Redresseur pleine onde | C'est circuit, formule, facteur important et efficacité

Contenu

Rectification et redresseur

Types de redresseur

Redresseur pleine onde

Circuit et fonctionnement du redresseur à onde complète

Formule de redresseur à onde complète

Graphique du redresseur à onde complète

Facteur de forme

Facteur d'ondulation

Facteur d'utilisation du transformateur (TUF)

Efficacité du redresseur pleine onde

Différence entre le redresseur pleine onde et le redresseur demi-onde

Rectification

La rectification est le processus électrique pour convertir un courant alternatif (ou tension) en courant continu (ou tension).

A redresseur est un appareil qui a une faible résistance au courant dans un sens et une résistance plus élevée dans un autre ordre.

Types de redresseur

Les redresseurs peuvent être classés en trois types -

  1. Redresseur demi-onde
  2. Redresseur pleine onde
  3. Redresseur en pont

Redresseur pleine onde

Les redresseurs pleine onde sont des types de redresseurs qui convertissent le courant alternatif en courant continu et le courant alternatif en courant continu. Ce type de redresseur permet aux deux moitiés de la tension d'entrée alternative de traverser le circuit. Deux diodes sont nécessaires pour réaliser un redresseur pleine onde.

Circuit et fonctionnement du redresseur à onde complète

Un redresseur pleine onde est illustré dans le circuit ci-dessous.

Redresseur pleine onde
Redresseur Full Wave utilisant deux diodes.
Crédit image: WDWDFullwave.rectifier.frCC BY 3.0

Il y a un transformateur T côté entrée. le transformateur T augmente ou diminue la tension alternative fournie sur le côté primaire. C'est un transformateur à prise centrale. Une tension d'entrée alternative de V = nVoSinwt est appliqué dans le circuit. N est le rapport de rotation du transformateur à prise centrale. Deux diodes sont connectées au parcours. Le courant passe à travers une diode pendant la première moitié du cycle et traverse l'autre diode pendant la moitié suivante du processus. C'est ainsi qu'un courant unidirectionnel circule vers la charge.

Il s'agit d'une version modifiée et également améliorée du redresseur demi-onde. Nous utilisons un transformateur à prise centrale. Chaque moitié du secondaire du transformateur a un nombre égal de tours; la tension induite dans chaque moitié du secondaire est égale en valeurs et opposée en phase.

Maintenant, pour toute instance du demi-cycle d'entrée, le point A a une tension positive concernant O (centre). Le point inférieur B a une tension égale mais de magnitude négative (c'est le transformateur à prise centrale). Ainsi, la diode D1 conduit le courant et la diode D2 n'apparaît pas à cette moitié du cycle. Pour la moitié suivante du processus, la diode D1 est polarisée par révérence et la diode D2 est polarisée en direct. Ainsi, la diode D1 ne conduit pas le courant alors que D2 le fait pour cette moitié du cycle d'entrée. Le courant de charge est la somme du courant de la diode D1 et de la diode D2 des deux cycles de tension d'entrée.

Les diodes D1 et D2 sont identiques, de sorte que la valeur moyenne du courant de charge pour un circuit redresseur pleine onde est le double de celle d'un redresseur demi-onde.

Lorsque les deux moitiés du cycle traversent le circuit, on parle de redresseur demi-onde. 

Comment fonctionne un transformateur? Cliquez pour savoir!

Formule et équations du redresseur à onde complète

Du circuit,

Vi est la tension d'entrée; Vb est la tension de la diode, rd est la résistance dynamique, R est la résistance de charge, Vo est la tension de sortie.

Tension moyenne O / p:

Vo = VmSinωt; 0 t ≤ π

Vav = 1 / π *  ∫ 0 Vo d (poids)

Ou, Vav = 1/ *  ∫ 0 VmSinwt d (poids)

Ou, Vav = (Vm/ π) [- Cosωt]0π

Ou, Vav = (Vm / π) * [- (- 1) - (- (1))]

Ou, Vav = (Vm/ ) * 2

Ou, Vav = 2 Vm / π = 0.64 Vm

Le courant de charge moyen (Iav) vient comme = 2 * Im/ π

La valeur RMS (Root Means Square) du courant:

Irms = [1 / π * ∫ 0 I2  d (ωt)]1/2

Je = jemSinωt; 0 t ≤ π

Ou Jerms = [1 / π * ∫ 0 Im2  Péché2ωt d (ωt)]1/2

Ou Jerms = [Jem2/ π * ∫ 0 Péché2ωt d (ωt)]1/2

Maintenant, Sin2ωt = ½ (1 - Cos2ωt)

Ou Jerms = [Jem2/ π * ∫ 0 (1 - Cos2ωt) d (ωt)]1/2

Ou Jerms = [Jem2/ 2] ½   Ou Jerms = Im/ √2

La tension RMS est de - Vrms = Vm/ √2.

