despre redresare-filtrare curent

[vera]

Radioreceptoarele, amplificatoarele, blocurile de automatizare, etc functioneaza in curent continuu (cc). Alimentarea lor se face din reteaua de curent alternativ (ca), prin intermediul unui bloc transformator, redresor si filtru. Acest bloc este construit in foarte multe variante, scopul lui fiind acela de a furniza tensiunea de valoare dorita, curentul necesar si un riplu (pulsatie) cat mai mic (forma cat mai apropiata de cea a cc).

In radioreceptoarele cu tuburi, se utilizeaza foarte des, schema de redresare cu priza mediana (fig. 1).

Modul de bobinare al infasurarilor este U2 peste U1 (fig. 7a) si foarte rar 1/2U2+1/1U1+1/2U2 (fig7b).

La aceasta schema, la un anumit curent si capacitate ©, riplul este cu atat mai mic, cu cat cele 2 tensiuni (U1 si U2) sunt mai apropiate ca valoare. In realitate avem urmatoarele cazuri: 

1-U1=U2 si R1=R2 (cazul ideal, bobinaj fig.7b). In acest caz cele 2 semialternante sunt egale si riplul mic (fig.4);

2-U1=U2 si R2>R1 (U2 bobinat peste U1). In acest caz, forma de unda  a tensiunii este cea din fig. 2 (cu cat creste curentul debitat, cu atat creste si caderea de tensiune, pe diferenta de rezistenta a bobinei U2, deci riplul). Ca sa rezolvam problema, masuram valoare rezistentei celor 2 infasurari si inseriem infasurarea U1 cu o rezistenta Ra=R2-R1. Astfel obtinem 2 infasurari cu U1=U2 si R1=R2 (ca la pct. 1); 

3-U1 diferit U2 si R1 diferit R2. Acest caz este cel mai critic. Pt. rezolvarea lui sunt 2 variante, cu avantajele si dezavantajele lor:

a-daca transformatorul permite (este supradimensionat), se face schema din fig.3. Atentie, la redresarea cu priza mediana, fiecare infasurare este utilizata 1/2t (timp), deci curentul este dublu pt. acelasi efect termic (incalzire). La schema din fig.3, infasurarea aleasa este utilizata 1/1t, deci furnizeaza un curent mai mic;

b-se masoara curentul consumat de radioreceptor, care este aproximativ constant. Se face schema din fig. 9 (Rs1=Rs2), si se variaza Ra pana ce, cele 2 tensiuni sunt egale (se pot face masuratori si calcule dar este mai greu de explicat/inteles pt. incepatori).

Amplificatoarele pe semiconductori, sunt alimentate la tensiuni mici si curenti mari, unele la tensiune dubla (+/-U). Transformatoarele pt. ele, se recomanda a fi bobinate 1/2U2+1/1U1+1/2U2 (fig.7b) sau cu 2 conductoare in paralel (fig. 7c).

In acest caz, problema riplului este si mai severa, deoarece curentii mari, necesita capacitati mari. O diferenta cat de mica a celor 2 tensiuni furnizate de transformator, conduce la marirea exagerata a condensatorilor de filtraj (curent foarte mare de incarcare).

Verificarea egalitatii celor 2 tensiuni, la transformatoarele bobinate cu 2 conductoare in paralel, se face legand cele 2 infasurari in antifaza (fig.8) si masurand tensiunea. Daca este 0, cele 2 infasurari dau aceiasi tensiune. Cu aceasta schema se pot egaliza tensiunile la mV (conteaza si distanta intre iesirile bobinelor, deoarece sunt transformatoare mari, care au 1-2 spire/V).

Daca tensiunile sunt inegale, se obtine forma de unda din fig.6. In cazul bobinajului din fig. 7b, egalizarea tensiunilor se poate face numai scotand/adaugand spire, la ultima sectiune.

Toate cele expuse mai sus, sunt valabile pt. transformatoarele cu o bobina (tole E+I, 2C+2C, manta). In cazul transformatoarelor cu 2 bobine (tole U+I, I+I, C+C), lucrurile sunt mai simple, deoarece secundarele sunt divizate (2 egale).

PS-scuze pt. desene (nu am talent), care au fost exagerate, pt. intelegerea mai usoara a fenomenului.

Editat Martie 19, 2016 de vera

[adydep]

Filtrare "tensiune",nu "curent".

[flomar60]

Buna initiativa,felicitari!

  O singura remarca, la schema din figura 9, rezistenta Ra poate fi si pe cealalalta bobina....

