Kuidas alaldi töötab?

Võite mõelda, kuidas elektriliinid saadavad elektrivoogusid erinevatel eesmärkidel pikki vahemaid. Ja elektrit on erinevaid "tüüpe". Elektriraudteesüsteemide toide ei pruugi olla sobiv kodumasinate, näiteks telefonide ja telerite jaoks. Alaldid aitavad neid eri tüüpi elektrit teisendada.

Alaldid võimaldavad teisendada vahelduvvoolult alalisvooluks. Vahelduvvool on vool, mis lülitub regulaarsete vahedega edasi-tagasi liikumise vahel, samal ajal kui alalisvool voolab ühes suunas. Nad tuginevad tavaliselt silla alaldile või alaldi dioodile.

Kõik alaldid kasutavadP-N ristmikud, pooljuhtseadmed, mis lasevad elektrivoolul voolata ainult ühes suunas alates n-tüüpi pooljuhtidega p-tüüpi pooljuhtide moodustumisest. "P" küljel on liiga palju auke (kohtades, kus pole elektrone), nii et see on positiivselt laetud. "N" külg on negatiivselt laetud nende väliskestades olevate elektronidega.

Paljud selle tehnoloogiaga vooluringid on ehitatud a-gasilla alaldi. Sildalaldid muudavad vahelduvvoolu alalisvooluks, kasutades oma pooljuhtmaterjalist kas poollaine dioodide süsteemi meetod, mis alaldab vahelduvvoolu signaali ühte suunda, või täislaine meetod, mis parandab sisendi mõlemat suunda AC.

Pooljuhid on materjalid, mis lasevad voolul voolata, kuna need on valmistatud sellistest metallidest nagu gallium või metalloidid nagu räni, mis on kontrolli all hoidmiseks saastunud selliste materjalidega nagu fosfor praegune. Sildalaldit saate kasutada mitmesuguste rakenduste jaoks mitmesuguste voolude jaoks.

Sildalaldite eeliseks on ka suurema pinge ja võimsuse väljastamine kui teistel alalditel. Vaatamata nendele eelistele kannatavad silla alaldid, kui peavad teiste dioodidega koos teiste alalditega kasutama nelja dioodi, põhjustades pingelangust, mis vähendab väljundpinget.

Teadlased ja insenerid kasutavad dioodide loomisel tavaliselt räni kui germaaniumit. Räni p-n ristmikud töötavad kõrgematel temperatuuridel tõhusamalt kui germaaniumi omad. Räni pooljuhid lasevad elektrivoolul kergemini voolata ja neid saab luua madalamate kuludega.

Need dioodid kasutavad p-n ristmikku ära, et muuta vahelduvvool alalisvooluks omamoodi elektrilise "lülitina" mis laseb voolul p-n ristmiku põhjal liikuda kas edasi- või tagasisuunas suund. Edasi kallutatud dioodid lasevad voolul edasi voolata, samal ajal kui vastupidised kallutatud dioodid selle blokeerivad. See põhjustab ränidioodide eelpinget umbes 0,7 volti, nii et nad lasevad voolul voolata ainult siis, kui see on rohkem kui volti. Germaaniumdioodide puhul on ettepoole suunatud pinge 0,3 volti.

Aku, elektroodi või muu pingeallika anoodklemm, kus ahelas toimub oksüdeerumine, varustab augud p-n ristmiku moodustamisel dioodi katoodiga. Seevastu pingeallika katood, kus toimub reduktsioon, annab elektronid, mis saadetakse dioodi anoodile.

Saate uurida, kuidaspoollaine alaldidon ühendatud vooluringidesse, et mõista nende toimimist. Poollaine alaldid lülituvad ettepoole kallutatud ja vastupidise kallutamise vahel sisend-vahelduvvoolu positiivse või negatiivse pooltsükli põhjal. See saadab selle signaali koormustakisti külge nii, et läbi takisti voolav vool on proportsionaalne pingega. See juhtub Ohmi seaduse tõttu, mis tähistab pingetVvoolu korrutisenaMinaja vastupanuRaastal

Toitepingena saate mõõta koormustakisti pingetV_s, mis on võrdne väljundi alalispingegaV_välja. Selle pingega seotud takistus sõltub ka vooluahela enda dioodist. Seejärel lülitub alaldi ahel vastupidiseks kallutatuks, kus see võtab sisend-vahelduvvoolu signaali negatiivse pooltsükli. Sellisel juhul ei voola dioodi ega vooluahela kaudu voolu ja väljundpinge langeb 0-ni. Väljundvool on siis ühesuunaline.