L'importance de la valeur RMS est qu'elle équivaut à la valeur DC.

À condition que la valeur RMS soit ≤ Valeur de crête

Tension inverse de crête (PIV):

La tension inverse de crête ou PIV est un paramètre important. Elle est définie comme la tension de polarisation inverse maximale appliquée à travers la diode avant d'entrer dans la région Zenner ou la région de panne.

Pour un redresseur pleine onde. La tension inverse de crête est donnée par PIV> = 2Vm

Si, à tout moment, PIV <Vm, la diode sera endommagée.

Le courant de charge d'un circuit redresseur est fluctuant et unidirectionnel. La sortie est une fonction périodique du temps. En utilisant le théorème de Fourier, on peut conclure que le courant de charge a une valeur moyenne superposée à laquelle sont des courants sinusoïdaux ayant des fréquences harmoniquement liées. La moyenne de la quantité continue du courant de charge est - Idc = 1 / 2π * ∫0Icharge d (ωt)

Icharge est le courant de charge instantané au temps t, et  est la fréquence angulaire de la tension sinusoïdale source. Une plus excellente valeur de Idc implique une meilleure performance du circuit redresseur.

Graphique du redresseur à onde complète

Le diagramme suivant représente le graphique d'entrée et de sortie.

Graphique redresseur pleine onde, source d'image - Électronique de base

Facteur de forme

Le facteur de forme d'un redresseur pleine onde peut être défini comme le rapport RMS (Root Means Square) Valeur de la tension de charge à la valeur moyenne Tension de charge.

Facteur de forme = Vrms / Vav

Vrms = Vm/2

Vav = Vm /

Facteur de forme = (Vm/ √2) / (2 * Vm/ π) = π / 2√2 = 1.11

Donc, on peut écrire, Vrms = 1.11 * Vav.

Facteur d'ondulation

Le facteur d'ondulation est donné comme la valeur RMS (Root Means Square) du composant AC à la valeur moyenne de la sortie. Le courant de sortie comprend à la fois les composants CA et CC. Le facteur d'ondulation mesure le pourcentage de composants CA présents dans la sortie redressée. Le symbole représente le facteur d'ondulation - γ

Io = Iac + Idc

Ou Jeac = Io - JEdc

Ou Jeac = [1 / (2π) ∫ 0 (I-Idc) * (I-Idc) d (ωt) * 1/2

Ou Jeac = [Jerms2 + Idc2- 2 Idc2] 1/2

Ou Jeac = [Jerms2 - JEdc2] 1/2

Donc, facteur d'ondulation,

= jerms2 - JEdc2 / Jedc2

ou, γ = [(Irms2 - JEdc2) - 1] 1/2

γFWR = 0.482

Facteur d'utilisation du transformateur

Le facteur d'utilisation du transformateur est défini comme le rapport de puissance CC fourni à la charge nominale de puissance CA du transformateur.

TUF = Pdc/ Pac(noté)

Maintenant, pour trouver le facteur d'utilisation du transformateur, nous avons besoin de la tension secondaire nominale. Disons que Vs. / √2. Le courant RMS à travers l'enroulement est Im/ 2.

Donc, TUF = Idc2 RL / (Vs/ √2) * (jem / 2)

TUF = (2Im/ )2RL / ( JEm2 (Rf +RL) / (2√2) = 2√2 / π 2 * (1 / (1 + Rf/RL))

Si Rf << RL, puis,

TUF = 8 / 2 = 0.812

Le facteur d'utilisation moyen du transformateur est =

(0.574 + 0.812) / 2 = 0.693

L'augmentation du facteur d'utilisation du transformateur suggère une meilleure performance du redresseur pleine onde.

