విద్యుత్ శక్తి సౌకర్యవంతంగా రవాణా చేయబడుతుంది మరియు ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ రూపంలో పరిమాణంతో మార్చబడుతుంది. ఇది తుది వినియోగదారుకు ఈ రూపంలో పంపిణీ చేయబడుతుంది. కానీ అనేక పరికరాలను శక్తివంతం చేయడానికి మీకు ఇప్పటికీ ప్రత్యక్ష వోల్టేజ్ అవసరం.
కంటెంట్‌లు
ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో రెక్టిఫైయర్లు
ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్‌ను డైరెక్ట్ వోల్టేజ్‌గా మార్చడం రెక్టిఫైయర్ల పని. ఈ పరికరం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు రేడియో మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో రెక్టిఫైయర్ పరికరాల యొక్క ప్రధాన ఉపయోగాలు:
- పవర్ ఎలక్ట్రికల్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు (ట్రాక్షన్ సబ్‌స్టేషన్లు, ఎలెక్ట్రోలిసిస్ ప్లాంట్లు, సింక్రోనస్ జనరేటర్ల ఉత్తేజిత వ్యవస్థలు) మరియు శక్తివంతమైన డైరెక్ట్ కరెంట్ మోటార్లు కోసం డైరెక్ట్ కరెంట్ ఏర్పడటం;
- ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల కోసం విద్యుత్ సరఫరా;
- మాడ్యులేటెడ్ రేడియో సిగ్నల్స్ గుర్తింపు;
- ఆటోమేటిక్ గెయిన్ కంట్రోల్ సిస్టమ్‌లను నిర్మించడం కోసం డైరెక్ట్ వోల్టేజ్ నిర్మాణం, ఇన్పుట్ సిగ్నల్ స్థాయికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
రెక్టిఫైయర్ అప్లికేషన్‌ల యొక్క పూర్తి పరిధి చాలా విస్తృతమైనది మరియు వాటన్నింటినీ ఒకే అవలోకనంలో జాబితా చేయడం అసాధ్యం.
రెక్టిఫైయర్ల సూత్రాలు
రెక్టిఫైయర్ పరికరాలు మూలకాల యొక్క వన్-వే కండక్షన్ యొక్క ఆస్తిపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఇది వివిధ మార్గాల్లో చేయవచ్చు.మెకానికల్ సింక్రోనస్ మెషీన్లు లేదా వాక్యూమ్ పరికరాలను ఉపయోగించడం వంటి పారిశ్రామిక అనువర్తనాల కోసం అనేక మార్గాలు గతానికి సంబంధించినవి. ఈ రోజుల్లో, ఒక వైపు కరెంటును నిర్వహించే కవాటాలు ఉపయోగించబడుతున్నాయి. చాలా కాలం క్రితం, అధిక శక్తి రెక్టిఫైయర్ల కోసం పాదరసం పరికరాలు ఉపయోగించబడ్డాయి. ఈ రోజుల్లో, ఇవి ఆచరణాత్మకంగా సెమీకండక్టర్ (సిలికాన్) మూలకాలచే భర్తీ చేయబడ్డాయి.
ఒక సాధారణ రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్
రెక్టిఫైయర్ పరికరాన్ని వివిధ సూత్రాల ప్రకారం నిర్మించవచ్చు. పరికరాల పథకాలను విశ్లేషించేటప్పుడు, ఏదైనా రెక్టిఫైయర్ యొక్క అవుట్పుట్ వద్ద వోల్టేజ్ షరతులతో మాత్రమే స్థిరంగా పిలువబడుతుందని గుర్తుంచుకోవాలి. ఈ యూనిట్ పల్సేటింగ్ ఏకదిశాత్మక వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది చాలా సందర్భాలలో ఫిల్టర్‌ల ద్వారా సున్నితంగా ఉండాలి. కొంతమంది వినియోగదారులకు సరిదిద్దబడిన వోల్టేజ్ యొక్క స్థిరీకరణ కూడా అవసరం.
సింగిల్ ఫేజ్ రెక్టిఫైయర్లు
సరళమైన AC వోల్టేజ్ రెక్టిఫైయర్ ఒకే డయోడ్.
