Hvordan fungerer en likeretter?

Du lurer kanskje på hvordan kraftledninger sender elektriske strømmer over lange avstander for forskjellige formål. Og det finnes forskjellige "typer" strøm. Elektrisiteten som driver elektriske jernbanesystemer er kanskje ikke passende for husholdningsapparater som telefoner og TV-apparater. Likere hjelper ved å konvertere mellom disse forskjellige typene elektrisitet.

Med likerettere kan du konvertere fra vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC). AC er strøm som bytter mellom å strømme bakover og fremover med jevne mellomrom mens DC strømmer i en retning. De er vanligvis avhengige av en bro likeretter eller en likeretter diode.

Alle likerettere brukerP-N kryss, halvlederanordninger som lar elektrisk strøm flyte i bare en retning fra dannelsen av p-type halvledere med n-type halvledere. "P" -siden har et overskudd av hull (steder der det ikke er elektroner), så den er positivt ladet. "N" -siden er negativt ladet med elektroner i de ytre skallene.

Mange kretser med denne teknologien er bygget med en

Halvledere er materialer som lar strømmen strømme fordi de er laget av metaller som gallium eller metalloider som silisium som er forurenset med materialer som fosfor som et middel til å kontrollere nåværende. Du kan bruke en bro likeretter for forskjellige applikasjoner for et bredt spekter av strømmer.

Bridge likerettere har også fordelen av å gi ut mer spenning og kraft enn andre likerettere. Til tross for disse fordelene lider bro-likerettere av å måtte bruke fire dioder sammen med de ekstra dioder sammenlignet med andre likerettere, noe som forårsaker et spenningsfall som reduserer utgangsspenningen.

Forskere og ingeniører bruker vanligvis silisium oftere enn germanium for å lage dioder. Silisium-p-n-kryss fungerer mer effektivt ved høyere temperaturer enn germanium. Silisiumhalvledere lar elektrisk strøm flyte lettere og kan opprettes med lavere kostnader.

Disse diodene utnytter p-n-krysset for å konvertere AC til DC som en slags elektrisk "bryter" som lar strømmen flyte i fremover eller motsatt retning basert på p-n-krysset retning. Forutgående forspente dioder lar strøm fortsette å strømme mens omvendte forspente dioder blokkerer den. Dette er årsaken til at silisiumdioder har en fremoverspenning på omtrent 0,7 volt, slik at de bare lar strømmen strømme hvis den er mer enn volt. For germaniumdioder er fremoverspenningen 0,3 volt.

Anodeterminalen til et batteri, elektrode eller annen spenningskilde der oksidasjon oppstår i en krets, forsyner hullene til katoden til en diode når de danner p-n-krysset. I motsetning til dette gir katoden til en spenningskilde, der reduksjon oppstår, elektronene som sendes til anoden til dioden.

Du kan studere hvordanhalvbølge-likerettereer koblet i kretsløp for å forstå hvordan de fungerer. Halvbølge-likerettere bytter mellom å være forspent og tilbakespent basert på den positive eller negative halvsyklusen til inngangs-AC-bølgen. Det sender dette signalet til en lastmotstand slik at strømmen som strømmer gjennom motstanden er proporsjonal med spenningen. Dette skjer på grunn av Ohms lov, som representerer spenningVsom produktet av strømmenJegog motstandRi

Du kan måle spenningen over belastningsmotstanden som forsyningsspenningV_s, som er lik utgangsspenningenV_ute. Motstanden forbundet med denne spenningen avhenger også av dioden til selve kretsen. Deretter bytter likeretterkretsen til å være reversert forspent der den tar den negative halvsyklusen til inngangs-AC-signalet. I dette tilfellet strømmer ingen strøm gjennom dioden eller kretsen, og utgangsspenningen faller til 0. Utgangsstrømmen er altså enveis.

•••Syed Hussain Ather

Fullbølgeforlikere bruker derimot hele syklusen (med positive og negative halvsykluser) til inngangsstrømssignalet. De fire dioder i en fullbølge-likeretterkrets er ordnet slik at når AC-signalinngangen er positiv, strømmer strømmen over dioden fraD₁til lastmotstanden og tilbake til vekselstrømskilden gjennomD₂. Når AC-signalet er negativt, tar strømmenD₃-laste-D₄sti i stedet. Lastmotstanden sender også ut DC-spenningen fra fullbølger likeretteren.

Den gjennomsnittlige spenningsverdien til en fullbølgeretter er dobbelt så stor som en halvbølgeretter, ogrot gjennomsnitt kvadrat spenning, en metode for å måle vekselstrøm, av en fullbølgeretter er √2 ganger den for en halvbølgeretter.

De fleste elektroniske apparater i husstanden din bruker AC, men noen enheter som bærbare datamaskiner konverterer denne strømmen til DC før du bruker den. De fleste bærbare datamaskiner bruker en type Switched Mode Power Supply (SMPS) som lar utgangs-DC-spenningen mer strøm for adapterens størrelse, kostnad og vekt.

SMPS arbeider med en likeretter, oscillator og filter som styrer pulsbreddemodulering (en metode for å redusere effekten til et elektrisk signal), spenning og strøm. Oscillatoren er en vekselstrømskilde som du kan bestemme amplitude av strøm og retningen den strømmer fra. Den bærbare vekselstrømsadapteren bruker dette til å koble til vekselstrømskilden og konverterer høy vekselspenning til lav likspenning, en form den kan bruke til å strømforsyne seg selv under lading.

Noen likerettersystemer bruker også en utjevningskrets eller kondensator som lar dem sende ut en konstant spenning, i stedet for en som varierer over tid. Den elektrolytiske kondensatoren til utjevnende kondensatorer kan oppnå kapasitanser mellom 10 og tusen mikrofarader (µF). Mer kapasitans er nødvendig for større inngangsspenning.

Andre likerettere bruker transformatorer som endrer spenningen ved hjelp av firelags halvledere kjent somtyristorerved siden av dioder. ENsilisiumstyrt likeretter, et annet navn for en tyristor, bruker en katode og en anode adskilt av en port og dens fire lag for å lage to p-n-kryss arrangert oppå hverandre.

Typene likerettersystemer varierer mellom applikasjoner der du trenger å endre spenning eller strøm. I tillegg til applikasjonene som allerede er diskutert, finner likerettere bruk i loddeutstyr, elektrisk sveising, AM-radiosignaler, pulsgeneratorer, spenningsmultiplikatorer og strømforsyningskretser.

Loddejern som brukes til å koble deler av elektriske kretser sammen, bruker halvbølge-likeretter for en enkelt retning av inngangsstrømmen. Elektriske sveiseteknikker som bruker bro-likeretterkretser, er ideelle kandidater for å levere jevn, polarisert likestrømsspenning.

AM-radio, som modulerer amplitude, kan bruke halvbølge-likerettere til å oppdage endringer i elektrisk signalinngang. Pulsgenererende kretser, som genererer rektangulære pulser for digitale kretser, bruker halvbølge-likerettere for å endre inngangssignalet.

Likriktere i strømforsyningskretser konverterer AC til DC fra forskjellige strømforsyninger. Dette er nyttig ettersom DC vanligvis sendes over lange avstander før den konverteres til AC for husholdningsstrøm og elektroniske enheter. Disse teknologiene gjør stor bruk av broensretteren som kan håndtere spenningsendringen.