2 - 단상 브리지 정류기: a) 포지티브 반파 정류 회로, b) 네거티브 반파 정류, c) 작동 타이밍 다이어그램
2차 권선의 전압 극성은 공급 네트워크의 주파수에 따라 변경됩니다. 이 회로의 다이오드는 직렬 쌍으로 작동합니다. 전압 u2의 양의 반주기에서 다이오드 VD2, VD3은 전류를 전도하고 역 전압은 다이오드 VD1, VD4에 적용되어 닫힙니다. 전압 u2의 음의 반주기 동안 전류는 다이오드 VD1, VD4를 통해 흐르고 다이오드 VD2, VD3은 닫히고 부하 전류는 항상 한 방향으로 흐릅니다.
주전원 전압 Un = 0.9U2의 두 반주기, 리플 계수 — 0.67이 부하에 분산되기 때문에 회로는 전파 (푸시 풀)입니다.
다이오드 스위칭 브리지 회로를 사용하면 단상 변압기를 사용하여 두 개의 반주기를 정류할 수 있습니다. 또한 다이오드에 인가되는 역전압은 2배 적다.
중간 및 고전력 소비자는 다음에서 직류를 공급받습니다. 삼상 정류기, 사용하면 다이오드의 전류 부하가 감소하고 리플 계수가 감소합니다.
삼상 브리지 정류기 회로
회로는 6 개의 다이오드로 구성되며 두 그룹으로 나뉩니다 (그림 2.61, a) : 음극 - 다이오드 VD1, VD3, VD5 및 양극 VD2, VD4, VD6. 부하는 음극의 연결 지점과 다이오드의 양극 사이에 연결됩니다. 스탠딩 브리지의 대각선까지. 회로는 3상 네트워크에 연결됩니다.
그림 3 - 3상 브리지 정류기: a) 회로, b) 작동 타이밍 다이어그램
언제든지 부하 전류는 두 개의 다이오드를 통해 흐릅니다.캐소드 그룹에서 애노드 전위가 가장 높은 다이오드는 주기의 3분의 1마다 작동합니다(그림 3, b). 애노드 그룹에서는 이 기간 동안 캐소드의 음전위가 가장 큰 다이오드가 작동합니다. 각 다이오드는 기간의 1/3 동안 작동합니다. 이 회로의 리플 계수는 0.057에 불과합니다.
제어 정류기 - 교류 전압(전류)의 수정과 함께 수정된 전압(전류)의 값을 조절하는 정류기.
제어 정류기는 DC 모터의 속도, 백열 램프의 밝기, 배터리 충전 등을 제어하는 데 사용됩니다.
제어 정류기 회로는 사이리스터에 구축되며 사이리스터의 개방 모멘트 제어를 기반으로 합니다.
그림 4a는 단상 제어 정류기의 다이어그램을 보여줍니다. 주전원 전압의 두 반파를 수정할 가능성을 위해 반대 위상의 두 전압이 형성되는 2 상 2 차 권선이있는 변압기가 사용됩니다. 사이리스터는 각 단계에서 켜집니다. 전압 U2의 양의 반주기는 사이리스터 VS1, 음의 VS2를 정류합니다.
CS 제어 회로는 펄스를 생성하여 사이리스터를 엽니다. 개방 펄스의 타이밍은 부하에서 얼마나 많은 반파가 해제되는지를 결정합니다. 사이리스터는 양극에 양의 전압이 있고 제어 전극에 개방 펄스가 있을 때 열립니다.
펄스가 시간 t0에 도달하면 (그림 4, b) 사이리스터는 전체 반주기 동안 열려 있고 부하의 최대 전압은 시간 t1, t2, t3이면 네트워크 전압의 일부만 부하로 해제됩니다.
그림 4 - 단상 정류기: a) 회로, b) 작동 타이밍 다이어그램
사이리스터의 자연 점화 순간부터 측정된 지연 각도는 각도로 표시되며 제어 또는 조정 각도라고 하며 문자 α로 표시됩니다. 각도 α(사이리스터의 애노드 전압에 대한 제어 펄스의 위상 편이)를 변경하여 사이리스터의 개방 상태 시간을 변경하고 그에 따라 부하의 수정된 전압을 변경합니다.