ఇది సైన్ వేవ్ యొక్క పాజిటివ్ హాఫ్-వేవ్‌ను వినియోగదారునికి పంపుతుంది మరియు నెగటివ్ హాఫ్-వేవ్‌ను "కట్ ఆఫ్" చేస్తుంది.
అటువంటి పరికరం యొక్క అప్లికేషన్ ఫీల్డ్ చిన్నది - ప్రధానంగా, విద్యుత్ సరఫరాలను మార్చడంలో రెక్టిఫైయర్లుసాపేక్షంగా అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేసే స్విచ్డ్-మోడ్ పవర్ సప్లైస్ యొక్క రెక్టిఫైయర్లు. ఇది ఒక దిశలో ప్రవహించే కరెంట్‌ను అందించినప్పటికీ, దీనికి ముఖ్యమైన ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి:
- అధిక స్థాయి అలలు - ఒక పెద్ద మరియు గజిబిజిగా ఉండే కెపాసిటర్ సున్నితంగా మరియు స్థిరమైన కరెంట్‌ని పొందేందుకు అవసరం;
- స్టెప్-డౌన్ (లేదా స్టెప్-అప్) ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క శక్తిని అసంపూర్తిగా ఉపయోగించడం, అవసరమైన బరువు మరియు కొలతలు పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది;
- సగటు అవుట్పుట్ EMF ఇన్పుట్ EMFలో సగం కంటే తక్కువ;
- డయోడ్ కోసం పెరిగిన అవసరాలు (మరోవైపు - ఒక వాల్వ్ మాత్రమే అవసరం).
అందువలన, అత్యంత విస్తృతమైనది రెండు అర్ధ-కాలం (వంతెన) సర్క్యూట్.
ఇక్కడ, లోడ్ ద్వారా కరెంట్ ఒకే దిశలో కాలానికి రెండుసార్లు ప్రవహిస్తుంది:
- ఎరుపు బాణాలు సూచించిన మార్గంలో సానుకూల సగం-వేవ్;
- ఆకుపచ్చ బాణాలు సూచించిన మార్గంలో ప్రతికూల సగం-తరంగం.
ప్రతికూల తరంగం కోల్పోలేదు మరియు కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, కాబట్టి ఇన్పుట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క శక్తి మరింత పూర్తిగా ఉపయోగించబడుతుంది. సగటు EMF సింగిల్ హాఫ్-వేవ్ వెర్షన్ కంటే రెండింతలు. పల్సేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ఆకృతి సరళ రేఖకు చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది, అయితే మృదువైన కెపాసిటర్ ఇప్పటికీ అవసరం. దాని సామర్థ్యం మరియు కొలతలు మునుపటి సందర్భంలో కంటే చిన్నవిగా ఉంటాయి, ఎందుకంటే పల్సేషన్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మెయిన్స్ వోల్టేజ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి రెండుసార్లు ఉంటుంది.
మీరు రెండు సారూప్య వైండింగ్‌లతో కూడిన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను కలిగి ఉంటే, ఇది సిరీస్లో లేదా మధ్యలో ట్యాప్ ఉన్న వైండింగ్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటే, మరొక సర్క్యూట్ ప్రకారం డబుల్-హాఫ్-పీరియడ్ రెక్టిఫైయర్‌ను నిర్మించవచ్చు.
ఇది వాస్తవానికి సింగిల్ హాఫ్-పీరియడ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క రెట్టింపు, కానీ డబుల్ హాఫ్-పీరియడ్ యొక్క అన్ని ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ప్రతికూలత నిర్దిష్ట డిజైన్ యొక్క ట్రాన్స్ఫార్మర్ అవసరం.
ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఔత్సాహికంగా తయారు చేసినట్లయితే, సెకండరీని అవసరమైన విధంగా మూసివేసేందుకు ఎటువంటి అడ్డంకి లేదు, కానీ ఇనుము కొంత పరిమాణంలో ఉండాలి. కానీ 4 డయోడ్లకు బదులుగా 2 డయోడ్లు మాత్రమే ఉపయోగించబడతాయి. ఇది బరువు మరియు పరిమాణాలలో నష్టాన్ని భర్తీ చేస్తుంది మరియు గెలుస్తుంది.
