Circuit redresseur pleine onde avec et sans filtre

Le processus de conversion du courant alternatif en courant continu est la rectification. Toute unité d'alimentation hors ligne dispose d'un bloc de redressement qui convertit soit la source de prise murale CA en une source CC haute tension, soit la source de prise murale CA abaissée en CC basse tension. Le processus ultérieur sera le filtrage, la conversion DC-DC, etc. Ainsi, dans cet article, nous allons discuter des opérations du redresseur pleine onde. Le redresseur pleine onde a un rendement supérieur par rapport à celui du redresseur demi-onde.

La rectification pleine onde peut être effectuée par les méthodes suivantes.

1. Redresseur pleine onde à prise centrale
2. Redresseur en pont (à l'aide de quatre diodes)

Si deux branches d'un circuit sont connectées par une troisième branche pour former une boucle, alors le réseau est appelé un circuit en pont. Parmi ces deux, le type préférable est un circuit redresseur en pont utilisant quatre diodes car le type à deux diodes nécessite un transformateur à prise centrale et pas fiable par rapport au type de pont. Le pont de diodes est également disponible dans un seul emballage. Certains des exemples sont DB102, GBJ1504, KBU1001 et etc.

Le redresseur en pont l'emporte sur la fiabilité du redresseur en demi-pont en termes de réduction du facteur d'ondulation pour le même circuit de filtre en sortie. La nature de la tension alternative est sinusoïdale à une fréquence de 50 / 60Hz. La forme d'onde sera comme ci-dessous.

Fonctionnement du redresseur pleine onde:

Considérons maintenant une tension alternative d'amplitude inférieure de 15Vrms (21Vpk-pk) et redressons-la en tension continue à l'aide d'un pont de diodes. La forme d'onde de l'alimentation CA peut être divisée en demi-cycle positif et demi-cycle négatif. Toute la tension, le courant que nous mesurons par DMM (Digital Multimeter) est de nature efficace. Par conséquent, la même chose est considérée dans la simulation Greenpoint ci-dessous.

Pendant le demi-cycle positif, les diodes D2 et D3 seront conductrices et pendant le demi-cycle négatif les diodes D4 et D1 seront conductrices. Par conséquent, pendant les deux demi-cycles, la diode sera conductrice. La forme d'onde de sortie après rectification sera comme ci-dessous.

Afin de réduire l'ondulation de la forme d'onde ou de rendre la forme d'onde continue, nous devons ajouter un filtre à condensateur dans la sortie. Le fonctionnement du condensateur en parallèle à la charge consiste à maintenir une tension constante en sortie. Ainsi, l'ondulation de la sortie peut être réduite.

Avec un condensateur 1uF comme filtre:

La sortie avec filtre de 1 uF amortit la vague seulement dans une certaine mesure car la capacité de stockage d'énergie de 1 uF est inférieure. La forme d'onde ci-dessous montre le résultat du filtre.

Comme l'ondulation est toujours présente en sortie, nous allons vérifier la sortie avec différentes valeurs de capacité. La forme d'onde ci-dessous montre la réduction de l'ondulation basée sur la valeur de la capacité, c'est-à-dire la capacité de stockage de charge.

Formes d'onde de sortie: vert - 1 uF; bleu - 4,7 uF; Vert moutarde - 10 uF; Vert foncé - 47uF

Opérations avec condensateur:

Pendant les demi-cycles positifs et négatifs, la paire de diodes sera polarisée en direct et le condensateur se charge ainsi que la charge est alimentée. L'intervalle de la tension instantanée auquel l'énergie stockée dans le condensateur est supérieure à la tension instantanée du condensateur fournit l'énergie stockée dans celui-ci.

Le facteur d'ondulation peut être calculé théoriquement par,

Calculons-le pour n'importe quelle valeur de condensateur et comparons-le aux formes d'onde obtenues ci-dessus.

_Charge R = 1kOhm; f = 100 Hz; C _out = 1 uF; Je _dc = 15mA

Par conséquent, facteur d'ondulation = 5 volts

La différence de facteur d'ondulation sera compensée à des valeurs de condensateur plus élevées. L' efficacité du redresseur pleine onde est supérieure à 80%, soit le double de celle d'un redresseur demi-onde.

Redresseur pratique pleine onde:

Les composants utilisés dans un pont redresseur sont,

1. Transformateur abaisseur 220V / 15V AC.
2. 1N4007 - Diodes
3. Résistances
4. Condensateurs
5. MIC RB156

Ici, pour une tension efficace de 15V, la tension de crête atteindra 21V. Par conséquent, les composants à utiliser doivent être évalués à 25 V et plus.

Fonctionnement du circuit:

Transformateur abaisseur:

Le transformateur abaisseur se compose d'un enroulement primaire et d'un enroulement secondaire enroulés sur un noyau en fer laminé. Le nombre de tours du primaire sera supérieur au secondaire. Chaque enroulement agit comme des inducteurs séparés. Lorsque l'enroulement primaire est alimenté par une source alternative, l'enroulement est excité et un flux est généré. L'enroulement secondaire subit le flux alternatif produit par l'enroulement primaire qui induit la force électromotrice dans l'enroulement secondaire. Cette force électromotrice induite traverse ensuite le circuit externe connecté. Le rapport de spires et l'inductance de l'enroulement déterminent la quantité de flux généré par le primaire et l'EMf induit en secondaire. Dans le transformateur utilisé ci-dessous

L'alimentation 230V AC de la prise murale est réduite à 15V ACrms à l'aide d'un transformateur abaisseur. L'alimentation est ensuite appliquée à travers le circuit redresseur comme ci-dessous.

Circuit redresseur pleine onde sans filtre:

La tension correspondante aux bornes de la charge est de 12,43 V car la tension de sortie moyenne de la forme d'onde discontinue peut être vue dans le multimètre numérique.

Circuit redresseur pleine onde avec filtre:

Lorsque le filtre de condensateur est ajouté comme ci-dessous,

1. Pour C _out = 4,7 uF, l'ondulation est réduite et donc la tension moyenne est augmentée à 15,78 V

2. Pour C _out = 10uF, l'ondulation est réduite et donc la tension moyenne augmentée à 17,5 V

3. Pour C _out = 47uF, l'ondulation est encore réduite et donc la tension moyenne a augmenté à 18,92 V

4. Pour C _out = 100 uF, toute valeur de capacité supérieure à cela n'aura pas beaucoup d'effet, donc après cela, la forme d'onde est finement lissée et donc l'ondulation est faible. La tension moyenne a augmenté à 19,01 V