Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan dan tanpa filter

Proses mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah adalah perbaikan. Setiap unit catu daya offline memiliki blok penyearah yang mengubah sumber stopkontak dinding AC menjadi DC tegangan tinggi atau menurunkan sumber stopkontak dinding AC menjadi DC tegangan rendah. Proses selanjutnya akan memfilter, konversi DC-DC, dll. Jadi, dalam artikel ini kita akan membahas operasi penyearah gelombang penuh. Penyearah gelombang penuh memiliki efisiensi yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan penyearah setengah gelombang.

Perbaikan gelombang penuh dapat dilakukan dengan metode berikut.

1. Penyearah gelombang penuh yang diketuk tengah
2. Penyearah jembatan (Menggunakan empat dioda)

Jika dua cabang dari suatu rangkaian dihubungkan oleh cabang ketiga untuk membentuk sebuah loop, maka jaringan tersebut disebut rangkaian jembatan. Dari kedua jenis tersebut yang lebih disukai adalah rangkaian penyearah jembatan yang menggunakan empat dioda karena jenis dua dioda tersebut memerlukan trafo center tap dan tidak dapat diandalkan jika dibandingkan dengan tipe jembatan. Jembatan dioda juga tersedia dalam satu paket. Beberapa contohnya adalah DB102, GBJ1504, KBU1001, dll.

Penyearah jembatan melebihi keandalan penyearah setengah jembatan dalam hal pengurangan faktor riak untuk rangkaian filter yang sama pada keluaran. Sifat tegangan AC adalah sinusoidal pada frekuensi 50 / 60Hz. Bentuk gelombangnya akan seperti di bawah ini.

Cara Kerja Penyearah Gelombang Penuh:

Sekarang mari kita pertimbangkan tegangan AC dengan amplitudo lebih rendah dari 15Vrms (21Vpk-pk) dan perbaiki menjadi tegangan DC menggunakan jembatan dioda. Bentuk gelombang suplai AC dapat dibagi menjadi setengah siklus positif dan setengah siklus negatif. Semua tegangan, arus yang kami ukur melalui DMM (Digital Multimeter) bersifat rms. Karenanya hal yang sama dipertimbangkan dalam simulasi Greenpoint di bawah ini.

Selama setengah siklus positif dioda D2 dan D3 akan berjalan dan selama setengah siklus negatif dioda D4 dan D1 akan berjalan. Oleh karena itu, selama kedua setengah siklus, dioda akan berjalan. Bentuk gelombang keluaran setelah perbaikan akan seperti di bawah ini.

Untuk mengurangi riak dalam bentuk gelombang atau membuat bentuk gelombang kontinu, kita harus menambahkan filter kapasitor pada output. Cara kerja kapasitor secara paralel terhadap beban adalah dengan menjaga tegangan konstan pada keluarannya. Dengan demikian, riak pada output dapat dikurangi.

Dengan kapasitor 1uF sebagai filter:

Output dengan filter 1uF meredam gelombang hanya sampai batas tertentu karena kapasitas penyimpanan energi 1uF lebih kecil. Bentuk gelombang di bawah ini menunjukkan hasil dari filter.

Karena riak masih ada dalam keluaran, kita akan memeriksa keluaran dengan nilai kapasitansi yang berbeda. Bentuk gelombang di bawah ini menunjukkan pengurangan riak berdasarkan nilai kapasitansi yaitu, kapasitas penyimpanan muatan.

Bentuk gelombang keluaran: Hijau - 1uF; Biru– 4.7uF; Mustard hijau - 10uF; Hijau tua - 47uF

Operasi dengan kapasitor:

Selama setengah siklus positif dan negatif, pasangan dioda akan berada dalam kondisi bias maju dan kapasitor akan terisi serta beban mendapat suplai. Interval tegangan sesaat di mana energi yang disimpan dalam kapasitor lebih tinggi dari tegangan sesaat kapasitor memasok energi yang tersimpan di dalamnya. Semakin banyak kapasitas penyimpanan energi, semakin kecil riak dalam bentuk gelombang keluaran.

Faktor riak dapat dihitung secara teoritis dengan,

Mari kita menghitungnya untuk nilai kapasitor apa pun dan membandingkannya dengan bentuk gelombang yang diperoleh di atas.

_Beban R = 1kOhm; f = 100Hz; C _keluar = 1uF; Saya _dc = 15mA

Oleh karena itu, faktor Ripple = 5 volt

Perbedaan faktor riak akan dikompensasikan pada nilai kapasitor yang lebih tinggi. The efisiensi penyearah gelombang penuh adalah di atas 80% yang merupakan dua kali lipat dari penyearah setengah gelombang.

Penyearah Gelombang Penuh Praktis:

Komponen yang digunakan dalam penyearah jembatan adalah,

1. Trafo step-down 220V / 15V AC.
2. 1N4007 - Dioda
3. Resistor
4. Kapasitor
5. MIC RB156

Di sini, untuk tegangan rms 15V tegangan puncak akan naik hingga 21V. Oleh karena itu, komponen yang akan digunakan harus memiliki daya 25V ke atas.

Pengoperasian sirkuit:

Trafo step-down:

Trafo step down terdiri dari lilitan primer dan lilitan sekunder di atas inti besi berlapis. Jumlah putaran primer akan lebih banyak dari pada putaran sekunder. Setiap belitan bertindak sebagai induktor terpisah. Ketika belitan primer disuplai melalui sumber bolak-balik, belitan menjadi tereksitasi dan fluks akan dihasilkan. Belitan sekunder mengalami fluks bolak-balik yang dihasilkan oleh belitan primer yang menginduksi ggl ke belitan sekunder. Ggl yang diinduksi ini kemudian mengalir melalui rangkaian eksternal yang terhubung. Rasio belitan dan induktansi belitan menentukan jumlah fluks yang dihasilkan dari primer dan induktansi yang diinduksi di sekunder. Di trafo digunakan di bawah ini

Catu daya 230V AC dari stopkontak dinding diturunkan menjadi 15V ACrms menggunakan transformator penurun tegangan. Suplai kemudian diterapkan di seluruh rangkaian penyearah seperti di bawah ini.

Sirkuit Penyearah Gelombang Penuh Tanpa filter:

Tegangan yang sesuai melintasi beban adalah 12.43V karena tegangan keluaran rata-rata dari bentuk gelombang diskontinu dapat dilihat di multi-meter digital.

Sirkuit Penyearah Gelombang Penuh Dengan Filter:

Ketika filter kapasitor ditambahkan seperti di bawah ini,

1. Untuk C _out = 4.7uF, riak berkurang dan karenanya tegangan rata-rata meningkat menjadi 15.78V

2. Untuk C _out = 10uF, riak berkurang dan karenanya tegangan rata-rata meningkat menjadi 17.5V

3. Untuk C _out = 47uF, riak semakin berkurang dan karenanya tegangan rata-rata meningkat menjadi 18.92V

4. Untuk C _out = 100uF, setiap nilai kapasitansi yang lebih besar dari ini tidak akan banyak berpengaruh, jadi setelah ini bentuk gelombang dihaluskan dengan halus dan karenanya riaknya rendah. Tegangan rata-rata meningkat menjadi 19.01V