Чи є напівхвильовий випрямляч особливо важким для трансформатора?

У книзі « Практична електроніка для винахідників», 3-е вид. , автори рекомендують не використовувати напівхвильові випрямлячі, оскільки вони неефективні і спричиняють "... ядро ​​поляризуватися і насичуватися в одному напрямку". (Сторінка 395.) Це справжнє занепокоєння та які ризики є тривалим напівхвильовим джерелом живлення?

Хеммонд рекомендує вихідний струм постійного струму в 0,28 разів перевищувати показник струму RMS трансформатора для напівхвильового випрямлення і 0,62 разів перевищувати показник струму RMS для моста повного хвилі випрямленого струму.

Тож якщо ви не заперечуєте за допомогою трансформатора змінного струму, який в 2,2 рази більший (і фільтруючого конденсатора, що в два рази більше), ви можете зберегти деякі діоди.

Оскільки найменший загальний розмір мережевого трансформатора становить пару Вт, це може бути розумним вибором, якщо нинішні вимоги скромні. Також ви економите падіння діода, щоб отримати трохи більше напруги.

Так. Напівхвильовий випрямляч подає лише однонаправлений струм. Це змушує намагнічування в ядрі отримати зміщення постійного струму, що зміщує середину точки кривої намагнічення від нуля.

Ефектом цього є високий імпульс струму насичення, що виводиться з живлення, а також нормальний струм навантаження. Залежно від деталей обмотки трансформатора та сердечника та того, наскільки велике навантаження, це може або не перегріти трансформатор.

Як це відбувається, досить тонкі. Andy_aka та Дейв Твід (та багато інших) наполягають, що трансформатор "не повинен" проявляти цей ефект, вторинний струм не повинен впливати на потік в ядрі. І, безумовно, для ідеального трансформатора, з надпровідним первинним, вони були б правильними, струм навантаження не впливає безпосередньо на потік сердечника.

Однак, коли ви підключаєте осцилоскоп до справжнього трансформатора, як це зафіксовано в моєму пості тут, на іншому форумі, ви бачите суттєвий зсув поведінки насичення. Отже, що відбувається?

Однонаправлений вторинний струм викликає виведення однонаправленого первинного струму. Оскільки первинний має опір , це викликає однонаправлене падіння напруги опору, що спричиняє зміщення напруги постійного струму на первинному. Ця напруга змушує нарощувати струм в первинній індуктивності, внаслідок чого в ядрі накопичується стійкий потік.

Як далеко накопичується цей потік? Без насичення ядром він би будувався нескінченно. З насиченням сердечника трансформатор починає приймати сильні імпульси струму, коли ядро ​​переходить у насичення. Ці великі імпульси струму генерують великі імпульси напруги в опорі первинної обмотки, і врешті-решт, коли досягається стійкий стан, падіння напруги за рахунок однонаправленого навантаження врівноважується падінням напруги за рахунок імпульсів насичення.

Потік в трансформаторі перемістився, так що хоча вихідний струм односторонній, вхідний первинний струм є двонаправленим, знову нульовий середній.

Швидкий ключ до моїх діаграм.

Синій слід - вхідна напруга мережі
Фіолетова напруга напруги та струму
Жовтий слід - вхідний струм мережі

Постріл верхнього розряду - трансформатор без навантаження
Стрілка середньої дальності - із нормальним
резистивним навантаженням

З погляду жовтого сліду струму зрозуміло, що ефектом було повернення первинного струму до змінного струму, так що напруга, яку він розвиває в Rp, дорівнює нулю.

Будь-яке насичення в сердечнику трансформатора обумовлено струмом намагнічення і не має нічого спільного з струмами, які можуть текти через будь-яке навантаження. Причина полягає в тому, що оберти ампера у вторинній, що виробляється навантаженням, точно скасовують амперні обороти в первинних, які викликали навантаження.

Книга помилкова, і ось чому: -

• Сценарій 1 є первинним первинним поворотом - він діє як індуктор та потоки імпульсу струму.
• У сценарії 2 первинне перетворюється на два паралельних витка. Im / 2 тече в кожній обмотці.
• Сценарій 3 - базовий трансформатор. Напруга, що бачиться на виході, така ж фаза, що і на вході. Це має бути інакше в сценарії 2, неприємний потік струму навколо обмоток.
• Сценарій 4 має навантаження на вторинну, і струм у вторинному повинен текти у зворотному напрямку до струму навантаження в первинному.

Отже, завантаження вторинного трансформатора не збільшує насичення.

Струми котушки трансформатора викликають поле Н, а -d / dt B викликає індуковані напруги, включаючи напругу, що протидіє напрузі первинної котушки і викликає індуктивність первинної котушки. -d / dt B - це єдине, що насправді впливає на зовнішні ланцюги, тому будь-який зміщення постійного струму вторинного струму не передає себе первинному струму, за винятком переміщення у зміщене положення в кривій B (H). Оскільки насичення трансформаторів має тенденцію до швидкого встановлення, є точка, коли -d / dt B просто руйнується, коли струм мчить. Коли ви досягнете цієї точки, трансформатор буде пропонувати лише опору постійного струму замість індуктивності майже в половину часу.

Ні. "Жорсткий трансформатор" визначається потужністю, прикладеною до нього. Подивіться на рейтинг VA.