Токоизправител

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Jump to navigation Jump to search
Токоизправителен диод с монтираща апаратура. Резбата закрепя устройството към охлаждането.
Силов диоден изправител за електрически локомотив ВЛ80С.

Токоизправителят е устройство или електрическа верига, които преобразуват променливия ток (AC) към прав ток (DC), а процесът е известен като токоизправяне.[1] Той присъства като основна част в захранващите устройства на огромна част от електроуредите и електронната техника. Електрическата схема на токоизправителя позволява мрежовото променливотоково захранващо напрежение от 220 V да се трансформира в по-ниско или по-високо и чрез импулси с еднаква полярност да се постигне т. нар. прав ток. Това се реализира с полупроводникови изправители – селенови изправители (набор от селенови клетки) или диоди, с електронна лампа диод (популярна с наименованието радиолампа), с живачни изправители и др. В зависимост от потребностите и изискванията за последващо използване на това електрическо захранване, се прилагат различни схеми за намаляване нивото на пулсациите чрез прилагане на филтърни групи съставени от кондензатори и индуктивни елементи(дросели), които са неотменна част от токоизправителя.

Устройство, което има обратната функция (преобразува правия в променлив ток), се нарича инвертор.

Устройство[редактиране | редактиране на кода]

Почти всички токоизправители се състоят от n-брой диоди или тиристори включени в определено схемно подреждане за по-ефективно преобразуване. В този смисъл два са основните метода за преобразуване на променливия в прав ток. Схемно токоизправителите се реализират с еднопътно и двупътно изправяне. Това значи, че в първия случай се пропускат към последващия товар само вълните с еднаква полярност. Ефективността на това изправяне не е голяма-използва се само единия период от енергията на променливия електрически ток. Тази евтина и проста схема на токоизправяне се прилага за захранване на маломощни електронни консуматори, без високи изисквания към пулсациите на изправеното напрежение.

Двупътното изправяне се реализира с повече от един електронен елемент. Тази схема позволява пропускането и на двете полувълни на променливото напрежение, което двойно увеличава не само електрическата енергия във веригата на консуматора, но и значително подобрява качеството на полученото напрежение от токоизточника.

Видове[редактиране | редактиране на кода]

Еднопопупериодни изправители[редактиране | редактиране на кода]

Еднополупериоден изправител

При еднополупериодните токоизправители единият полупериод на захранващото напрежение се пропуска а другия е блокиран от диода. Тъй като само едната половина бива пропусната в изправеното напрежение има паузи, което го прави не е ефективен за употреба при захранване от ел. мрежа (с честота 50 или 60 Hz). Също така внася хармоници и изкривявания в захранващата мрежа, тъй като електроенергия се консумира само през единия полупериод на мрежовото напрежение. Въпреки това еднополупериодните изправители, работещи на по-висока честота присъстват в състава на по-сложни преобразувателни системи. Еднополупериодно токоизправяне може да се постигне с един диод в еднофазово захранване или от три диода в трифазово захранване.

Двуполупериодни изправители[редактиране | редактиране на кода]

Двуполупериоден изправител

Двуполупериодните изправители изправят и положителния и отрицателния полупериод на входното напрежение. Мостовият изправител (известен също като "мост на Грец" или просто "Грец") се състои от четири диода, свързани както е показано на фигурата.

Друга разновидност на двуполупериоден изправител е т. нар изправител със средна точка на трансформатора (англ. neutral point rectifier) или двуфазен еднополупериоден изправител. За еднофазна променливотокова мрежа ако трансформатора към мрежата е с разделена на две вторична намотка, от вторичната си страна той образува двуфазна система напрежения, дефазирани на 180 електрически градуса помежду си (т.е. в "противофаза" едно спрямо друго) между краищата на двете вторични намотки и общата им (средна) точка. Тогава са необходими само два диода свързани с катодите си към товара и анодите към крайщата на двете вторични намотки на трансформатора за постигане на двуполупериоден изправител. Действието му и неговите характеристики са идентични с тези на мостовия изправител. Единствената разлика се състои в това, че в диодите трябва да блокират в обратна посока сумата от напреженията на двете вторични (полу)намотки на трансформатора.

Литература[редактиране | редактиране на кода]

  1. Théodore Wildi, Gilbert Sybille. Electrotechnique. 3ème édition. Канада, DeBoeck Université, 2003. ISBN 2-7637-7593-4. с. 763 – 769.