[GEO 53 BN]

In cazul trafurilor cu doua bobine in secundar, cu priza mediana,lucrurile se complica(zic eu) inutil. Daca se bobineaza cu doua conductoare in paralel, probabilitatea ca cele doua tensiuni din secundar sa fie egale, este destul de mare. Daca se bobineaza numarul de spire calculat pentru tensiunea pe care o dorim,scoatem priza si apoi continuam cu bobinarea celeilalte infasurari,tensiunile la bornele celor doua infasurari, masurate fata de priza mediana,vor avea ceva diferente. Asta am constatat eu bobinind citeva trafuri.Teoretic ar fi trebuit sa am tensiuni egale la capetele celor doua infasurari secundare,masurate fata de priza mediana.Pentru a egaliza cele doua tensiuni a trebuit sa desfac traful si sa adaug spire la cea de-a doua infasurare. Un alt inconvenient de care m-am lovit a fost traful,care a trebuit sa fie mai mare pentru a incapea un numar dublu de spire in secundar. Trafurile cu secundare cu priza mediana se preteaza (zic eu) la amplificatoare si aparatura pretentioasa care necesita alimentare simetrica.In practica de zi cu zi nu cred ca merita sa te complici construind trafuri cu doua infasurari secundare si priza mediana. Apoi cresc costurile,care nu sint tocmai de neglijat. Parerea mea.

Editat Martie 19, 2016 de GEO 53 BN

[vera]

@Andrei Tabacaru, forma tensiunii urmareste pe cea a curentului si invers (ca riplu).

@flomar60, multumesc. Este specificat ca infasurarea U2 este bobinata peste U1, deci aceasta din urma are rezistenta mai mica.

@GEO 53 BN, varianta 1/2U2+1/1U1+1/2U2 este recomandata cand tensiunea este ceva mai  mare, ex: +/-90V, sau cand conductorul de bobinaj este prea gros si greu de bobinat cu 2 in paralel. Normal ca la +/-25V se prefera bobinarea cu 2 conductoare in paralel.

Trafurile cu priza mediana, erau mai des utilizate la tuburi. Acum, le-am gasit la amplificatoare cu semiconductoare, chinezesti. E si aici un castig-faptul ca fiecare infasurare debiteaza 1/2t, conduce la ideea ca se poate dubla curentul.

Editat Martie 19, 2016 de vera

[em2006]

...E si aici un castig-faptul ca fiecare infasurare debiteaza 1/2t...

La capitolul avantaje mai poate fi amintit si faptul ca redresorul necesita doar 2 diode, nu 4 (punte). Sigur ca necesita un numar de spire mai mare fata de redresorul in punte, dar sectiunea conductorului e mai mica.

 

PS

Laudabila ideea de a deschide subiectul.

[vera]

@em2006, multumesc.... un castig-faptul ca fiecare infasurare debiteaza 1/2t, conduce la ideea ca se poate dubla curentul.Economia celor 2 diode (fata de puntea Graez) este asa evidenta, incat am crezut ca este inutil s-o mai precizez.

[cristian_draghiescu]

un castig-faptul ca fiecare infasurare debiteaza 1/2t,conduce la ideea ca se poate dubla curentul.

Mai exact (pentru ca începătorii să nu interpreteze căpot obţine un curent dublu de la acest tip de redresor)curentul maxim redresat este dublul curentului admis detipul de diode utilizat. Însă acest avantaj nu e specificredresorului cu priză mediană ; şi redresorul în punteprezintă această caracteristică.Ca să revin la capitolul "avantaje", cele două diode(de acelaşi tip !) se pot monta pe un radiator comunfără izolare galvanică.Există totuşi şi unele dezavantaje :1. Diodele trebuie să poată suporta o tensiune inversăCEL PUŢIN dublă faţă de valoarea maximă a tensiuniisecundare (în practică aceasta se alege de 2,5... 3 orimai mare).2. Coeficientul de utilizare al transformatorului estemai redus faţă de schema în punte.

[vera]

@cristian_draghiescu"curentul maxim redresat este dublul curentului admis detipul de diode utilizat. Însă acest avantaj nu e specificredresorului cu priză mediană ; şi redresorul în punteprezintă această caracteristică."Nu sunt de acord cu afirmatiile dvs. deoarece:1-la redresorul cu priza mediana, infasurarea si dioda aferenta sunt utilizate o alternanta, cealalta bobina si dioda utilizate cealalta alternanta. Gradul de utilizare este de 50%, deci sectiunea lor este 1/2 din sectiunea unui conductor, care este utilizat ambele alternante.2-la redresarea (dubla alternanta) in punte Graez, avem o singura infasurare, care este utilizata pe ambele alternante (grad utilizare 100%).3-diodele, indiferent de schema de redresare, se aleg functie de tensiunea/curentul max. solicitate de redresor, care sunt date in catalog, si nu pot fi depasite.