రెక్టిఫైయర్ అధిక కరెంట్ కోసం రూపొందించబడితే మరియు కవాటాలు హీట్ సింక్‌లపై అమర్చబడి ఉంటే, సగం సంఖ్యలో డయోడ్‌లను ఇన్‌స్టాల్ చేయడం వల్ల గణనీయమైన పొదుపు లభిస్తుంది. బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్‌తో పోలిస్తే అటువంటి రెక్టిఫైయర్ రెండు రెట్లు అంతర్గత నిరోధకతను కలిగి ఉందని మీరు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి, కాబట్టి ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్‌ల తాపన మరియు సంబంధిత నష్టాలు కూడా ఎక్కువగా ఉంటాయి.
మూడు-దశల రెక్టిఫైయర్లు
మునుపటి సర్క్యూట్ నుండి, ఇదే సూత్రంపై సమావేశమైన మూడు-దశల వోల్టేజ్ రెక్టిఫైయర్‌కు వెళ్లడం తార్కికం.
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క ఆకృతి సరళ రేఖకు చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది, అలల స్థాయి 14% మాత్రమే, మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ మెయిన్స్ వోల్టేజ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి మూడు రెట్లు సమానంగా ఉంటుంది.
మరియు ఇంకా ఈ సర్క్యూట్ యొక్క మూలం ఒకే అర్ధ-కాల రెక్టిఫైయర్, కాబట్టి మూడు-దశల వోల్టేజ్ మూలంతో కూడా అనేక ప్రతికూలతలు తొలగించబడవు. ప్రధానమైనది ట్రాన్స్ఫార్మర్ పవర్ పూర్తిగా వినియోగించబడలేదు మరియు సగటు EMF 1.17⋅E.2eff (ఎఫెక్టివ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ సెకండరీ EMF).
ఉత్తమ పారామితులు వంతెన మూడు-దశల సర్క్యూట్ కలిగి ఉంటాయి.
ఇక్కడ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ రిపుల్ యొక్క వ్యాప్తి అదే 14%, కానీ ఫ్రీక్వెన్సీ ఇన్పుట్ AC వోల్టేజ్ యొక్క తక్కువ పౌనఃపున్యంతో సమానంగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఫిల్టరింగ్ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ సమర్పించబడిన అన్ని ఎంపికలలో చిన్నదిగా ఉంటుంది. మరియు అవుట్పుట్ EMF మునుపటి సర్క్యూట్లో కంటే రెండు రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది.
ఈ రెక్టిఫైయర్ "స్టార్" సర్క్యూట్లో సెకండరీ వైండింగ్ కలిగి ఉన్న అవుట్పుట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్తో ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే అదే వాల్వ్ అసెంబ్లీ "డెల్టా" సర్క్యూట్లో అవుట్పుట్ చేర్చబడిన ట్రాన్స్ఫార్మర్తో ఉపయోగించినప్పుడు చాలా తక్కువ ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.
ఇక్కడ అలల యొక్క వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ మునుపటి పథకం వలె ఉంటుంది. కానీ సగటు EMF మునుపటి సర్క్యూట్ కంటే ఒక కారకం ద్వారా తక్కువగా ఉంటుంది. అందువలన, ఈ కనెక్షన్ చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది.
వోల్టేజ్ గుణకారంతో రెక్టిఫైయర్లు
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క బహుళంగా ఉండే రెక్టిఫైయర్‌ను నిర్మించడం సాధ్యమవుతుంది. ఉదాహరణకు, వోల్టేజ్ రెట్టింపుతో సర్క్యూట్లు ఉన్నాయి:
ఇక్కడ, కెపాసిటర్ C1 ప్రతికూల అర్ధ-వ్యవధిలో ఛార్జ్ చేయబడుతుంది మరియు ఇన్పుట్ సైన్ వేవ్ యొక్క పాజిటివ్ వేవ్‌తో సిరీస్లో మారుతుంది. ఈ నిర్మాణం యొక్క ప్రతికూలత రెక్టిఫైయర్ యొక్క తక్కువ లోడ్ సామర్థ్యం, అలాగే కెపాసిటర్ C2 రెట్టింపు వోల్టేజ్ విలువ కింద ఉంది. అందువల్ల, రేడియో ఇంజనీరింగ్‌లో యాంప్లిట్యూడ్ డిటెక్టర్‌ల కోసం తక్కువ-శక్తి సిగ్నల్‌లను రెట్టింపు చేయడంతో సరిదిద్దడానికి, ఆటోమేటిక్ గెయిన్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్లలో కొలిచే బాడీగా ఇటువంటి పథకం ఉపయోగించబడుతుంది.
ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్లో డబ్లింగ్ సర్క్యూట్ యొక్క మరొక వెర్షన్ ఉపయోగించబడుతుంది.
లాటౌర్ సర్క్యూట్ ప్రకారం అసెంబుల్ చేయబడిన ఒక డబల్లర్ పెద్ద లోడ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. కెపాసిటర్లు ప్రతి ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కింద ఉన్నాయి, కాబట్టి మాస్ మరియు కొలతలు పరంగా ఈ రూపాంతరం కూడా మునుపటి కంటే గెలుస్తుంది. సానుకూల సగం వ్యవధిలో కెపాసిటర్ C1 ఛార్జ్ చేయబడుతుంది, ప్రతికూల సగం వ్యవధిలో - C2. కెపాసిటర్లు సిరీస్లో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు లోడ్‌కు సంబంధించి అవి సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, కాబట్టి లోడ్పై వోల్టేజ్ మొత్తానికి సమానం ఛార్జ్ చేయబడిన కెపాసిటర్ల వోల్టేజీల. అలల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లైన్ వోల్టేజ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి రెండు రెట్లు సమానంగా ఉంటుంది మరియు విలువ ఆధారపడి ఉంటుంది కెపాసిటర్ల విలువపై. వారు ఎక్కువ, తక్కువ అలలు. మరియు ఇక్కడ సహేతుకమైన రాజీని కనుగొనడం అవసరం.
సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతికూలత లోడ్ టెర్మినల్స్లో ఒకదానిని గ్రౌండింగ్ చేయడాన్ని నిషేధించడం - ఈ సందర్భంలో డయోడ్లు లేదా కెపాసిటర్లలో ఒకటి చిన్నదిగా ఉంటుంది.
ఈ సర్క్యూట్‌ని ఎన్నిసార్లు అయినా క్యాస్కేడ్ చేయవచ్చు. అందువలన, స్విచింగ్ సూత్రాన్ని రెండుసార్లు పునరావృతం చేయడం ద్వారా, మీరు వోల్టేజ్ క్వాడ్రప్లింగ్ మొదలైనవాటితో సర్క్యూట్ పొందవచ్చు.
సర్క్యూట్లో మొదటి కెపాసిటర్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క వోల్టేజ్ని తట్టుకోగలగాలి, ఇతరులు సరఫరా వోల్టేజ్ని రెట్టింపు చేయగలగాలి. అన్ని గేట్లను డబుల్ రివర్స్ వోల్టేజ్ కోసం రూపొందించాలి. వాస్తవానికి, సర్క్యూట్ యొక్క విశ్వసనీయ ఆపరేషన్ కోసం, అన్ని పారామితులు కనీసం 20% మార్జిన్ కలిగి ఉండాలి.
తగిన డయోడ్లు లేనట్లయితే, మీరు వాటిని సిరీస్లో కనెక్ట్ చేయవచ్చు - ఇది గరిష్టంగా అనుమతించదగిన వోల్టేజ్ని బహుళంగా పెంచుతుంది. కానీ ప్రతి డయోడ్‌కు సమాంతరంగా ఈక్వలైజింగ్ రెసిస్టర్‌లను చేర్చాలి. ఇది చేయవలసిన అవసరం ఉంది, లేకపోతే గేట్ల యొక్క పారామితుల యొక్క వైవిధ్యం కారణంగా రివర్స్ వోల్టేజ్ డయోడ్ల మధ్య అసమానంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది. ఫలితంగా డయోడ్‌లలో ఒకదానికి అత్యధిక విలువ ఉంటుంది. మరియు గొలుసు యొక్క ప్రతి మూలకం రెసిస్టర్‌తో షంట్ చేయబడితే (వాటి రేటింగ్ ఒకే విధంగా ఉండాలి), అప్పుడు రివర్స్ వోల్టేజ్ ఖచ్చితంగా ఒకే విధంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది.ప్రతి రెసిస్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన డయోడ్ యొక్క రివర్స్ రెసిస్టెన్స్ కంటే 10 రెట్లు తక్కువగా ఉండాలి. ఈ సందర్భంలో సర్క్యూట్ ఆపరేషన్లో అదనపు మూలకాల ప్రభావం తగ్గించబడుతుంది.
