Dans la période même des années 1880, l’identification et le caractère unique des redresseurs ont commencé. L'avancement des redresseurs a inventé diverses approches dans le domaine de l'électronique de puissance. La diode initiale qui a été utilisée dans le redresseur a été conçue en 1883. Avec l'évolution des diodes à vide qui a été lancée dans les premiers jours des années 1900, il est arrivé des limitations aux redresseurs. Alors qu'avec les modifications apportées aux tubes à arc au mercure, l'utilisation des redresseurs a été étendue à diverses gammes de mégawatts. Et le seul type de redresseur est le redresseur demi-onde.

Une amélioration des diodes à vide a montré une évolution pour les tubes à arc au mercure et ces tubes à arc au mercure ont été appelés tubes redresseurs. Avec le développement des redresseurs, de nombreux autres matériaux ont été mis au point. Donc, ceci est une brève explication de la façon dont les redresseurs ont été évolués et comment ils se sont développés. Expliquons clairement et en détail ce qu'est un redresseur demi-onde, son circuit, son principe de fonctionnement et ses caractéristiques.

“comment souder de petits appareils électroniques ”

Qu'est-ce que Half Wave Rectifier?

Un redresseur est un appareil électronique qui convertit la tension alternative en tension continue. En d'autres termes, il convertit le courant alternatif en courant continu. Un redresseur est utilisé dans presque tous les appareils électroniques. Il est principalement utilisé pour convertir la tension du secteur en tension CC dans le source de courant section. En utilisant des dispositifs électroniques d'alimentation en tension continue, ils fonctionnent. Selon la période de conduction, les redresseurs sont classés en deux catégories: redresseur demi-onde et Redresseur pleine onde

Construction

Comparé à un redresseur pleine onde, un HWR est le redresseur le plus facile à construire. Seulement avec une seule diode, la construction de l'appareil peut être faite.

Construction HWR

Un redresseur demi-onde comprend les composants ci-dessous:

Source de courant alternatif
La résistance à la section de charge
Une diode
Un transformateur abaisseur

Source CA

Cette source de courant fournit du courant alternatif à l'ensemble du circuit. Ce courant alternatif est généralement représenté sous la forme d'un signal sinusoïdal.

Transformateur abaisseur

Afin d'augmenter ou de diminuer la tension alternative, un transformateur est généralement utilisé. Comme un transformateur abaisseur est utilisé ici, il diminue la tension alternative tandis que lorsqu'un transformateur élévateur est utilisé, il augmente la tension alternative d'un niveau minimal à un niveau élevé. Dans un HWR, un transformateur principalement abaisseur est utilisé, car la tension requise pour une diode est très minimale. Lorsqu'un transformateur n'est pas utilisé, une grande quantité de tension alternative endommagera la diode. Alors que dans quelques situations, un transformateur élévateur peut également être utilisé.

Dans le dispositif abaisseur, l'enroulement secondaire a des spires minimales que celui de l'enroulement primaire. Pour cette raison, un transformateur abaisseur diminue le niveau de tension du primaire au secondaire.

Diode

L'utilisation d'une diode dans un redresseur demi-onde permet la circulation du courant dans un seul sens alors qu'elle arrête la circulation du courant dans un autre chemin.

Résistance

Il s'agit de l'appareil qui bloque le flux de courant électrique uniquement à un niveau spécifié.

C'est le construction d'un redresseur demi-onde .

Fonctionnement du redresseur demi-onde

Pendant le demi-cycle positif, la diode est en condition de polarisation directe et elle conduit le courant vers RL (résistance de charge). Une tension est développée à travers la charge, qui est la même que le signal CA d'entrée du demi-cycle positif.

En variante, pendant le demi-cycle négatif, la diode est en condition de polarisation inverse et il n'y a pas de circulation de courant à travers la diode. Seule la tension d'entrée CA apparaît aux bornes de la charge et c'est le résultat net qui est possible pendant le demi-cycle positif. La tension de sortie fait pulser la tension continue.

Circuits redresseurs

Les circuits monophasés ou multiphasés relèvent du circuits redresseurs . Pour les applications domestiques, des circuits redresseurs monophasés de faible puissance sont utilisés et les applications HVDC industrielles nécessitent un redressement triphasé. L'application la plus importante d'un Diode de jonction PN est la rectification et c'est le processus de conversion AC en DC.