Efficacité du redresseur pleine onde

L'efficacité du redresseur à onde complète est définie comme le rapport entre la puissance CC disponible à la charge et la puissance CA d'entrée. Il est représenté par le symbole - η

= Pcharge / Pin * 100

ou, η = Idc2 * R / Irms2 * R, comme P = VI, & V = IR

Maintenant jerms = Im/ √2 et moidc = 2 * Im/ π

Donc, η = (4Im2/2) / (JEm2/ 2)

= 8 / π2 * 100% = 81.2%

L'efficacité d'un circuit redresseur pleine onde idéal est = 81.2%

Spécifiez la différence entre le redresseur demi-onde et le redresseur pleine onde

Objet de la comparaisonRedresseur demi-ondeRedresseur pleine onde
Nombre de diodes utiliséesUne seule diode est utiliséeDeux diodes sont utilisées
Flux de courantLe courant circule dans le circuit uniquement pendant la moitié positive du cycle d'entrée.Le courant circule dans le circuit pendant toute la moitié du cycle d'entrée.
Transformateur requisToute abaisser or élévateur transformateur,Les transformateurs à prise centrale sont le centre requis pour les redresseurs pleine onde.
Tension inverse de crêtePour un redresseur demi-onde, la tension inverse de crête est la tension maximale aux bornes de l'enroulement secondaire du transformateur.Pour le redresseur pleine onde, la tension inverse de crête de chaque diode est le double de la tension maximale entre la prise centrale et toute autre extrémité de l'enroulement secondaire du transformateur.
Fréquence du courant de chargeLa fréquence du courant de charge dans le redresseur demi-onde est la même que celle de l'alimentation en fréquence d'entrée.La fréquence du courant de charge est le double de l'alimentation d'entrée.
Facteur d'ondulationLe facteur d'ondulation est de 1.21Le facteur d'ondulation est de 0.482
Facteurs d'utilisation du transformateurLe facteur d'utilisation du transformateur est de 0.287Pour un transformateur pleine onde, TUF est = 0.693
ÉconomiquesL'efficacité d'un redresseur demi-onde est inférieure à celle d'un redresseur pleine onde et est = 40.56%L'efficacité est supérieure au redresseur demi-onde et est = 81.2%

Quelques problèmes avec les redresseurs Full Wave

1. Un redresseur pleine onde a une charge de 1 kilo-ohm. La tension alternative appliquée est de 220 V (valeur RMS). Si les résistances internes des diodes sont négligées, quelle sera la tension d'ondulation à travers la résistance de charge?

une. 0.542 V

b. 0.585 V

c. 0.919 V

ré. 0.945 V

La tension d'ondulation est = γ * Vdc / 100

Vdc = 0.636 * Vrms * √2 = 0.636 * 220 * √2 = 198 V.

Le facteur d'ondulation d'un redresseur pleine onde est de 0.482

D'où la tension d'ondulation = 0.482 * 198/100 = 0.945 V

2. Si la tension de crête d'un circuit redresseur pleine onde est de 5 V et que la diode est une diode au silicium, quelle sera la tension inverse de crête sur la diode?

La tension inverse de crête est un paramètre important défini comme la tension de polarisation inverse maximale appliquée à travers la diode avant d'entrer dans la région de claquage. Si la tension nominale inverse de crête est inférieure à la valeur, une panne peut se produire. La tension inverse de crête de la diode est le double de la tension de crête = 2 Vm -Vd pour un redresseur pleine onde. Vd est la tension d'entrée de la diode. Maintenant, pour une diode au silicium, la tension d'enclenchement = 0.7 V. Donc, la tension inverse de crête = 2 * 5 -0.7 volts = 9.3 volts.

3. Une entrée de 200Sin 100 πt volt est appliquée à un redresseur pleine onde. Quelle est la fréquence d'ondulation de sortie?

V = VmSinωt

Ici, ω = 100

La fréquence est donnée par - ω / 2 = 100/2 = 50 Hz.

La fréquence de sortie d'une fréquence centrale est doublée par rapport à la fréquence d'entrée. Ainsi, la fréquence de sortie = 50 * 2 = 100 Hz.

4. Quelle est l'application principale d'un redresseur? Quel appareil effectue l'opération inverse?

Un redresseur transforme la tension alternative en tension continue. Un oscillateur convertit une tension continue en tension alternative.

À propos de Sudipta Roy

Je suis un passionné d'électronique et je me consacre actuellement au domaine de l'électronique et des communications.
J'ai un vif intérêt pour l'exploration des technologies modernes telles que l'IA et l'apprentissage automatique.
Mes écrits sont consacrés à fournir des données précises et mises à jour à tous les apprenants.
Aider quelqu'un à acquérir des connaissances me procure un immense plaisir.

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