Sužinokite pusės bangos lygintuvą: veikimą, simbolį, grandinę, programas ir išvestį
2025-12-18 5163

Dauguma elektroninių prietaisų naudoja nuolatinę srovę, o namams ir pramonei tiekiama kintamoji srovė (AC).Pusinės bangos lygintuvas yra paprasčiausias lygintuvas.Pulsuojančiai nuolatinei srovei gaminti naudojamas vienas diodas, rezistorius ir kartais transformatorius.Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip veikia pusės bangos lygintuvas, parodyta jo grandinė ir simbolis bei pateikiamos pagrindinės formulės.Taip pat palyginamas pusės bangos lygintuvas su visos bangos lygintuvu, kad parodytų, kada kiekvienas iš jų naudojamas.Pradėkime!

Katalogas

1 pav. Pusinės bangos lygintuvo grandinė

Kas yra pusės bangos lygintuvas?

Pusinės bangos lygintuvas yra paprasčiausias lygintuvo tipas, naudojamas konvertuoti kintamoji srovė (AC) į nuolatinė srovė (DC).Pusinės bangos lygintuvas leidžia praeiti tik vienai kintamosios srovės bangos formos pusei, o kitą pusę blokuoja.Tai atliekama naudojant vieną diodą, apkrovos rezistorių, o kartais ir transformatorių, skirtą izoliacijai arba įtampos reguliavimui.

Pusbangio lygintuvo išvestis teka tik viena kryptimi, tačiau ji nėra lygi.Vietoj to, jis atrodo kaip impulsų serija, žinoma kaip pulsuojanti nuolatinė srovė.Dėl šios priežasties paprastai pridedamas filtras, kad išvestis būtų stabilesnė.Kadangi nenaudojama pusė kintamosios srovės bangos formos, pusės bangos lygintuvo efektyvumas yra mažesnis nei visos bangos lygintuvo.

Pusės bangos lygintuvo simbolis

2 pav. Pusinės bangos lygintuvo simbolis

Pusinės bangos lygintuvas apima kintamosios srovės šaltinį, diodą ir apkrovos rezistorių.Diodas leidžia srovei tekėti tik viena kryptimi, todėl tik pusė kintamosios srovės bangos formos praeina, o kita pusė yra užblokuota.Išėjimo įtampa atsiranda per rezistorių ir teka viena kryptimi, sukurdama pulsuojančią DC.Šis simbolis žymi pačią paprasčiausią ištaisymo formą ir yra naudojamas paaiškinti, kaip kintamosios srovės energija paverčiama nuolatine nuolatine.

Pusinės bangos lygintuvo grandinės schema

3 pav. Pusinės bangos lygintuvo grandinės schema

Kintamosios srovės maitinimas pirmiausia prijungiamas prie žeminančio transformatoriaus, kuris sumažina įtampą ir užtikrina izoliaciją.Tada transformatoriaus kintamosios srovės išvestis nukreipiama į vieną diodą.Per pusę kintamosios srovės ciklo diodas leidžia srovei tekėti per apkrovos rezistorių ir sukuria išėjimo įtampą.Kitoje pusėje diodas blokuoja srovę.Dėl to apkrovos įtampa yra pulsuojanti nuolatinė srovė, kuri teka tik viena kryptimi.

Pusinės bangos lygintuvo išvesties bangos forma

4 pav. Pusinės bangos lygintuvo išėjimo bangos forma

Viršutinė banga yra įvesties kintamosios srovės įtampa, turinti ir teigiamus, ir neigiamus ciklus.Apatinė banga yra išėjimo įtampa, kurioje pasirodo tik teigiama kintamosios srovės signalo pusė.Teigiamo pusperiodžio metu diodas laidi, o išėjime yra įtampa.Neigiamos pusės ciklo metu diodas blokuoja srovę, todėl išėjimo įtampa tampa lygi nuliui.Dėl to gaunama pulsuojanti nuolatinė srovė, kuri teka viena kryptimi, bet nėra lygi.

Pusinės bangos lygintuvo skaičiavimo formulės

Didžiausia įvesties įtampa:

V_m = maksimali kintamosios srovės įėjimo įtampos vertė

Vidutinė (DC) išėjimo įtampa:

Vidutinė (DC) išėjimo srovė:

RMS išėjimo įtampa:

RMS išėjimo srovė:

Ripple Factor:

Ištaisymo efektyvumas:

Diodo didžiausia atvirkštinė įtampa (PIV):

Galios praradimas pusės bangos lygintuve

Kodėl pusės bangos lygintuvas eikvoja energiją?Ši grandinė naudoja tik vieną gaunamo kintamosios srovės signalo dalį, o likusią dalį blokuoja diodas ir nesukuria jokios išvesties.Papildoma energija išsklaidoma kaip šiluma diodas, jungiamieji laidai, ir apkrovos rezistorius.Šie nuostoliai labai sumažina naudojamą išvestį, o tai riboja šį lygintuvą mokomajam naudojimui, laboratorinėms demonstracijoms ir pagrindinėms bandymų grandinėms, o ne energijos reikalaujančioms programoms.