Rectification demi-onde

Dans un redresseur demi-onde monophasé, la moitié négative ou positive de la tension alternative circule, tandis que l'autre moitié de la tension alternative est bloquée. Par conséquent, la sortie ne reçoit que la moitié de l'onde alternative. Une seule diode est nécessaire pour un redressement demi-onde monophasé et trois diodes pour une alimentation triphasée. Le redresseur demi-onde produit plus de contenu d'ondulation que les redresseurs pleine onde et pour éliminer les harmoniques, il nécessite beaucoup plus de filtrage.

Redresseur demi-onde monophasé

Pour une tension d'entrée sinusoïdale, la tension CC de sortie sans charge pour un redresseur demi-onde idéal est

Vrms = Vpeak / 2

Vdc = Vpeak / ᴨ

Où

Vdc, Vav - Tension de sortie CC ou tension de sortie moyenne
Vpeak - valeur de crête de la tension de phase d'entrée
Vrms - la tension de sortie de la valeur quadratique moyenne

Fonctionnement du redresseur demi-onde

La diode de jonction PN ne conduit que pendant la condition de polarisation directe. Le redresseur demi-onde utilise le même principe que la diode de jonction PN et convertit ainsi CA en CC. Dans un circuit redresseur demi-onde, la résistance de charge est connectée en série avec la diode de jonction PN. Le courant alternatif est l'entrée du redresseur demi-onde. Un transformateur abaisseur prend une tension d'entrée et la sortie résultante de le transformateur est donnée à la résistance de charge et à la diode.

Le fonctionnement du HWR est expliqué en deux phases qui sont

Processus demi-onde positif
Processus demi-onde négatif

Demi-onde positive

Lorsqu'une fréquence de 60 Hz comme tension alternative d'entrée, un transformateur abaisseur la réduit en tension minimale. Ainsi, une tension minimale est générée au niveau de l’enroulement secondaire du transformateur. Cette tension à l'enroulement secondaire est appelée tension secondaire (Vs). La tension minimale est fournie comme tension d'entrée à la diode.

Lorsque la tension d'entrée atteint la diode, au moment du demi-cycle positif, la diode passe en condition de polarisation directe et permet la circulation du courant électrique, tandis qu'au moment du demi-cycle négatif, la diode passe en condition de polarisation négative. et obstrue la circulation du courant électrique. Le côté positif du signal d'entrée qui est appliqué à la diode est le même que la tension continue continue qui est appliquée à la diode P-N. De la même manière, le côté négatif du signal d'entrée qui est appliqué à la diode est le même que la tension continue inverse qui est appliquée à la diode P-N

Ainsi, on savait que la diode conduit le courant dans une condition de polarisation directe et obstrue la circulation du courant dans une condition polarisée en inverse. De la même manière, dans un circuit alternatif, la diode permet la circulation du courant pendant la durée du cycle + ve et bloque la circulation du courant au moment du cycle -ve. En venant à + ve HWR, il n'obstruera pas entièrement les -ve demi-cycles, il autorise quelques segments de -ve demi-cycles ou permet un courant négatif minimal. Il s'agit de la génération actuelle en raison des porteurs de charge minoritaires qui se trouvent dans la diode.

La génération de courant à travers ces porteurs de charge minoritaires est très minime et peut donc être négligée. Cette portion minimale de -ve demi-cycles ne peut pas être observée au niveau de la section de charge. Dans une diode pratique, on considère que le courant négatif est «0».

La résistance au niveau de la section de charge utilise le courant continu qui est produit par la diode. Ainsi, la résistance est appelée résistance de charge électrique où la tension / courant continu est calculé à travers cette résistance (R_L). La sortie électrique est considérée comme le facteur électrique du circuit qui utilise le courant électrique. Dans un HWR, la résistance utilise le courant produit par la diode. Pour cette raison, la résistance est appelée résistance de charge. Le R_Ldans HWR est utilisé pour la restriction ou la limitation du courant continu supplémentaire généré par la diode.

Ainsi, il a été conclu que le signal de sortie dans un redresseur demi-onde est un demi-cycle continu + ve qui est de forme sinusoïdale.

Demi-onde négative

Le fonctionnement et la construction du redresseur demi-onde de manière négative sont presque identiques au redresseur demi-onde positive. Le seul scénario qui sera modifié ici est la direction de la diode.

