Kas yra pusės bangos lygintuvas?
2025-12-26 3308

Pusinės bangos lygintuvas yra pagrindinė elektroninė grandinė, kuri kintamąją srovę (AC) paverčia nuolatine srove (DC), leisdama srovei tekėti tik pusę kintamosios srovės ciklo.Jis naudoja vieną diodą ir sukuria vienakryptę, bet pulsuojančią nuolatinės srovės išvestį.Dėl paprasto dizaino ir mažos kainos jis daugiausia naudojamas švietimo ir mažos galios programose.

Katalogas

Pusinės bangos lygintuvo supratimas

A pusės bangos lygintuvas yra elektroninė grandinė, kuri konvertuoja kintamoji srovė (AC) į nuolatinė srovė (DC) leisdamas srovė tekėti tik per pusę įvesties kintamosios srovės ciklo.Jis naudoja a vienas diodas, kuri veda per vieną pusę ciklo ir blokuoja srovę priešingos pusės ciklo metu.Dėl to išvestis yra a vienkryptė nuolatinė įtampa su raibuliavimas.

Kadangi jis yra paprastos konstrukcijos ir naudoja labai nedaug komponentų, pusės bangos lygintuvas daugiausia naudojamas mokymosi tikslais ir mažos galios grandinėse, kur nėra svarbu didelis efektyvumas ir sklandus išėjimas.

Pusinės bangos lygintuvo veikimas

Kai į lygintuvo grandinę tiekiama kintamoji įtampa, diodas veikia pagal įvesties įtampos poliškumą.

2 pav.Teigiamas pusės ciklo veikimas

Teigiamas pusciklas

Teigiamo kintamosios srovės įėjimo pusės ciklo metu diodas yra pakreiptas į priekį.Srovė teka iš transformatoriaus antrinio per diodą ir apkrovos rezistorių, sukuriant teigiamą įtampą visoje apkrovoje.

3 pav. Neigiamas pusės ciklo veikimas

Neigiamas pusciklas

Per neigiamą pusciklą diodas tampa atvirkštinis.Srovės srautas sustoja, o apkrovos išėjimo įtampa nukrenta iki nulio.

4 pav. Pusinės bangos lygintuvo išėjimo bangos forma

Išvesties bangos forma

Šis kintamasis laidumo ir blokavimo veiksmas sukuria išėjimo bangos formą, kurią sudaro teigiamos įtampos impulsai, atskirti nulinės įtampos intervalais, todėl pulsuoja nuolatinė srovė.

Grandinės elgesys

Grandinė veikia kaip uždara kilpa laidžiosios pusės ciklo metu ir kaip atvira grandinė blokuoto pusciklo metu, o tai tiesiogiai lemia išėjimo bangos formą.

Pusinės bangos ištaisymo tikslas

5 pav. Kintamosios srovės konvertavimas į naudojamą DC

Daugeliui elektroninių grandinių reikia DC įtampa tinkamai veikti, o naudojant kintamąją srovę tiesiogiai galite sugadinti nuolatinės srovės komponentus.Konvertuoja pusės bangos lygintuvas kintamoji srovė į vienkryptę nuolatinę srovę, todėl tinka mažos galios programoms.Įėjimo įtampa yra sinusoidinė kintamoji srovė, bet po ištaisymo apkrovoje atsiranda tik pusė bangos formos.Išvestis išlaiko a vienas poliškumas bet keičiasi dydis, todėl jis vadinamas pulsuojanti nuolatinė srovė su bangavimu.Nors ši produkcija nėra sklandi ar labai efektyvi, ji yra priimtina, kai paprastas dizainas ir maža kaina yra svarbesni už didelį efektyvumą ir sklandžią produkciją.

Pusinės bangos lygintuvo komponentai

Transformatorius: padidina arba sumažina kintamosios srovės įtampą iki reikiamo lygio.

Diodas: valdo srovės tekėjimo kryptį.

Apkrovos rezistorius: Priima ištaisytą išėjimo įtampą.

Pusinės bangos lygintuvo tipai

Teigiamas pusės bangos lygintuvas: leidžia praeiti teigiamus pusciklus.

Neigiamas pusės bangos lygintuvas: leidžia praeiti neigiamus pusciklus.

Veikimo principas išlieka tas pats.Tik diodo orientacija yra atvirkštinė.

Filtravimas pusės bangos lygintuve

6 pav. Filtravimas pusės bangos lygintuve

Kondensatoriaus filtro pridėjimas pagerina išlygintos išvesties kokybę, nes sumažina pulsaciją.Kondensatorius įkraunamas laidžiosios pusės ciklo piko metu ir iškraunamas per apkrovą, kai įėjimo įtampa mažėja.

Riblių mažinimo veiksmingumas priklauso nuo:

• Filtro kondensatoriaus vertė

• Atsparumas apkrovai

Didesnė talpa ir didesnis atsparumas apkrovai užtikrina sklandesnį nuolatinės srovės išėjimą.

Pusinės bangos lygintuvo charakteristikos

Didžiausia atvirkštinė įtampa (PIV)

Didžiausia atvirkštinė įtampa yra didžiausia atvirkštinė įtampa, kurią turi atlaikyti diodas.Nelaidžios pusės ciklo metu per diodą atsiranda visa antrinė įtampa.

$$\mathrm{PIV}=V_{m\left(\mathrm{maks}\right)}$$

Tinkamo PIV įvertinimo diodo pasirinkimas užtikrina patikimą veikimą.

