Circuit redresseur demi-onde avec et sans filtre

Le processus de conversion du courant alternatif en courant continu est la rectification. Toute unité d'alimentation hors ligne a le bloc de redressement qui convertit soit la source de prise murale CA en 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., donc, dans cet article, nous allons discuter de toutes les opérations du redresseur demi-onde avec schéma de circuit.

La nature de la tension alternative est sinusoïdale à une fréquence de 50 / 60Hz. La forme d'onde sera comme ci-dessous.

Maintenant, la rectification est le processus d'élimination de la partie négative du courant alternatif (CA), produisant ainsi le CC partiel. Ceci peut être réalisé en utilisant des diodes. Les diodes ne permettent au courant de circuler que dans une seule direction. Pour comprendre, nous pouvons diviser la forme d'onde en demi-cycle positif et demi-cycle négatif.Lorsque la tension ci-dessus est fournie par une diode, la conduction a lieu pendant un demi-cycle positif uniquement. Ainsi, ci-dessous sera la forme d'onde.

Fonctionnement du redresseur demi-onde:

Dans le redresseur demi-onde, nous supprimons le demi-cycle négatif de l'onde alternative en utilisant une diode, tandis que dans le redresseur à onde complète, nous convertissons le demi-cycle négatif du courant alternatif en cycle positif à l'aide de 4 diodes. Considérons maintenant une tension alternative d'amplitude inférieure de 15 Vrms et redressons-la en tension continue à l'aide d'une seule diode. La diode ne conduit que pendant un demi-cycle positif. Mais, la sortie sera une tension continue positive pulsée discontinue. Il doit être filtré davantage pour en faire un pur DC avec moins d'ondulation. Le point à garder à l'esprit est toute la tension, le courant que nous mesurons à travers le multimètre numérique est de nature efficace. Par conséquent, la même chose est également considérée dans la simulation.

La forme d'onde de sortie ci-dessus est comme prévu, une forme d'onde continue pulsée discontinue. Afin de lisser la forme d'onde ou de la rendre continue, nous ajoutons un filtre à condensateur dans la sortie. Le fonctionnement du condensateur parallèle consiste à maintenir une tension constante à la sortie. Il décide de la quantité d'ondulation présente dans la sortie.

Avec un filtre condensateur 1uF:

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: rouge - 1 uF; Vert moutarde - 4,7 uF; Bleu - 10 uF; Vert foncé - 47uF

Fonctionnement avec condensateur:

Pendant le demi-cycle positif, la diode est polarisée en direct et le condensateur se charge ainsi que la charge est alimentée. Pendant un demi-cycle négatif, la diode est polarisée en inverse et le circuit est ouvert pendant lequel le condensateur fournit l'énergie stockée. Plus la capacité de stockage d'énergie est élevée, moins l'ondulation de la forme d'onde de sortie est importante.

Le facteur d'ondulation peut être calculé théoriquement par,

Calculons-le pour une valeur de condensateur quelconque et comparons-le aux formes d'onde obtenues ci-dessus.

_Charge R = 1kOhm; f = 50 Hz; C _out = 1 uF; Je _dc = 15mA

Par conséquent,

La forme d'onde ci-dessus a une ondulation de 11 volts, ce qui est presque le même. La différence sera compensée à des valeurs de condensateur plus élevées. En outre, l'efficacité est le problème majeur du redresseur demi-onde qui est inférieur au redresseur pleine onde. Généralement le rendement (ƞ) = 40%.

Circuit redresseur demi-onde pratique sur la planche à pain:

Les composants utilisés dans le circuit redresseur demi-onde sont:

1. Transformateur abaisseur 220V / 15V AC.
2. 1N4007 - Diode
3. Résistance
4. Condensateurs

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 la force électromotrice induite en secondaire. Dans le transformateur utilisé ci-dessous

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

Circuit redresseur demi-onde sans filtre:

La tension correspondante aux bornes de la charge est de 6,5 V car la tension de sortie moyenne de la forme d'onde discontinue peut être vue dans le multimètre numérique.

Circuit redresseur demi-onde avec filtre:

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

1. Pour C _out = 4.7uF, l'ondulation est réduite et donc la tension moyenne augmentée à 11.9V

2. Pour C _out = 10uF, l'ondulation est réduite et donc la tension moyenne augmentée à 15.0V

3. Pour C _out = 47uF, l'ondulation est encore réduite et donc la tension moyenne est augmentée à 18,5 V

4. Pour C _out = 100 uF, donc après cela, la forme d'onde est finement lissée et donc l'ondulation est faible. La tension moyenne a augmenté à 18,9 V