Lorsque la tension d'entrée atteint la diode, au moment du demi-cycle négatif, la diode passe en condition de polarisation directe et permet la circulation du courant électrique, tandis qu'au moment du demi-cycle positif, la diode passe en condition de polarisation négative. et obstrue la circulation du courant électrique. Le côté négatif du signal d'entrée qui est appliqué à la diode est le même que la tension continue continue qui est appliquée à la diode P-N. De la même manière, le côté positif du signal d'entrée qui est appliqué à la diode est le même que la tension continue inverse qui est appliquée à la diode P-N

Ainsi, il était connu que la diode conduit le courant dans une condition polarisée en inverse et obstrue la circulation du courant dans une condition polarisée en direct. De la même manière, dans un circuit alternatif, la diode permet la circulation du courant pendant la durée de -ve cycle et bloque la circulation du courant au moment du cycle + ve. En venant à -ve HWR, il n'obstruera pas entièrement les + cinq demi-cycles, il autorise quelques segments de + cinq demi-cycles ou autorise un courant positif minimal. Il s'agit de la génération actuelle en raison des porteurs de charge minoritaires qui se trouvent dans la diode.

La génération de courant à travers ces porteurs de charge minoritaires est très minime et peut donc être négligée. Cette portion minimale de + cinq demi-cycles ne peut pas être observée au niveau de la section de charge. Dans une diode pratique, on considère qu’un courant positif est «0».

Dans une diode idéale, les demi-cycles + ve et -ve à la section de sortie semblent être similaires à + ve et -ve demi-cycle Mais dans des scénarios pratiques, les demi-cycles + ve et -ve sont quelque peu différents des cycles d'entrée et c'est négligeable.

Ainsi, il a été conclu que le signal de sortie dans un redresseur demi-onde est un demi-cycle continu de -ve qui est de forme sinusoïdale. Ainsi, la sortie du redresseur demi-onde est constituée de signaux sinusoïdaux continus + ve et -ve, mais pas de signal continu pur et sous forme pulsée.

Fonctionnement du redresseur demi-onde

Cette valeur DC pulsée est modifiée sur une courte période.

Fonctionnement d'un redresseur demi-onde

Pendant le demi-cycle positif, lorsque l'enroulement secondaire de l'extrémité supérieure est positif par rapport à l'extrémité inférieure, la diode est en condition de polarisation directe et elle conduit le courant. Pendant les demi-cycles positifs, la tension d'entrée est appliquée directement à la résistance de charge lorsque la résistance directe de la diode est supposée être nulle. Les formes d'onde de la tension de sortie et du courant de sortie sont les mêmes que celles de la tension d'entrée CA.

Pendant le demi-cycle négatif, lorsque l'enroulement secondaire de l'extrémité inférieure est positif par rapport à l'extrémité supérieure, la diode est en état de polarisation inverse et elle ne conduit pas de courant. Pendant le demi-cycle négatif, la tension et le courant aux bornes de la charge restent nuls. L'amplitude du courant inverse est très petite et elle est négligée. Ainsi, aucune puissance n'est fournie pendant le demi-cycle négatif.

Une série de demi-cycles positifs est la tension de sortie qui est développée à travers la résistance de charge. La sortie est une onde continue pulsée et pour rendre les ondes de sortie lisses, des filtres, qui doivent être à travers la charge, sont utilisés. Si l'onde d'entrée est de demi-cycle, on parle alors de redresseur demi-onde.

Circuits redresseurs demi-onde triphasés

Le redresseur triphasé demi-onde non contrôlé nécessite trois diodes, chacune connectée à une phase. Le circuit redresseur triphasé souffre d'une grande quantité de distorsion harmonique sur les connexions CC et CA. Il y a trois impulsions distinctes par cycle sur la tension de sortie côté CC.

Un HWR triphasé est principalement utilisé pour convertir une alimentation CA triphasée en une alimentation CC triphasée. En cela, à la place des diodes, on utilise des commutateurs appelés commutateurs incontrôlés. Ici, les interrupteurs non contrôlés correspondent qu'il n'existe aucune approche de régulation des temps ON et OFF des interrupteurs. Cet appareil est construit en utilisant une alimentation triphasée qui est connectée à un transformateur triphasé où l’enroulement secondaire du transformateur a toujours une connexion en étoile.

Ici, seule la connexion en étoile est suivie du fait qu'un point neutre est nécessaire pour avoir à nouveau la connexion de la charge à l'enroulement secondaire du transformateur, offrant ainsi un sens de retour pour le flux de puissance.

La construction générale du HWR triphasé fournissant une charge purement résistive est illustrée dans l'image ci-dessous. Dans la conception de la construction, chaque phase du transformateur est appelée source CA individuelle.

Le rendement obtenu grâce à un transformateur triphasé est de près de 96,8%. Bien que l'efficacité d'un HWR triphasé soit supérieure à celle d'un HWR monophasé, elle est inférieure aux performances d'un redresseur triphasé pleine onde.

HWR triphasé

Caractéristiques du redresseur demi-onde

Les caractéristiques d'un redresseur demi-onde pour les paramètres suivants

PIV (tension inverse de crête)

Pendant la condition de polarisation inverse, la diode doit résister en raison de sa tension maximale. Pendant le demi-cycle négatif, aucun courant ne traverse la charge. Ainsi, une tension entière apparaît à travers la diode car il y a une chute de tension à travers la résistance de charge.

PIV d'un redresseur demi-onde = V_SMAX

C'est le PIV du redresseur demi-onde .

Courants moyens et de pointe dans la diode

En supposant, la tension aux bornes du secondaire du transformateur est sinusoïdale et sa valeur de crête est V_SMAX. La tension instantanée qui est donnée au redresseur demi-onde est

Vs = V_SMAXSans poids

“ce qui convertit l'analogique en numérique ”

Le courant traversant la résistance de charge est

je_MAX= V_SMAX/ (R_F+ R_L)

Régulation

La régulation est la différence entre la tension à vide et la tension à pleine charge par rapport à la tension à pleine charge, et la régulation de tension en pourcentage est donnée comme

% Régulation = {(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load} * 100

Efficacité

Le rapport entre l'entrée CA et la sortie CC est appelé efficacité (?).

? = Pdc / Pac

Une alimentation CC fournie à la charge est

Pdc = I^deux_dcR_L= (Je_MAX/ ᴨ)^deuxR_L

Le courant alternatif d'entrée du transformateur,

Pac = dissipation de puissance dans la résistance de charge + dissipation de puissance dans la diode de jonction

= Je^deux_rmsR_F+ Je^deux_rmsR_L= {I^deux_MAX/ 4} [R_F+ R_L]

? = Pdc / Pac = 0,406 / {1 + R_F/ R_L}

“qu'est-ce qu'un transformateur abaisseur ”

L'efficacité d'un redresseur demi-onde est de 40,6% lorsque R_Fest négligé.

Facteur d'ondulation (γ)

Le contenu d'ondulation est défini comme la quantité de contenu CA présent dans le CC de sortie. Si le facteur d'ondulation est inférieur, les performances du redresseur seront supérieures. La valeur du facteur d'ondulation est de 1,21 pour un redresseur demi-onde.

La puissance CC générée par le HWR n'est pas un signal CC exact, mais un signal CC pulsé, et sous la forme CC pulsée, il existe des ondulations. Ces ondulations peuvent être réduites en utilisant des dispositifs de filtrage tels que des inducteurs et des condensateurs.

Pour calculer le nombre d'ondulations dans le signal CC, un facteur est utilisé et s'appelle un facteur d'ondulation qui est représenté par γ . Lorsque le facteur d'ondulation est élevé, il montre une onde continue pulsée étendue tandis qu'un facteur d'ondulation minimal montre une onde CC pulsée minimale,

Lorsque la valeur de γ est très minimale, cela signifie que le courant continu de sortie est presque le même qu'un signal continu pur. Ainsi, on peut affirmer que plus le facteur d'ondulation est bas, plus le signal CC est fluide.

Dans une forme mathématique, ce facteur d'ondulation est désigné comme la proportion de la valeur RMS de la section AC à la section DC de la tension de sortie.

Facteur d'ondulation = valeur RMS de la section AC / valeur RMS de la section DC

je^deux= Je^deux_dc+ Je^deux₁+ Je^deux_deux+ Je^deux₄= Je^deux_dc+ Je^deux_et

γ = je_et/ JE_dc= (Je^deux- JE^deux_dc) / JE_dc= {(Je_rms/ JE^deux_dc) / Idc = {(I_rms/JE^deux_dc) -1} = k_F^deux-1)

Où kf - facteur de forme

kf = Irms / Iavg = (Imax / 2) / (Imax / ᴨ) = ᴨ / 2 = 1,57

Alors, c = (1,572 - 1) = 1,21

Facteur d'utilisation du transformateur (TUF)

Il est défini comme le rapport de la puissance CA fournie à la charge et à la puissance nominale CA du secondaire du transformateur. La TUF du redresseur demi-onde est d'environ 0,287.

