Redresseur
Un redresseur est un dispositif électrique qui convertit le courant alternatif en courant continu ou au moins en courant avec seulement la valeur positive, un processus de du connu sous le nom de rectification . Des redresseurs sont utilisés comme composants des alimentations d'énergie et pendant que les détecteurs de la radio signale. Des redresseurs peuvent être faits de diodes de tube électronique du du à semi-conducteur des diodes , valves d'arc à mercure de et d'autres composants.
Un circuit qui remplit la fonction opposée (convertissant le C.) est connu comme inverseur .
Quand seulement une diode est utilisée pour rectifier le C. (par le blocage la partie négative ou positive de la forme d'onde , de la différence entre la diode limite et du redresseur limite est simplement une d'utilisation, c., le redresseur limite décrit une diode de qui est utilisée pour convertir le C. Presque tous les redresseurs comportent un certain nombre de diodes dans un arrangement spécifique pour convertir plus efficacement le C.C qu'est possible avec seulement une diode. Avant le développement des redresseurs de semi-conducteur de silicium, des diodes du et du cuivre de tube électronique de (I) l'oxyde ou les piles de redresseur du sélénium ont été employés.
Les récepteurs radioélectriques tôt, appelés les radios de cristal de ont employé un " ; " du favori du chat de ; du fil fin pressant sur un cristal de la galène (sulfure de de plomb) pour servir de point-prendre contact avec le redresseur ou le " ; " du détecteur à cristal ;. Dans la rectification de flamme de de systèmes de chauffage au gaz peut être employé pour détecter une flamme. Deux électrodes en métal dans la couche externe de la flamme fournissent un chemin et une rectification courants d'une tension alternative appliquée, mais seulement tandis que la flamme est présente.
Rectification à demi onde
Un redresseur demi-onde est un cas spécial d'une tondeuse . Dans la rectification à demi onde, la moitié positive ou négative de la vague à C. est passée facilement, alors que l'autre moitié est bloquée, selon la polarité du redresseur. Puisque seulement la moitié de l'onde d'entrée atteint le rendement, il est très inefficace si utilisé pour le transfert de puissance. La rectification à demi onde peut être réalisée avec une diode simple dans un approvisionnement d'une phase.style=" de
Rectification double alternance
La rectification double alternance convertit les deux polarités de l'onde d'entrée en C.C (courant continu), et est plus efficace. Cependant, dans un circuit avec un transformateur tapé par centre non- du , quatre diodes sont exigées au lieu de celle requise pour la rectification à demi onde. C'est dû à chaque polarité de rendement exigeant deux redresseurs chacun, par exemple, un pour quand la borne « X » à C. est positive et une pour quand la borne « Y » à C. L'autre rendement de C.C exige exactement la même chose, ayant pour résultat quatre différentes jonctions (voir la diode des semi-conducteurs ). Quatre redresseurs se sont chargés de la cette façon s'appellent un pont en diode de ou le pont redresseur :
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Un redresseur double alternance convertit la totalité de l'onde d'entrée en une de polarité constante (positive ou négative) à son rendement en renversant (ou le positif) les parties négatives de la forme d'onde de courant alternatif. Les parties positives (ou négatif) combinent ainsi avec les parties négatives (ou positif) renversées pour produire (ou le négatif) une tension entièrement positive/forme d'onde courante. monophasé, si le transformateur est center-tapped, puis forme dos à dos de deux diodes (c. anode-à-anode ou cathode-à-cathode) un redresseur double alternance.
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Une configuration de tube électronique de redresseur du très commun a contenu une cathode et anodes jumelles à l'intérieur d'une enveloppe simple ; de cette façon, les deux diodes ont exigé seulement un de tube électronique. Les 5U4 et les 5Y3 étaient des exemples populaires de cette configuration.style=" de
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Perte maximale
Un aspect de la plupart de rectification est une perte de tension d'entrée maximale à la tension de production maximale, provoquée par la tension de seuil de des diodes (environ 0.7 V pour les diodes ordinaires de p-n-jonction de silicium et 0.3 V pour diodes de Schottky de . La rectification à demi onde et la rectification double alternance using deux secondaries séparés auront une perte de tension de crête d'une baisse de diode. La rectification de pont aura une perte de deux baisses de diode. Ceci peut représenter la perte de puissance significative dans des approvisionnements de tension très basse. En outre, les diodes ne conduiront pas au-dessous de cette tension, ainsi le circuit passe seulement le courant à travers pour une partie de chaque moitié-cycle, faisant apparaître des segments courts de la tension nulle entre chaque " ; hump" ;.
