แผนการแก้ไข AC เป็น DC ที่พบมากที่สุด

วงจรเรียงกระแสเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้าจากกระแสสลับเป็นกระแสตรง วงจรเรียงกระแสขึ้นอยู่กับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีตัวนำด้านเดียว - ไดโอดและไทริสเตอร์

ที่กำลังโหลดต่ำ (สูงถึงหลายร้อยวัตต์) การแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงจะดำเนินการโดยใช้วงจรเรียงกระแสแบบเฟสเดียว วงจรเรียงกระแสดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ด้วยไฟฟ้ากระแสตรง ขดลวดกระตุ้นของมอเตอร์กระแสตรงขนาดเล็กและขนาดกลาง เป็นต้น

เพื่อความเข้าใจที่ง่ายขึ้นเกี่ยวกับการทำงานของวงจรเรียงกระแส เราจะดำเนินการจากการคำนวณว่าวงจรเรียงกระแสทำงานบนโหลดตัวต้านทาน

วงจรสัตยาบันเฟสเดียวครึ่งคลื่น (รอบเดียว)

รูปที่ 1 แสดงวงจรการแก้ไขที่ง่ายที่สุด วงจรประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสที่เชื่อมต่อระหว่างขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงและโหลด

รูปที่ 1 - วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นเฟสเดียว: ก) วงจร - ไดโอดเปิด, ข) วงจร - ไดโอดปิด, ค) ไดอะแกรมเวลาของการทำงาน

แรงดันไฟฟ้า u2 เปลี่ยนแปลงในลักษณะไซน์ เช่นประกอบด้วยครึ่งคลื่นบวกและลบ (ครึ่งคาบ) กระแสในวงจรโหลดจะผ่านไปในครึ่งรอบที่เป็นบวกเท่านั้นเมื่อนำศักย์ไฟฟ้าบวกไปใช้กับขั้วบวกของไดโอด VD (รูปที่ 1, a) ด้วยการกลับขั้วของแรงดัน u2 ไดโอดจะปิด กระแสในโหลดไม่ไหล แต่แรงดันย้อนกลับของ Urev ถูกนำไปใช้กับไดโอด (รูปที่ 1, b)

เช. แรงดันไฟฟ้าของขดลวดทุติยภูมิเพียงครึ่งคลื่นเดียวถูกปล่อยออกมาทั่วโหลด กระแสในโหลดไหลในทิศทางเดียวเท่านั้นและเป็นกระแสตรงแม้ว่าจะมีลักษณะเป็นจังหวะ (รูปที่ 1, c) รูปแบบของแรงดัน (กระแส) นี้เรียกว่าพัลส์ DC

แรงดันและกระแสที่แก้ไขแล้วประกอบด้วยส่วนประกอบ DC (มีประโยชน์) และส่วนประกอบ AC (ระลอก) ด้านคุณภาพของการทำงานของวงจรเรียงกระแสได้รับการประเมินโดยความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบที่มีประโยชน์และการกระตุ้นแรงดันและกระแส ปัจจัยการกระเพื่อมของวงจรนี้คือ 1.57 ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขสำหรับช่วงเวลา Un = 0.45U2 ค่าสูงสุดของแรงดันย้อนกลับของไดโอด Urev.max = 3.14Un

ข้อดีของวงจรนี้คือความเรียบง่าย ข้อเสีย: การใช้หม้อแปลงไม่ดี, แรงดันย้อนกลับขนาดใหญ่ของไดโอด, อัตราส่วนการกระเพื่อมสูงของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไข

วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เฟสเดียว

ประกอบด้วยไดโอดสี่ตัวที่เชื่อมต่อกันในวงจรบริดจ์ ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับเส้นทแยงมุมด้านหนึ่งของสะพานและโหลดไปยังอีกด้านหนึ่ง (รูปที่ 2) จุดร่วมของแคโทดของไดโอด VD2, VD4 คือขั้วบวกของวงจรเรียงกระแส, จุดร่วมของขั้วบวกของไดโอด VD1, VD3 คือขั้วลบ

รูปที่ 2-วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เฟสเดียว: a) วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นบวก, b) วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นลบ, c) ไดอะแกรมเวลาของการทำงาน

ขั้วของแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิจะเปลี่ยนไปตามความถี่ของเครือข่ายแหล่งจ่าย ไดโอดในวงจรนี้ทำงานเป็นคู่ในอนุกรม ในครึ่งวงจรบวกของแรงดัน u2 ไดโอด VD2, VD3 นำกระแสและแรงดันย้อนกลับถูกนำไปใช้กับไดโอด VD1, VD4 และปิด ในช่วงครึ่งวงจรเชิงลบของแรงดัน u2 กระแสจะไหลผ่านไดโอด VD1, VD4 และไดโอด VD2, VD3 จะปิด กระแสโหลดไหลตลอดเวลาในทิศทางเดียว