Pusinės bangos lygintuvo efektyvumas

Pusinės bangos lygintuvo efektyvumas rodo, kaip efektyviai jis keičia įvesties kintamosios srovės galią į nuolatinės srovės išėjimo galią.Idealiomis sąlygomis didžiausias galimas jo efektyvumas yra apie 40,6 %, tai reiškia, kad mažiau nei pusė tiekiamos energijos tampa naudinga produkcija.Praktinėse grandinėse ši vertė dar mažėja dėl vidinės varžos ir komponentų nuostolių, todėl lygintuvas netinkamas efektyviam galios konvertavimui.

Ripple Factor pusbangiame lygintuve

Pulsacijos koeficientas apibūdina v ariat jonų kiekį, likusį ištaisytoje išėjimo įtampoje.Kadangi pusės bangos lygintuvas generuoja nuolatinę srovę atskirais impulsais, išvestyje yra veiksmingi svyravimai, o ne pastovus lygis.Be jokių išlyginamųjų komponentų pulsacijos koeficientas yra apytikslis 1.21, rodantis, kad svyruojanti dalis yra didesnė už vidutinę išeigą.Siekiant sumažinti šį efektą, įtampai išlyginti pridedamas filtro kondensatorius.

Pusinės bangos lygintuvas su filtro kondensatoriumi

Pusinės bangos lygintuvas su filtro kondensatoriumi padeda sumažinti išėjimo įtampą ir padaryti ją pastovesnę.Kondensatorius dedamas skersai apkrovos rezistoriaus.Kai diodas leidžia praleisti srovę, kondensatorius kaupia energiją kraunant.Kai diodas išsijungia, kondensatorius išleidžia šią sukauptą energiją į apkrovą.Tai užpildo tarpus tarp impulsų ir sumažina išvesties bangavimą.Nors tai pagerina nuolatinės srovės išvestį, ji vis tiek nėra tokia sklandi ar efektyvi kaip kitų tipų lygintuvai.

Pusinės bangos lygintuvo privalumai ir trūkumai

Pusinės bangos lygintuvo privalumai:

• Labai paprastas grandinės dizainas

• Reikia tik vieno diodo

• Mažas grandinės dydis

• Naudinga silpnos srovės programoms

Pusinės bangos lygintuvo trūkumai:

• Labai mažas efektyvumas

• Naudoja tik pusę kintamosios srovės įvesties ciklo

• Išėjimo įtampa turi didelį pulsaciją

• Nuolatinės srovės išvestis nėra lygi

• Blogas įtampos reguliavimas

• Netinka naudoti didelės srovės arba didelės galios

• Didesni galios nuostoliai lyginant su kitais lygintuvais

• Norint pagerinti našumą, reikalingi dideli filtro komponentai

Pusinės bangos lygintuvas vs visos bangos lygintuvas

Pusinės bangos lygintuvas konvertuoja kintamąją srovę į nuolatinę, naudodamas tik pusę kintamosios srovės bangos formos, todėl jis yra paprastas, bet neefektyvus.Visos bangos lygintuvas naudoja abi kintamosios srovės bangos formos puses, todėl gaunama sklandesnė ir efektyvesnė nuolatinė srovė.

5 pav. Pusinės bangos lygintuvas ir visos bangos lygintuvas

Pusinės bangos lygintuvų taikymas

Švietimo – naudojamas pagrindinių lygintuvo ir diodų sąvokų mokymui

Laboratorija – taikomas paprastose bandymo ir demonstravimo grandinėse

Studentų projektai – naudojamas pagrindinėse elektronikos konstrukcijose

AM radijo aptikimas – padeda aptikti garso signalus iš radijo bangų

Mažos galios akumuliatoriaus įkrovimas – tinka mažiems silpnos srovės įrenginiams

Paprasti maitinimo šaltiniai – suteikia pagrindinę nuolatinės srovės išvestį ten, kur nereikia sklandumo

Prototipinės grandinės – naudojamas greitam testavimui dėl paprastos konstrukcijos

Signalo kirpimo grandinės – riboja dalį signalo bangos formos

LED indikatorių grandinės – maitina šviesos diodus silpnos srovės įrenginiuose

Laiko nustatymo ir paleidimo grandinės – teikia pagrindinius nuolatinės srovės impulsus

Jutiklių maitinimo šaltiniai – tiekia DC paprastus jutiklius

DIY elektronikos rinkiniai – dažniausiai įtraukiamas į pradedančiųjų rinkinius

Lygintuvų demonstravimas – naudojamas vizualiai parodyti kintamosios srovės ir nuolatinės srovės konvertavimą

Išvada

Pusinės bangos lygintuvas yra paprastas ir nebrangus būdas konvertuoti kintamąją srovę į DC, daugiausia naudojamas mokymuisi ir pagrindiniams eksperimentams.Nors jis turi mažą efektyvumą ir didelį pulsaciją, jis padeda suprasti pagrindinę ištaisymo idėją ir paruošia pažangesnes lygintuvo grandines.