Rangkaian penyearah setengah gelombang 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 adalah penyaringan, konversi DC-DC, dll., Jadi, pada artikel ini kita akan membahas semua operasi penyearah setengah gelombang dengan diagram rangkaian.

Sifat tegangan AC adalah sinusoidal pada frekuensi 50 / 60Hz. Bentuk gelombangnya akan seperti di bawah ini.

Sekarang Perbaikan adalah proses menghilangkan bagian negatif dari Arus Bolak-balik (AC), sehingga menghasilkan DC parsial. Ini dapat dicapai dengan menggunakan dioda. Dioda hanya memungkinkan arus mengalir ke satu arah. Untuk pemahaman kita dapat membagi bentuk gelombang menjadi setengah siklus positif dan setengah siklus negatif. Ketika tegangan di atas disuplai melalui dioda, konduksi berlangsung selama setengah siklus positif saja. Jadi, di bawah ini akan menjadi bentuk gelombang.

Cara Kerja Penyearah Setengah Gelombang:

Pada Penyearah Gelombang Setengah, kita menghapus setengah siklus negatif gelombang AC dengan menggunakan satu dioda, sedangkan pada Penyearah Gelombang Penuh kita mengubah setengah siklus negatif AC menjadi siklus positif menggunakan 4 dioda. Sekarang mari kita pertimbangkan tegangan AC dengan amplitudo lebih rendah dari 15Vrms dan perbaiki menjadi tegangan DC menggunakan dioda tunggal. Dioda hanya bekerja selama setengah siklus positif. Tapi, output akan berdenyut tegangan DC positif terputus-putus. Itu harus disaring lebih lanjut untuk membuatnya menjadi DC murni dengan riak yang lebih rendah. Hal yang perlu diingat adalah semua tegangan, arus yang kita ukur melalui DMM bersifat rms. Oleh karena itu hal yang sama juga dipertimbangkan dalam simulasi.

Bentuk gelombang keluaran di atas seperti yang diharapkan, bentuk gelombang DC berdenyut terputus-putus. Untuk memperhalus bentuk gelombang atau membuatnya kontinu, kami menambahkan filter kapasitor pada output. Cara kerja kapasitor paralel adalah menjaga tegangan konstan pada keluarannya. Ini menentukan jumlah riak yang ada dalam output.

Dengan filter kapasitor 1uF:

Bentuk gelombang di bawah ini menunjukkan pengurangan riak berdasarkan nilai kapasitansi yaitu, kapasitas penyimpanan muatan.

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

Operasi dengan kapasitor:

Selama setengah siklus positif, dioda bias maju dan kapasitor terisi serta beban mendapat suplai. Selama setengah siklus negatif, dioda menjadi bias balik dan sirkuit terbuka selama kapasitor memasok energi yang tersimpan di dalamnya. Semakin besar kapasitas penyimpanan energi, semakin kecil riak dalam bentuk gelombang keluaran.

Faktor riak dapat dihitung secara teoritis dengan,

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

_Beban R = 1kOhm; f = 50Hz; C _keluar = 1uF; Saya _dc = 15mA

Karenanya,

Bentuk gelombang di atas memiliki riak 11 Volt yang hampir sama. Perbedaan tersebut akan dikompensasikan pada nilai kapasitor yang lebih tinggi. Selain itu, efisiensi adalah masalah utama dalam penyearah setengah gelombang yang lebih rendah dari penyearah gelombang penuh. Umumnya efisiensi (ƞ) = 40%.

Sirkuit Penyearah Setengah Gelombang Praktis di Breadboard:

Komponen yang digunakan pada rangkaian penyearah setengah gelombang adalah:

1. Trafo step-down 220V / 15V AC.
2. 1N4007 - Diode
3. Penghambat
4. Kapasitor

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 ggl yang diinduksi di sekunder. Di trafo digunakan di bawah ini

Catu daya 230V AC dari stopkontak dinding diturunkan menjadi 15V AC rms menggunakan trafo step-down. Suplai kemudian diterapkan di seluruh rangkaian penyearah seperti di bawah ini.

Sirkuit Penyearah Setengah Gelombang Tanpa filter:

Tegangan yang sesuai di seluruh beban adalah 6,5V karena tegangan keluaran rata-rata dari bentuk gelombang diskontinu dapat dilihat di DMM.

Sirkuit Penyearah Setengah Gelombang 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 11.9V

2. Untuk C _out = 10uF, riak berkurang dan karenanya tegangan rata-rata meningkat menjadi 15.0V

3. Untuk C _out = 47uF, riak semakin berkurang dan karenanya tegangan rata-rata meningkat menjadi 18.5V

4. Untuk C _out = 100uF, jadi setelah ini bentuk gelombang dihaluskan dengan halus dan karenanya riaknya rendah. Tegangan rata-rata meningkat menjadi 18.9V