Likriktare II

Som redan visats i kapitlet ”Likriktare I” på Instegscertifikat-nivån släpper en enskild diod bara igenom den positiva halvperioden. För att det ska bli en användbar likspänning behövs dessutom minst en kondensator som jämnar ut den pulserande utspänningen (se koppling HAREC-10.9.1).

Den här alternativtexten har ännu inte granskats.
1) Kort sammanfattning: Kopplingsschema med transformator, seriekopplad diod D samt en kondensator C_L och ett lastmotstånd R_L, som båda är anslutna mellan övre ledningen och returledningen; pilar U_E och U_L markerar spänningsriktningar.
2) Detaljerad beskrivning: Längst till vänster en tvåpolig ingång med växelspänningssymbol (~), ansluten till primärlindningen på en transformator; till höger om den sekundärlindningen med två anslutningar. Den övre sekundäranslutningen leder åt höger genom en diod märkt D (symbol: triangel mot lodrät linje, spetsen åt höger) till en knutpunkt som är ritad som en fylld punkt. Från denna knutpunkt går nedåt en kondensator märkt C_L (två parallella plattor) till den nedre returledningen, som slutar vid transformatorns nedre sekundäranslutning; kondensatorns nedre anslutning är likaså markerad med en fylld punkt. Från samma övre knutpunkt leder till höger ett lastmotstånd som en rektangel märkt R_L nedåt till returledningen. Bredvid sekundärlindningen står en nedåtriktad pil märkt U_E; till höger om lastmotståndet står en nedåtriktad pil märkt U_L. Ledningarna löper som genomgående linjer som förbinder alla komponenter.
Figur HAREC-10.9.1: Enkelvägslikriktning med kondensator

Under den positiva halvperioden leder dioden $D$ och låter ström flyta. Under den tiden laddas kondensatorn $C_L$ upp till växelspänningens toppvärde. Under den negativa halvperioden spärrar dioden $D$ strömmen och kondensatorn $C_L$ laddas ur genom lastmotståndet $R_L$.

Över lastmotståndet $R_L$ uppstår alltså en svagt pulserande likspänning $U_L$ (jfr fig. HAREC-10.9.2). Ju större kondensatorns kapacitans är, desto jämnare blir likspänningen över lastmotståndet.

1) Kort beskrivning: Diagram av ett rektangulärt rutnät med en horisontell axel ”5 ms/Div.” och en vertikal axel ”3 V/Div.”; periodiskt förlöpande kurva, först brant med avrundat maximum och sedan mjukare utlöpande nedåt.
2) Utförlig beskrivning: Bilden visar ett koordinatsystem med en horisontell axel ”5 ms/Div.” och en vertikal axel ”3 V/Div.”. Origo nere till vänster har märkningen ”0 V”. Rutnätet består av sju horisontella och sju vertikala rutnätslinjer. En kurva löper uteslutande mellan den femte och den sjätte rutnätslinjen och börjar först brant, går över i ett avrundat maximum och löper sedan ut något flackare. Efter två vertikala rutnätslinjer börjar en ny cykel.
Figur HAREC-10.9.2: Rippel på utgångslikspänningen $U_L$

Vid dimensioneringen av dioden och kondensatorn måste vi dock veta att transformatorspänningar anges som effektivvärden $U_{\mathrm{eff}}$. Därför måste vi först bestämma topspänningen $\hat{U}$.

$$\hat{U} = \sqrt{2} \cdot U_{\mathrm{eff}}$$

Om en transformator till exempel har spänningen $U_a = \qty{15}{\volt}$ angiven räknar vi:

$$\hat{U} = \sqrt{2} \cdot U_{\mathrm{eff}} = \sqrt{2} \cdot \qty{15}{\volt} = \qty{21,21}{\volt}$$

Utan last uppstår alltså en tomgångstopspänning på ca $\qty{21}{\volt}$.

För att bestämma utspänningen måste vi tillämpa transformatorns omsättningsförhållande. Vi sätter in en tjugondel av transformatorns ingångsspänning $\qty{230}{\volt}$ som effektiv ingångsspänning $U_{\mathrm{eff}}$. Till topspänningen kan vi sedan lägga ytterligare hälften av spänningen som säkerhetsmarginal.

Vi måste inse att den negativa halvperiodens toppvärde och kondensatorspänningen adderas och belastar dioden i backriktningen. Det är den högsta spänning som kan uppträda över dioden i backriktningen.

Vi räknar: $U_{\mathrm{back}} = 2 \cdot \hat{u}$ Dessutom ska omsättningsförhållandet $5 : 1$ hos nättransformatorn och säkerhetsmarginalen på $\qty{20}{\percent}$ beaktas.


Fortsätt till nästa avsnitt: Brolikriktare