Lissage produit par redresseur
Tandis que la rectification half-- et double alternance suffisent pour fournir une forme de rendement de C.C, ni l'un ni l'autre ne produit le C.C de constant-tension. Afin de produire le C.C régulier à partir d'un approvisionnement rectifié à C., un circuit de lissage, a parfois appelé un filtre , est exigé. Sous sa forme plus simple que ceci peut être ce qui est connue comme condensateur de réservoir de , filtrent le condensateur ou le condensateur de lissage, placé au rendement de C. Là restera toujours une quantité de tension de l'ondulation à C. où on ne lisse pas complètement la tension.Le classement par taille du condensateur représente une différence. Pour une charge donnée, un plus grand condensateur réduira l'ondulation mais coûtera plus et créera des courants de pointe plus élevée dans le transformateur secondaire et dans l'approvisionnement l'alimentant. Dans des cas extrêmes où beaucoup de redresseurs sont chargés sur un circuit de distribution d'énergie, il peut prouver difficile pour que l'autorité de distribution d'énergie maintienne une courbe sinusoïdale correctement formée de tension.
Pour une ondulation tolérable indiquée la taille required de condensateur est proportionnelle à la charge courante et inversement proportionnel à la fréquence d'approvisionnement et au nombre de crêtes de rendement du redresseur par cycle d'entrée. La charge courante et la fréquence d'approvisionnement sont généralement en dehors de la commande du concepteur du système de redresseur mais le nombre de crêtes par cycle d'entrée peut être affecté par le choix de la conception de redresseur.
Un redresseur demi-onde donnera seulement une crête par cycle et pour ceci et d'autres raisons est seulement employé dans les alimentations d'énergie très petites. Un redresseur double alternance réalise deux crêtes par cycle et c'est le meilleur qui peut être fait avec l'entrée monophasée. Pour les entrées triphasées un pont triphasé donnera six crêtes par cycle et encore des nombres plus élevés de crêtes peuvent être réalisés en employant des réseaux de transformateur placés avant le redresseur pour convertir en ordre supérieur de phase.
Pour réduire plus loin cette ondulation, un filtre de Condensateur-entrée de peut être utilisé. Ceci complète le condensateur de réservoir avec une bobine et un deuxième condensateur de filtre de , de sorte qu'un résultat plus régulier de C.C puisse être obtenu à travers les bornes du condensateur de filtre. La bobine présente une impédance élevée au courant d'ondulation.
Si la charge de C.C est très exigeante d'une tension d'alimentation douce, un régulateur de tension sera employé au lieu ou en plus du filtre de condensateur-entrée, pour enlever le bout de l'ondulation et pour traiter des variations des caractéristiques d'approvisionnement et de charge.
redresseurs de Tension-doublement
Le redresseur demi-onde simple peut être établi dans deux versions avec la diode se dirigeant dans des directions opposées, une version relie la borne négative du rendement directement à l'approvisionnement à C. et l'autre relie la borne positive du rendement directement à l'approvisionnement à C. En combinant les deux avec le rendement séparé le lissage de lui est possible d'obtenir de produire la tension la de la tension d'entrée presque double à C. Ceci fournit également un robinet au milieu qui permet l'utilisation d'un circuit tel qu'une offre de rail fendu.Une variante de ceci est d'utiliser deux condensateurs en série pour le rendement lissant sur un pont redresseur placent alors un commutateur entre le point médian de ces condensateurs et une des bornes d'entrée à C. Avec le commutateur ouvrir ce circuit agira comme un pont redresseur normal avec lui l'a fermé agira comme un redresseur de doublement de tension. En d'autres termes ceci le rend facile de dériver une tension rudement (+/- environ 15%) de C.C 320V de n'importe quelle alimentation réseau dans le monde, ceci peut alors être introduit dans une alimentation d'énergie commutée relativement simple de mode.
Applications
L'application primaire des redresseurs est de dériver l'alimentation CC Utilisable d'un approvisionnement à C. Pratiquement toute l'électronique excepté le moteur simple fait le tour comme des ventilateurs exigent un approvisionnement de C.C mais l'alimentation secteur est des utilisations de trouvaille à C. ainsi de redresseurs à l'intérieur des alimentations d'énergie en pratiquement tout le matériel électronique.La conversion de la tension CC D'un niveau à l'autre est beaucoup plus compliquée. Une méthode d'une telle conversion C.C est au premier converti au C. (using un dispositif a appelé un inverseur ), puis utilise un transformateur pour changer la tension, et le rectifie finalement de nouveau au C.
Les redresseurs trouvent également une utilisation dans la détection des signaux par radio modulés par amplitude du . Le signal les mai ou mai ne pas être amplifié avant détection mais avant si unamplified une diode de baisse de tension très basse doit être employé. À l'aide d'un redresseur pour la démodulation la résistance de condensateur et de charge doit être soigneusement assortie. Si bas une capacité aura comme conséquence le porteur à haute fréquence passant au rendement et trop haut aura comme conséquence le condensateur juste chargeant et restant chargé.
Des redresseurs sont également utilisés pour assurer la tension polarisée pour la soudure . Dans de tels circuits la commande du courant de sortie est exigée et ceci est parfois réalisé en remplaçant certaines des diodes dans le pont redresseur par les thyristors dont l'ouput de tension peut être réglé au moyen de contrôleurs mis le feu par phase .
Rectification de haute puissance
Les tubes à vide, les piles de redresseur d'oxyde de métal et les diodes de semi-conducteur sont utiles dans la gamme des milliampères à plusieurs mille ampères du courant dans un à un dispositif.Quelques solutions électromécaniques intéressantes ont été conçues et ont été employées avant l'arrivée des dispositifs d'électron. Par exemple, pour convertir le courant à C.C dans des locomotives électriques un redresseur synchrone peut être utilisé. Il se compose d'un moteur synchrone conduisant un ensemble de contacts électriques résistants. Le moteur tourne à temps avec la fréquence à C. et renverse périodiquement les raccordements à la charge au moment même où le courant sinusoïdal passe par un passage à zéro. Les contacts ne font pas doivent le commutateur de un grand courant, mais ils doivent pouvoir en mesure au portent un grand courant pour fournir la traction de du C.C de la locomotive circule en voiture dans le passé, les vibrateurs ont employé dans des alimentations de l'énergie batterie-à-haut-tension-C.C ont souvent contenu un deuxième ensemble de contacts qui ont effectué la rectification mécanique synchrone de la tension avancée.
Ces dernières années des redresseurs synchrones de semi-conducteur ont été conçus ; using des transistors du transistor MOSFET , ils peuvent également rectifier avec une chute de tension vers l'avant très basse et avoir l'avantage additionnel de pouvoir commuter extrêmement aux vitesses. Les redresseurs synchrones de semi-conducteur sont maintenant employés couramment dans ces unités électroniques de l'alimentation d'énergie conçues pour des tensions très basses de rendement (où la chute de tension dans un redresseur ordinaire représenterait une fraction inacceptable de la tension de rendement total).
Un autre type de redresseur utilisé dans les systèmes à haute tension de transport d'énergie du courant continu et le traitement industriel entre environ 1909 à 1975 est un redresseur d'arc à mercure de ou la valve d'arc à mercure de . Le dispositif est enfermé dans un navire en verre à bulbe ou un grand baquet en métal. Une électrode, la cathode , est submergée dans une piscine de mercure liquide au fond du navire et une ou plusieurs électrodes en graphite de grande pureté, appelées les anodes sont suspendues au-dessus de la piscine. Il peut y avoir plusieurs électrodes auxiliaires à faciliter en commençant et en maintenant l'arc. Quand un arc électrique est établi entre la piscine de cathode et les anodes suspendues, un jet des électrons passe de la cathode dans les anodes par le mercure ionisé, mais pas de l'autre manière. Ces dispositifs peuvent être utilisés aux niveaux de puissance des centaines de kilowatts, et peuvent être construits pour manipuler une à six phases du courant à C. Des redresseurs d'arc à mercure en grande partie ont été remplacés par des redresseurs de semi-conducteur de silicium à partir du milieu des années 70. Les redresseurs d'arc à mercure les plus puissants jamais établis ont été installés dans le projet hydraulique de CCHT de Bipole de fleuve du Nelson de de Manitoba , avec une estimation combinée de plus d'un million de kilowatts et de 450.
Le redresseur de General Electric Tungar de était un dispositif plein de gaz de tube électronique d'argon avec une cathode de filament de tungstène et une anode de bouton de carbone. Il était utile pour des chargeurs de batterie et des applications semblables des années 20 jusqu'à ce que les redresseurs à semi-conducteur peu coûteux l'aient supplanté. Ceux-ci se sont composés à quelques cent volts et à quelques ampères évaluant, et dans quelques tailles a fortement ressemblé à une lampe à incandescence avec une électrode additionnelle.
Un autre type de redresseur, d'un moteur-générateur réglé de de ou du convertisseur tournant semblable, n'est pas un redresseur dans le sens strict. Ici, un moteur à courant alternatif Est mécaniquement couplé à un générateur de C. Le générateur de C.C produit un courant alternatif multiphasé dans ses enroulements, mais un collecteur est utilisé pour convertir les courants alternatifs en résultat à courant continu ; ou un générateur homopolaire produit directement le courant continu sans besoin de collecteur. De tels dispositifs sont utiles pour produire des milliers d'ampères de courant continu aux dix aux centaines de volts.
Brevets
; &mdash ; Redresseurs d'oxyde de cuivre (L. Geiger ont développé ce dispositif ; 1927)
Voir également
Diode Redresseur en métal de
Inverseur (électrique) - pour convertir le C.
Redresseur de précision de
Multiplicateur de tension de
Redresseur commandé par silicium
Radio en cristal
Rectification optique
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