•••Syed Hussain Ather

Täislaine alaldid seevastu kasutavad kogu sisendi vahelduvvoolu signaali kogu tsüklit (positiivsete ja negatiivsete pooltsüklitega). Neli dioodi täislaine alaldi ahelas on paigutatud nii, et kui vahelduvvoolu signaali sisend on positiivne, voolab vool üle dioodi alatesD₁koormustakistuseni ja läbi vahelduvvooluallikaD₂. Kui vahelduvvoolu signaal on negatiivne, võtab voolD₃-laadima-D₄tee asemel. Koormustakistus väljastab ka täislaine alaldi alalispinge.

Täislaine alaldi keskmine pingeväärtus on kaks korda suurem kui poollaine alaldi väärtus jaruutkeskmine pinge, täislaine alaldi vahelduvpinge mõõtmise meetod on √2 korda suurem kui poollaine alaldi meetod.

Enamik teie leibkonna elektroonikaseadmeid kasutab vahelduvvoolu, kuid mõned seadmed, näiteks sülearvutid, muudavad selle voolu enne selle kasutamist alalisvooluks. Enamik sülearvuteid kasutab teatud tüüpi lülitiga režiimi toiteallikat (SMPS), mis võimaldab väljund-alalispingel adapteri suuruse, maksumuse ja kaalu jaoks rohkem energiat.

SMPS töötab alaldi, ostsillaatori ja filtri abil, mis kontrollivad impulsi laiuse modulatsiooni (meetod elektrisignaali võimsuse vähendamiseks), pinget ja voolu. Ostsillaator on vahelduvvoolu signaaliallikas, kust saate määrata voolu amplituudi ja suuna. Seejärel kasutab sülearvuti vahelduvvooluadapter seda vahelduvvooluallikaga ühenduse loomiseks ja teisendab kõrge vahelduvvoolu pinge madalaks alalisvoolupingeks - vormiks, mida saab laadimise ajal ise toiteks kasutada.

Mõnes alaldisüsteemis kasutatakse ka silumisahelat või kondensaatorit, mis laseb neil väljuda püsiva pinge asemel aja jooksul muutuva pinge. Silumiskondensaatorite elektrolüütkondensaator võimaldab saavutada mahtuvusi vahemikus 10 kuni tuhat mikrofaradi (µF). Suurema sisendpinge jaoks on vaja suuremat mahtuvust.

Teised alaldid kasutavad trafosid, mis muudavad pinget neljakihiliste pooljuhtide abiltüristoriddioodide kõrval. Aräniga juhitav alaldi, türistori teine ​​nimi, kasutab katoodi ja värava ja selle nelja kihiga eraldatud anoodi, et luua kaks üksteise peale paigutatud p-n ristmikku.

Alaldisüsteemide tüübid varieeruvad rakendustes, kus peate pinget või voolu muutma. Lisaks juba käsitletud rakendustele leiavad alaldid kasutamist jootmisseadmetes, elektrikeevituses, AM raadiosignaalides, impulssgeneraatorites, pingekordistites ja toiteallikates.

Jootekolvid, mida kasutatakse elektriskeemide osade ühendamiseks, kasutavad sisendi vahelduvvoolu ühe suuna jaoks poollaine alaldeid. Elektrilised keevitusmeetodid, mis kasutavad silla alaldi ahelaid, on ideaalsed kandidaadid toitealase püsiva polariseeritud alalispinge pakkumiseks.

AM-raadio, mis moduleerib amplituudi, võib elektrisignaali sisendi muutuste tuvastamiseks kasutada poollaine alaldeid. Pulsside genereerimise ahelad, mis genereerivad ristkülikukujulisi impulsse digitaalsete vooluahelate jaoks, kasutavad sisendsignaali muutmiseks poollaine alaldeid.

Toiteallikate alaldid muudavad erinevatest toiteallikatest vahelduvvoolu alalisvooluks. See on kasulik, kuna alalisvoolu saadetakse tavaliselt pika vahemaa tagant, enne kui see muundatakse leibkonna elektri- ja elektroonikaseadmete vahelduvvooluks. Need tehnoloogiad kasutavad väga hästi silla alaldit, mis suudab toime tulla pingemuutustega.