วงจรเป็นแบบคลื่นเต็ม (push-pull) เนื่องจากทั้งสองช่วงครึ่งของแรงดันไฟหลัก Un = 0.9U2 ค่าสัมประสิทธิ์การกระเพื่อม — 0.67 จะกระจายไปทั่วโหลด

การใช้วงจรไดโอดสวิตชิ่งบริดจ์ทำให้สามารถใช้หม้อแปลงเฟสเดียวเพื่อแก้ไขสองครึ่งรอบได้ นอกจากนี้ แรงดันย้อนกลับที่ใช้กับไดโอดยังน้อยกว่า 2 เท่า

ผู้ใช้ไฟฟ้าขนาดกลางและสูงได้รับกระแสตรงจาก วงจรเรียงกระแสสามเฟสการใช้ซึ่งช่วยลดภาระปัจจุบันของไดโอดและลดปัจจัยการกระเพื่อม

วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สามเฟส

วงจรประกอบด้วยไดโอดหกตัวซึ่งแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม (รูปที่ 2.61, a): แคโทด — ไดโอด VD1, VD3, VD5 และแอโนด VD2, VD4, VD6 โหลดเชื่อมต่อระหว่างจุดเชื่อมต่อของแคโทดและแอโนดของไดโอด นั่นคือ ถึงเส้นทแยงมุมของสะพานยืน วงจรเชื่อมต่อกับเครือข่ายสามเฟส

รูปที่ 3 — วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์สามเฟส: ก) วงจร ข) ไดอะแกรมเวลาของการทำงาน

ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง กระแสโหลดจะไหลผ่านไดโอดสองตัวในกลุ่มแคโทด ไดโอดที่มีศักย์แอโนดสูงสุดจะทำงานในทุก ๆ สามช่วงเวลา (รูปที่ 3, b) ในกลุ่มแอโนด ในช่วงเวลานี้ ไดโอดซึ่งแคโทดมีศักยภาพเชิงลบมากที่สุดจะทำงาน ไดโอดแต่ละตัวทำงานเป็นเวลาหนึ่งในสามของช่วงเวลา ปัจจัยการกระเพื่อมของวงจรนี้มีค่าเพียง 0.057

วงจรเรียงกระแสที่มีการควบคุม - วงจรเรียงกระแสที่พร้อมกับการแก้ไขแรงดันไฟสลับ (กระแส) ให้การควบคุมค่าของแรงดันที่แก้ไข (กระแส)

วงจรเรียงกระแสแบบควบคุมใช้เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง, ความสว่างของการเรืองแสงของหลอดไส้, เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ ฯลฯ

วงจรเรียงกระแสควบคุมสร้างขึ้นจากไทริสเตอร์และขึ้นอยู่กับการควบคุมช่วงเวลาเปิดของไทริสเตอร์

รูปที่ 4a แสดงไดอะแกรมของวงจรเรียงกระแสแบบควบคุมเฟสเดียว สำหรับความเป็นไปได้ในการแก้ไขแรงดันไฟหลักสองครึ่งคลื่นจะใช้หม้อแปลงที่มีขดลวดทุติยภูมิสองเฟสซึ่งจะมีการสร้างแรงดันไฟฟ้าสองเฟสที่มีเฟสตรงข้ามกัน ไทริสเตอร์เปิดอยู่ในแต่ละเฟส ครึ่งวงจรบวกของแรงดันไฟฟ้า U2 แก้ไขไทริสเตอร์ VS1, ลบ - VS2

วงจรควบคุม CS สร้างพัลส์เพื่อเปิดไทริสเตอร์ เวลาของพัลส์เปิดจะกำหนดจำนวนครึ่งคลื่นที่ปล่อยในโหลด ไทริสเตอร์จะเปิดขึ้นเมื่อมีแรงดันบวกบนขั้วบวกและพัลส์เปิดบนอิเล็กโทรดควบคุม

หากพัลส์มาถึงเวลา t0 (รูปที่ 4, b) ไทริสเตอร์จะเปิดสำหรับครึ่งรอบทั้งหมดและแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่โหลดหากเป็นเวลา t1, t2, t3 แสดงว่ามีเพียงส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายเท่านั้น ปล่อยเข้าสู่โหลด

รูปที่ 4 — วงจรเรียงกระแสแบบเฟสเดียว: ก) วงจร ข) ไดอะแกรมเวลาของการทำงาน

มุมการหน่วงเวลาซึ่งวัดจากช่วงเวลาของการจุดระเบิดตามธรรมชาติของไทริสเตอร์ซึ่งแสดงเป็นองศาเรียกว่ามุมควบคุมหรือการปรับ และแสดงด้วยตัวอักษร α โดยการเปลี่ยนมุม α (การเลื่อนเฟสของพัลส์ควบคุมที่สัมพันธ์กับแรงดันแอโนดของไทริสเตอร์) เราจะเปลี่ยนเวลาของสถานะเปิดของไทริสเตอร์และตามด้วยแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขในโหลด