Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Usměrňovače II OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-007

3. Jednocestný usměrňovač • Zapojení jednocestného usměrňovače s odporovou zátěží je na obr.2. • Usměrňovací dioda D je polarizována v přímém směru a prochází jí proud iF do zátěže RZ jen tehdy, když je na její anodě větší napětí než na katodě, což nastává při kladné půlvlně výstupního napětí u2.

4. Obr. 2 Jednocestný usměrňovač • a) zapojení • b) průběhy napětí a proudu bez kondenzátoru C0 • c) průběhy napětí a proudu po připojení kondenzátoru C0

5. Jednocestný usměrňovač • Zátěží RZ prochází usměrněný, ale pulsující proud, jehož maximální hodnota je dána maximální hodnotou napětí na výstupním vinutí transformátoru a celkovým odporem usměrňovací větve: • Střední hodnota usměrněného proudu Id je:

6. Jednocestný usměrňovač • Střední hodnota usměrněného napětí naprázdno Ud0 je: • Střední hodnota usměrněného napětí Ud, jestliže zátěží prochází proud Id, je dána vztahem:

7. Jednocestný usměrňovač • Ve vztahu pro Ud představuje první člen napětí naprázdno, druhý člen úbytek napětí na vnitřním odporu usměrňovače ( na odporu fáze). • Celý vztah představuje rovnici zatěžovací charakteristiky zdroje.

8. Jednocestný usměrňovač • Průběhy usměrněného napětí a proudu v obvodu jsou na obr. 2b. • Je z nich vidět, že záporná půlvlna střídavého napětí je potlačena a v době, kdy dioda nevede, působí jako závěrné napětí mezi katodou a anodou diody. • Největší hodnota napětí, kterým je dioda namáhána ve zpětném směru, je U2mPři volbě diody musí být proto splněna podmínka • kde URM je špičkové závěrné napětí diody.

9. Jednocestný usměrňovač • Průběh pulsujícího usměrněného napětí lze výrazně ovlivnit připojením kondenzátoru Co o velké kapacitě paralelně k zátěži RZ. • Bývá to obvykle elektrolytický kondenzátor s kapacitou několik desítek, stovek i více F. • Čím má Co větší kapacitu, tím je zvlnění menší. • Maximální kapacita je omezena proudovým nárazem, který snese dioda v okamžiku připojení usměrňovače k elektrické síti — udává ji výrobce.

10. Jednocestný usměrňovač • Průchodem proudu diodou se nabíjí kondenzátor v naznačené polaritě. • Proud prochází diodou pouze v tom úseku periody, když napětí na trans­formátoru (na anodě diody) je větší než napětí na kondenzátoru Co (katodě diody). • Tento časový úsek se nazývá úhel vedení a označuje se . • V době, kdy dioda nevede, vybíjí se kondenzátor Co přes zátěž RZ.

11. Jednocestný usměrňovač • Z průběhů napětí na obr. 2c je vidět, že napětí na zátěži RZkolísá při nabíjení a vybíjení kondenzátoru Co okolo střední hodnoty Ud. • Toto zvlnění, jehož první harmonická má stejnou frekvenci jako elektrická síť a má amplitudu UZV, je tím menší, čím menší je zatěžovací proud (vybíjecí proud kondenzátoru Co) a s tím související úhel vedení . • Když pracuje usměrňovač naprázdno, nabije se kondenzátor C0 na maximální napětí výstupního vinutí U2m, dioda se uzavře a úhel vedení a zvlnění jsou nulové.

12. Jednocestný usměrňovač • Maximální napětí URm, kterým je dioda namáhána ve zpětném směru, je dáno součtem amplitudy napětí U2m ve zpětném směru a napětí U2m na kondenzátoru. • K tomuto stavu dochází při práci usměrňovače naprázdno, potom

13. Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

14. Literatura • J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika prosilnoproudé obory, SNTL Praha 1989 • M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002 • D. Mayer: Úvod do teorie elektrických obvodů, SNTL Praha /ALFA Bratislava 1978