Чи повноводний випрямляч кращий, ніж напівхвильовий?

Мені цікаво, чи існують практичні відмінності між джерелом постійного струму на основі напівхвильового випрямляча або повнохвильового випрямляча.

Я маю на увазі, що у мене є кілька невеликих блоків живлення постійного струму, які повинні давати 12 В 0,1 А кожен. Всі вони мають трансформатор 240В-> 18В, потім 1 діод або 4 діоди, потім 78L12 (регулятор 0,1А) і один або два конденсатори (як правило, 220uF або 470uF).

Моє питання, чи може джерело живлення хорошої якості напруги постійного струму з напівхвильовим випрямлячем (одним діодом), коли додається конденсатор 470uF і 78L12, або якщо кращий випрямляч мосту (4 діоди) краще.

У мене також є одне старе джерело живлення 12 В 0.2A на основі діода Зенера замість регулятора 7812. Він також має 18 В, що йде лише на один діод, потім 33R резистор, який обмежує струм до 0,2 Амп, потім діод Зенера паралельно конденсатору 1000uF. Знову: Було б краще мати там 4 діоди, чи напівхвильова ректифікація тут досить хороша завдяки конденсатору 1000uF?

(Всі мої джерела живлення працюють добре, мені просто цікаво, "чому" і "як" ці речі працюють.)

Оновлення:

Я знайшов ще дві цікаві відомості:

1. Конденсатор повинен бути приблизно 500 мкФ на кожен .1 Ампер виходу (або більше). Це стосується повнохвильового випрямляча. Оскільки я бачив однакові значення в напівхвильових випрямлячах, цього недостатньо, і вони поганий дизайн.

2. 4-діодна випрямлення не може бути використана, коли ми хочемо мати комбінований вихід 5 В / 12 В (або будь-які інші два напруги) з простим трансформатором, оскільки він не може забезпечити спільну основу для двох різних схем. (Складніший реальний приклад: у мене є джерело живлення з чотирма вихідними проводами від трансформатора -7 / 0 / + 7 / + 18 Вольт. Потім він використовує 2-діодне випрямлення, щоб отримати повнохвильовий вихід 7В, і 1-діодне випрямлення щоб отримати вихідний напівхвильовий 18 В. Лінію 18 В тут не можна "модернізувати" до 4-діодної випрямлення.)

Будь-яке може працювати правильно, якщо правильно розроблено. Якщо ви маєте тупий випрямляч, що живить 7805, то все, що потрібно робити, - це гарантувати, що мінімальна напруга на вході до 7805 відповідає.

Проблема полягає в тому, що таке джерело живлення заряджає лише вхідний ковпак на максимумах лінійного циклу, тоді 7805 буде зливати його між піками. Це означає, що кришка повинна бути достатньо великою, щоб все-таки подавати мінімальну вхідну напругу 7805 при найгіршому випадку злив струму протягом максимального часу між піками.

Перевагою повнохвильового випрямляча є те, що використовуються як позитивні, так і негативні піки. Це означає, що кришка стягується вдвічі частіше. Оскільки максимальний час після останнього піку менше, то ковпак може бути меншим, щоб підтримувати той же самий максимальний струм. Недоліком повнохвильового випрямляча є те, що він займає 4 діоди замість 1, і втрачається ще один діодний перепад напруги. Діоди дешеві і малі, тому більшу частину часу випрямляч з повною хвилею має більше сенсу. Інший спосіб виготовлення повнохвильового випрямляча - це центральний трансформатор, що знаходиться в центрі. Центр з'єднаний із землею і є один діод з кожного кінця до сирого позитивного живлення. Ця повна хвиля випрямляється лише одним падінням діода на шляху, але вимагає більш важкого і дорожчого трансформатора.

Перевагою напівхвильового випрямляча є те, що одна сторона входу змінного струму може бути безпосередньо підключена до того ж заземлення, що й вихід постійного струму. Це не має значення, коли вхід змінного струму є трансформатором вторинним, але це може бути проблемою, якщо на змінного струму вже є посилання на землю.

Спрощене пояснення:

Ідеальний напівхвильовий випрямляч "використовує" лише половину форми хвилі змінного струму (звідси назва напівхвилі).

Ідеальний повнохвильовий мостовий випрямляч використовуватиме всю форму змінного струму.

Ідеальний повнохвильовий випрямляч (з центральним трансформатором) також використовуватиме всю форму хвилі змінного струму.

Видно, що для напівхвильового випрямляча кожен другий цикл змінного струму пропускається, залишаючи розрив у формі вихідної хвилі. Для повнохвильового випрямляча, оскільки використовується вся форма хвилі, проміжок знижується (ефективна вихідна частота подвоюється).

Якщо ці форми сигналів застосовані до конденсатора, ви можете досить чітко бачити, що для напівхвильового випрямляча для збереження чистого постійного струму конденсатор повинен бути достатньо великим, щоб утримувати напругу під час цього великого розриву. Для повнохвильового випрямляча, оскільки є більше «піків», конденсатор може бути меншим, ніж для напівхвильового випрямляча на тому ж рівні потужності.

На ваше запитання, правильно розроблений напівхвильовий випрямляч повинен мати достатньо великий конденсатор, щоб підтримувати регуляцію, незважаючи лише на використання половини сигналу змінного струму, тому регулювання має бути добре. Не потрібно «оновлювати» схему мостом.

Тільки для уточнення, трансформатор, що робить зменшення напруги, працює лише на змінного струму. Випрямляч перетворює змінного струму в постійний струм, що не означає, що напруга не змінюється, це лише те, що струм не йде обома способами. Повнохвильові випрямлячі, безумовно, приголомшливіші, ніж напівхвильові випрямлячі, оскільки вони дають вам потужність під час обох половин циклу. Вони навіть можуть виправити реверсування полярності постійного струму!

Велике правило, яке я дізнався наприкінці 70-х, склало 2000 мкФ на ампер при 60 Гц. Цей викладач також пояснив, що історично, коли вартість базувалася на використанні вакуумних випрямлячів з ртутною трубою, а також з дешевими компонентами трансформаторів, мідь і сталь, це було економічним рішенням, чи потрібно проектувати один або два випрямлячі. І час може змінити економічну основу для інженерних рішень.

Є кілька переваг для мостового випрямлення.

Один з інших відповідей вже вказав, що ви можете піти з меншими згладжуючими конденсаторами.

Інша справа, що якщо подивитися на форму вхідного струму напівхвильового випрямляча, він має компонент постійного струму. Цей компонент постійного струму сприяє проблемам насичення трансформаторів.