HWR avec filtre condensateur

Selon la théorie générale qui a été discutée ci-dessus pour la sortie d'un redresseur demi-onde est un signal CC pulsé. Ceci est obtenu en sortie lorsqu'un HWR est exploité sans implémenter de filtre. Les filtres sont le dispositif qui est utilisé pour transformer le signal continu pulsé en signaux CC fixes, ce qui signifie (conversion du signal pulsé en signal lisse). Ceci peut être réalisé en supprimant les ondulations de courant continu qui se produisent dans le signal.

Même si ces appareils peuvent être théoriquement utilisés sans filtre, ils sont supposés être mis en œuvre pour toutes les applications pratiques. Comme l'appareil CC aura besoin d'un signal constant, le signal pulsé doit être converti en un signal lisse afin d'être utilisé pour des applications réelles. C'est la raison pour laquelle HWR est utilisé avec un filtre dans des scénarios pratiques. À la place d'un filtre, un inducteur ou un condensateur peut être utilisé, mais le HWR avec un condensateur est le dispositif le plus généralement utilisé.

L'image ci-dessous explique le schéma de circuit de la construction de redresseur demi-onde avec filtre à condensateur et comment il adoucit le signal CC pulsé.

Avantages et inconvénients

Comparé au redresseur pleine onde, un redresseur demi-onde n'est pas très utilisé dans les applications. Même si cet appareil présente peu d'avantages. Le les avantages du redresseur demi-onde sont :

Bon marché - Parce qu'un nombre minimal de composants sont utilisés
Simple - Pour la raison que la conception du circuit est complètement simple
Facile à utiliser - La construction étant simple, l'utilisation de l'appareil sera également si rationalisée
Un faible nombre de composants

Le inconvénients du redresseur demi-onde sommes:

Au niveau de la section de charge, la puissance de sortie est incluse avec les composants CC et CA où le niveau de fréquence de base est similaire au niveau de fréquence de la tension d'entrée. En outre, il y aura un facteur d'ondulation accru, ce qui signifie que le bruit sera élevé et un filtrage étendu est nécessaire pour fournir une sortie CC constante.
Comme il n'y aura de fourniture d'énergie qu'au moment d'un demi-cycle de la tension alternative d'entrée, leurs performances de redressement sont minimes et la puissance de sortie sera également moindre.
Le redresseur demi-onde a un facteur d'utilisation minimal du transformateur
Au niveau du noyau du transformateur, il se produit une saturation DC, ce qui entraîne un courant magnétisant, des pertes d'hystérésis et également le développement d'harmoniques.
La quantité de courant continu fournie par un redresseur demi-onde n'est pas suffisante pour générer même une quantité générale d'alimentation. Alors que cela peut être utilisé pour quelques applications telles que le chargement de la batterie.

Applications

Le principal application du redresseur demi-onde est d'obtenir une alimentation CA à partir d'une alimentation CC. Les redresseurs sont principalement employés des circuits internes des alimentations électriques dans presque tous les appareils électroniques. Dans les alimentations, le redresseur est généralement disposé en série et se compose ainsi du transformateur, d'un filtre de lissage et d'un régulateur de tension. Peu des autres applications de HWR sont:

La mise en œuvre d'un redresseur dans l'alimentation électrique permet la conversion du courant alternatif en courant continu. Les redresseurs en pont sont largement utilisés pour d'énormes applications, où ils ont la capacité de convertir une tension alternative de haut niveau en une tension continue minimale.
La mise en œuvre de HWR aide à obtenir le niveau requis de tension continue grâce à des transformateurs abaisseur ou élévateur.
Cet appareil est également utilisé dans le fer à souder types de circuits et est également utilisé dans un répulsif contre les moustiques afin de pousser le fil pour les vapeurs.
Utilisé sur un appareil radio AM à des fins de détection
Utilisé comme circuits de déclenchement et de génération d'impulsions
Mis en œuvre dans des amplificateurs de tension et des dispositifs de modulation.

Il s'agit de la Circuit redresseur demi-onde et travailler avec ses caractéristiques. Nous pensons que les informations fournies dans cet article vous sont utiles pour une meilleure compréhension de ce projet. De plus, pour toute question concernant cet article ou toute aide à la mise en œuvre projets électriques et électroniques , vous pouvez vous sentir libre de nous contacter en commentant dans la section commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction principale du redresseur demi-onde?