Editat Martie 20, 2016 de vera

[Marian]

Sunt de acord cu Dl Cristian in ideea ca spatiul de bobinat nu este la fel de bine utilizat la redresarea cu mediana fata de redresarea cu punte, si asta deoarece chiar si cu sarma pe jumatate de groasa la redresare cu mediana, fata de punte, totusi numarul spirelor este dublu si prin urmare, un spatiu suplimentar pierdut pentru ca sectiunea cilindrica nu ocupa foarte eficient spatiul, mai cu seama la bobinare manuala.

 

Referitor la curentul suportat de diode, presupun doar, faptul ca Dl Cristian merge pe principiul ca si la punte doar 2 diode conduc in fiecare semialternanta, prin urmare cate 2 diode conduc jumatate din timp, si s-ar putea spune ca se aplica si la ele principiul redresarii cu mediana, insa eu n-as merge pe principiul asta, in fapt la ambele forme de redresare as recomanda ca diodele sa suporte minim dublul curentului de sarcina. Si intr-adevar tensiunea inversa pe care diodele la redresarea cu mediana, trebuie sa o suporte este dubla fata de tensiunea inversa la redresarea cu punte. Ce-i drept la redresarea tensiunii transformate de la retea, asta nu este o problema, oricum diodele sunt de regula la tensiuni mult mai mari decat ar fi cazul in ambele variante, insa la sursele in comutatie detaliul asta poate reprezenta o problema, totusi nu cred ca despre comutatie este vorba aici, prin urmare divaghez si-mi cer scuze.

[cristian_draghiescu]

vera :Mă tem că nu aţi înţeles postarea mea anterioară.1. Nu mă refer la secţiunea înfăşurării ; făcând abstracţiede capabilitatea transformatorului, curentul maxim furnizateste dublul curentului suportat de diodă.Spre exemplu, dacă avem diode ce suportă 1 A, atunci redresorulpoate debita 2 A. Idem şi în cazul redresării în punte.2. Nu înţeleg ce-aţi vrut să subliniaţi ; afirmaţia dvs. nu esteîn contradicţie cu a mea.3. La fel, nu văd nici-o contradicţie între spusele mele şi celeale dvs. Este evident că tipul de diodă se alege în funcţie detensiunea din secundar şi de curentul necesar.Dar, atenţie !ŞI ÎN FUNCŢIE DE TIPUL REDRESĂRII !Tensiunea inversă aplicată unei diode (deci pe durata cât ea esteblocată) este DUBLUL VALORII MAXIME a tensiunii de la capeteleînfăşurării.De exemplu, dacă avem un transformator cu priză mediană ce debitează2x50 V (valoare efectivă) va trebui să alegem diode ce suportăo tensiune inversă mai mare de 2*SQRT2*100 = 282,8 V, aspect pe carel-am subliniat anterior.Ştiu că pentru începători pare de necrezut, dar aşa e !Celor neîncrezători le recomand să studieze funcţionarea redresoruluicu priză mediană.

[em2006]

...chiar si cu sarma pe jumatate de groasa...

Nu diametrul sarmei (grosime-mm) intra in discutie, ci sectiunea(mmp).

[Marian]

Asa este, am gresit eu, prin urmare cer scuze si va multumesc pentru corectie. Oricum sper ca s-a inteles ideea.

[vera]

Imi cer scuze, dar chiar nu inteleg;"Spre exemplu, dacă avem diode ce suportă 1 A, atunci redresorulpoate debita 2 A".

[cristian_draghiescu]

La redresorul bialternanţă cu priză mediană e suficient ca fiecarediodă să poată suporta doar 1/2 din curentul absorbit de sarcină.Cu alte cuvinte, teoretic pot să redresez un curent de (până la)2 A folosind diode ce admit un curent maxim de 1 A (de ex. diodedin seria 1N4001... 1N4007).Am spus "teoretic", pentru că în practică nimeni nu montează diodecare să funcţioneze la limita maximă admisă în catalog.Prin contrast, în cazul unui redresor monoalternanţă dioda trebuiesă poată rezista ÎNTREGULUI curent de sarcină.

Editat Martie 21, 2016 de cristian_draghiescu