Svarbios pusės bangos lygintuvo formulės

Ripple Factor (γ)

Ripple faktorius rodo kintamosios srovės kiekį, esantį ištaisytoje nuolatinės srovės išvestyje.

$$\gamma =\sqrt{{\frac{V_{\mathrm{rms}}}{V_{\mathrm{DC}}}}^2-1}$$

Pusinės bangos lygintuvui:

$$\gamma =1.21$$

Didelis pulsacijos koeficientas rodo, kad išvestyje yra didelis kintamosios srovės komponentas, o tai paaiškina filtravimo poreikį.

Ištaisymo efektyvumas (η)

Efektyvumas parodo, kaip efektyviai lygintuvas paverčia kintamosios srovės įvesties galią į nuolatinės srovės išėjimo galią.

$$\eta =\frac{P_{\mathrm{dc}}}{P_{\mathrm{ak}}}$$

Maksimalus teorinis pusės bangos lygintuvo efektyvumas:

$${\eta }_{\mathrm{maks}}=40.6\%$$

Mažas efektyvumas atsiranda, nes naudojama tik pusė kintamosios srovės įvesties bangos formos.

Apkrovos srovė

Tegul didžiausia srovė yra Im.

Didžiausia srovė:

$${\mathrm{aš}}_{\mathrm{viršūnė}}={\mathrm{aš}}_m$$

Vidutinė (DC) srovė:

$${\mathrm{aš}}_{\mathrm{DC}}=\frac{{\mathrm{aš}}_m}{\pi }$$

RMS srovė:

$${\mathrm{aš}}_{\mathrm{rms}}=\frac{{\mathrm{aš}}_m}{2}$$

Šios vertės rodo ribotą pusės bangos lygintuvo srovės ir galios valdymą.

Formos koeficientas (F.F)

Formos koeficientas nurodo išvesties bangos formos formą ir jos bangavimo turinį.

$$F.F=\frac{\text{RMS vertė}}{\text{Vidutinė vertė}}$$

Pusinės bangos lygintuvui:

$$\text{Formos faktorius}=1.57$$

Išėjimo nuolatinė įtampa

Vidutinė nuolatinės srovės išėjimo įtampa apskaičiuojama taip:

$$V_{\mathrm{DC}}=\frac{V_{\mathrm{smax}}}{\pi },\text{kur}{V}_{\mathrm{smax}}=\text{didžiausia antrinės įtampos amplitudė}$$

kur

$$V_m=\text{antrinės įtampos didžiausia (pikinė) vertė}$$

Žema nuolatinės srovės išėjimo įtampa riboja pusės bangos lygintuvą su mažos galios įrenginiais.

Pusinės bangos lygintuvo privalumai ir trūkumai

Argumentai "už"

Paprastas grandinės dizainas

Maža kaina

Kompaktiškas dydis

Tinka mažos galios programoms

Minusai

Mažas efektyvumas

Didelis bangavimo faktorius

Prastas energijos panaudojimas

Žema nuolatinės srovės išėjimo įtampa

Kur naudojamas pusės bangos lygintuvas?

• Mažos galios lygintuvas paprastuose maitinimo šaltiniuose

• Signalo demoduliacija AM radijo imtuvuose

• Piko detektorių grandinės

• Edukacija ir laboratorijų demonstravimas

Pusinės bangos ir visos bangos lygintuvo palyginimas

Funkcija	Pusė Bangos lygintuvas	Pilnas Bangos lygintuvas
Naudojamas kintamosios srovės ciklas	Viena pusė	Abi pusės
Diodų skaičius	1	2 arba 4
Vidutinė nuolatinės srovės išvestis	0,318 Vm	0,637 Vm
Ripple faktorius	Aukštas	Žemas
Efektyvumas	Žemas	Aukštas
Išvesties lygumas	Vargšas	Geriau
Programos	Mažos galios, išsilavinimas	Maitinimo blokai, pakrovėjai

Trifazio pusės bangos lygintuvo paaiškinimas

Konvertuoja trifazis pusės bangos lygintuvas trifazė kintamoji srovė į DC naudojant trys diodai.Kiekvienas diodas yra prijungtas prie viena fazė kintamosios srovės tiekimo ir atlieka tik tada, kai jos fazinė įtampa yra aukščiausias.Bet kuriuo metu laidi tik vienas diodas, o kiekvienas diodas – už 120 laipsnių elektros ciklo.Grandinėje paprastai naudojamas su žvaigždute prijungtas antrinis transformatorius, kad būtų užtikrintas a neutralus kelias, o visų trijų diodų išėjimai yra sujungti apkrovai tiekti.The DC išvestis yra raibuliavimas, bet jo pulsacijos dažnis yra tris kartus didesnis už tiekimo dažnį.Pavyzdžiui, su a 50 Hz kintamosios srovės tiekimas, pulsacijos dažnis yra 150 Hz.Palyginti su vienfaziu pusės bangos lygintuvu, trifazė versija užtikrina didesnę nuolatinės srovės išvestį, mažesnį pulsavimą ir geresnį efektyvumą, nors jo našumas vis tiek yra mažesnis nei trifazio pilnos bangos lygintuvo.

Vidutinė trifazio pusės bangos lygintuvo nuolatinės srovės išėjimo įtampa apskaičiuojama taip:

$$V_{\mathrm{DC}}=\frac{3\sqrt{3}}{2\pi }{V}_m$$

kur Vm yra didžiausia fazinės įtampos vertė.

Išvada

Pusinės bangos lygintuvas yra paprastas kintamosios srovės į nuolatinės srovės konvertavimo būdas, tačiau turi apribojimų, tokių kaip mažas efektyvumas ir didelis pulsavimas.Nors filtrai ir trifazis veikimas gali pagerinti našumą, jis vis tiek yra prastesnis už pilnų bangų lygintuvus.Nepaisant to, svarbu suprasti ištaisymo principus ir diodų elgesį elektroninėse grandinėse.