ఈ సర్క్యూట్లో డయోడ్ల సమాంతర కనెక్షన్ అవసరం లేదు, ఇక్కడ ప్రవాహాలు చిన్నవి. కానీ ఇది ఇతర రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ లోడ్ తీవ్రమైన శక్తిని ఆకర్షిస్తుంది. సమాంతర కనెక్షన్ వాల్వ్ ద్వారా అనుమతించదగిన ప్రవాహాన్ని గుణిస్తుంది, కానీ పరామితి విచలనాన్ని మరలు చేస్తుంది. ఫలితంగా, ఒక డయోడ్ అత్యంత కరెంట్ తీసుకోగలదు మరియు దానిని నిలబెట్టుకోదు. దీనిని నివారించడానికి, ప్రతి డయోడ్‌తో ఒక రెసిస్టర్ సిరీస్లో ఉంచబడుతుంది.
రెసిస్టర్ యొక్క రేటింగ్ ఎంపిక చేయబడింది, తద్వారా గరిష్ట కరెంట్ వద్ద వోల్టేజ్ డ్రాప్ 1 వోల్ట్ అవుతుంది. కాబట్టి, 1 A యొక్క కరెంట్ కోసం, ప్రతిఘటన 1 ఓం ఉండాలి. ఈ సందర్భంలో శక్తి కనీసం 1 వాట్ ఉండాలి.
సిద్ధాంతంలో, వోల్టేజ్ గుణకారాన్ని అనంతానికి పెంచవచ్చు. ఆచరణలో, అటువంటి రెక్టిఫైయర్ల లోడ్ సామర్థ్యం ప్రతి అదనపు దశతో తీవ్రంగా పడిపోతుందని గుర్తుంచుకోండి. ఫలితంగా, పరిస్థితికి రావడం సాధ్యమవుతుంది, లోడ్పై వోల్టేజ్ కుంగిపోయినప్పుడు గుణకారం యొక్క గుణకారం మించిపోతుంది మరియు రెక్టిఫైయర్ పనిని అర్ధంలేనిదిగా చేస్తుంది. అటువంటి అన్ని సర్క్యూట్లలో ఈ ప్రతికూలత అంతర్లీనంగా ఉంటుంది.
తరచుగా ఇటువంటి వోల్టేజ్ మల్టిప్లైయర్‌లు మంచి ఇన్సులేషన్‌లో ఒకే మాడ్యూల్‌గా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. ఉదాహరణకు, మానిటర్‌గా కాథోడ్ రే ట్యూబ్‌తో టీవీ సెట్‌లు లేదా ఒస్సిల్లోస్కోప్‌లలో అధిక వోల్టేజ్ని సృష్టించడానికి ఇటువంటి పరికరాలు ఉపయోగించబడ్డాయి. చోక్స్ ఉపయోగించి రెట్టింపు సర్క్యూట్లు కూడా తెలిసినవి, కానీ అవి విస్తృతంగా లేవు - వైండింగ్ భాగాలు తయారు చేయడం కష్టం మరియు ఆపరేషన్లో చాలా నమ్మదగినది కాదు.
రెక్టిఫైయర్ పథకాలు చాలా ఉన్నాయి. ఈ యూనిట్ యొక్క విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలను బట్టి, సర్క్యూట్ ఎంపిక మరియు మూలకాల గణనను స్పృహతో సంప్రదించడం చాలా ముఖ్యం. ఈ సందర్భంలో మాత్రమే, సుదీర్ఘమైన మరియు నమ్మదగిన ఆపరేషన్ హామీ ఇవ్వబడుతుంది.
సంబంధిత కథనాలు:
