การจำแนกประเภทของวงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์

อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานจากแหล่งกระแสสลับเป็นกระแสตรงเรียกว่าวงจรเรียงกระแส วงจรเรียงกระแสสามารถแสดงในรูปแบบของบล็อกไดอะแกรมที่แสดงในรูปที่ 1.

มากำหนดลักษณะองค์ประกอบหลักของโครงร่าง:

ก) หม้อแปลงไฟฟ้าทำหน้าที่จับคู่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออกของวงจรเรียงกระแสและการแยกทางไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแสแต่ละวงจร (เช่น แยกเครือข่ายแหล่งจ่ายและเครือข่ายโหลด)

b) บล็อกวาล์วให้การไหลของกระแสทิศทางเดียวในวงจรโหลดซึ่งเป็นผลมาจากการที่แรงดันไฟฟ้าสลับถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่เต้นเป็นจังหวะ

v) ตัวกรองการปรับให้เรียบที่ออกแบบมาเพื่อลดการกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าในโหลดให้เป็นค่าที่ต้องการ

G) ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ใช้เพื่อทำให้ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขคงที่เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายผันผวนหรือเมื่อกระแสโหลดเปลี่ยนแปลง

ข้าว. 1 — บล็อกไดอะแกรมของวงจรเรียงกระแส

ความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ในวงจรเรียงกระแสขึ้นอยู่กับวงจรเรียงกระแสเป็นสำคัญภายใต้วงจรเรียงกระแส เข้าใจแผนภาพการเชื่อมต่อของขดลวดหม้อแปลงและขั้นตอนการเชื่อมต่อวาล์วกับขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง

วงจรเรียงกระแส (วงจรเรียงกระแส) จำแนกตามลักษณะสำคัญดังต่อไปนี้:

1. ตามจำนวนเฟสของแหล่งจ่ายกระแสสลับจะแยกความแตกต่างระหว่างวงจรเรียงกระแสแบบเฟสเดียวและ วงจรเรียงกระแสสามเฟส.

2. โดยวิธีการเชื่อมต่อวาล์วกับขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง - วงจรศูนย์โดยใช้จุดศูนย์ (กลาง) ของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงและวงจรบริดจ์ซึ่งแยกจุดศูนย์หรือขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเป็นเดลต้า เชื่อมต่อ

วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เฟสเดียว

แผนภาพเวลาของแรงดันและกระแสของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์

ด้วยขั้วบวกของแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง (ระบุขั้วโดยไม่มีวงเล็บ) ในช่วงเวลา 0 — υ1 (0 — π) กระแสจะถูกส่งโดยไดโอด D1 และ D2 แรงดันตกคร่อมไดโอดในช่วงการนำไฟฟ้ามีค่าใกล้เคียงกับศูนย์ (วาล์วในอุดมคติ) ดังนั้นแรงดันครึ่งคลื่นที่เป็นบวกบนขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงจึงถูกนำไปใช้กับโหลด ทำให้เกิดแรงดัน ud = u2 บนมัน ในช่วง υ1 — υ2 (π — 2π) ขั้วของแรงดันไฟฟ้า u1 และ u2 จะกลับด้าน ซึ่งจะนำไปสู่การปลดล็อกไดโอด D3 และ D4 ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้า u2 จะเชื่อมต่อกับโหลดที่มีขั้วเดียวกันกับในช่วงเวลาก่อนหน้า ดังนั้นแรงดันเอาต์พุต ud ที่มีโหลดตัวต้านทานล้วนของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์จึงมีรูปแบบของคลื่นครึ่งคลื่นแรงดันยูนิโพลาร์ (ud = u2)

3.การใช้พลังงานโดยวงจรเรียงกระแสโหลดแบ่งออกเป็นพลังงานต่ำ (หน่วยเป็น kW) กำลังปานกลาง (หลายสิบ kW) และกำลังสูง (Ppot> 100 kW)

4. โดยไม่คำนึงถึงกำลังของวงจรเรียงกระแส วงจรทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นวงจรเดียวหรือครึ่งวงจรและสองวงจร (เต็มคลื่น)

รอบเดียว — เป็นวงจรที่กระแสผ่านขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงหนึ่งครั้งต่อคาบ (ครึ่งคาบหรือบางส่วน) วงจรศูนย์ทั้งหมดเป็นวงจรเดียว

วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นเฟสเดียวที่มีเอาต์พุตจุดศูนย์ของหม้อแปลง

แผนภาพเวลาของวงจรเรียงกระแสเอาต์พุตเป็นศูนย์เฟสเดียวพร้อมโหลดที่ใช้งานอยู่

การแก้ไขคลื่นแบบเต็มในวงจรทำได้โดยการสร้างหม้อแปลงที่มีขดลวดทุติยภูมิสองเส้น ขดลวดเชื่อมต่อเป็นอนุกรมและมีจุดศูนย์ (ศูนย์กลาง) ร่วมกัน ปลายว่างของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับแอโนดของวาล์ว D1 และ D2 และแคโทดของวาล์วที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันจะเป็นขั้วบวกของวงจรเรียงกระแส ขั้วลบของวงจรเรียงกระแสเป็นจุดเชื่อมต่อทั่วไป (เป็นกลาง) ของขดลวดทุติยภูมิ ดังนั้นหม้อแปลงจึงทำหน้าที่ในวงจรนี้เพื่อให้ตรงกับขนาดของแรงดันไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าในโหลดและเพื่อสร้างจุดกึ่งกลาง (ศูนย์) เห็นได้ชัดว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง u1 และ u2 (หรือ EMF e1 และ e2) มีขนาดเท่ากันและถูกเลื่อนโดยสัมพันธ์กับจุดศูนย์ 180 ° เช่น อยู่ในแอนติเฟส

ในช่วงเวลาใด ๆ ไดโอดนี้จะนำกระแสที่มีขั้วบวกเป็นบวกดังนั้นในช่วงเวลา 0 — π ไดโอด D1 เปิดอยู่และแรงดันเฟสของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง ud = u2-1 ถูกนำไปใช้กับความต้านทานโหลด Rn (Rd) ไดโอด D2 ในช่วง 0 — π ถูกปิดเนื่องจากมีการใช้แรงดันลบกับมัน เมื่อสิ้นสุดช่วงเวลา แรงดันและกระแสในวงจรจะเป็นศูนย์

ในช่วงเวลาการทำงานถัดไปของวงจร π — 2π แรงดันไฟฟ้าของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิจะกลับขั้ว ดังนั้นไดโอด D2 จะเปิดและไดโอด D1 จะปิด นอกจากนี้ กระบวนการในห่วงโซ่การแก้ไขยังเป็นแบบวนซ้ำ เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไข ud ประกอบด้วยคลื่นครึ่งคลื่นแบบยูนิโพลาร์ของแรงดันเฟสของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง รูปร่างของกระแสโหลดที่มีโหลดตัวต้านทานล้วนเป็นไปตามรูปร่างของแรงดัน ไดโอด D1 และ D2 นำกระแสเป็นอนุกรมเป็นเวลาครึ่งงวด

5. โดยการนัดหมายล่วงหน้า:

a) วงจรเรียงกระแสกำลังต่ำตามกฎแล้วเฟสเดียวใช้ในระบบควบคุมเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แต่ละบล็อกในอุปกรณ์วัด ฯลฯ

b) วงจรเรียงกระแสกำลังปานกลางและกำลังสูงเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการติดตั้งในอุตสาหกรรม

6. รูปแบบการยืดผมแบ่งออกเป็นแบบง่ายและซับซ้อน วงจรอย่างง่ายประกอบด้วยวงจรเฟสเดียวและสามเฟส วงจรนิวทรัลและบริดจ์ ในวงจรเชิงซ้อน (หรือวงจรเชิงซ้อน) วงจรง่ายๆ หลายๆ วงจรจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนาน

7. ตามประเภท (ลักษณะ) ของสินค้า วงจรเรียงกระแสเฟสเดียวมีลักษณะการเต้นของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขแล้วอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อลดแรงกระเพื่อมบนโหลด ตัวกรองการปรับให้เรียบจะใช้ตามองค์ประกอบปฏิกิริยาของโช้ก (L) และ ตัวเก็บประจุ (ค). ลักษณะของวงจรอินพุตของตัวกรองการปรับให้เรียบพร้อมกับโหลดจะเป็นตัวกำหนดประเภทของโหลดบนวงจรเรียงกระแส มีความแตกต่างระหว่างการทำงานของวงจรเรียงกระแสสำหรับโหลดที่ใช้งานอยู่ (R — NG) โหลดแบบแอคทีฟอินดักทีฟ (RL — NG) โหลดที่ใช้งานอยู่ และตัวกรองแบบคาปาซิทีฟ (RC — NG)

โดยทั่วไปแล้ววงจรเรียงกระแสทั้งหมดจะใช้กับ RL — NG เป็นหลัก เนื่องจากวงจรเรียงกระแสกำลังต่ำมักทำงานร่วมกับตัวกรอง LC และวงจรเรียงกระแสกำลังสูงที่มีตัวกรอง L

7. โดยการควบคุม ให้แยกความแตกต่างระหว่างวงจรเรียงกระแสที่ไม่มีการควบคุมและวงจรเรียงกระแสที่มีการควบคุม

ปริญญาเอก Kolyada L.I.