Is het mogelijk om wisselstroom om te zetten in gelijkstroom zonder batterijen of transformatoren te gebruiken? Kunnen rectifiers hiervoor gebruikt worden

Het is mogelijk om wisselstroom om te zetten in gelijkstroom zonder gebruik te maken van een accu of transformator. Hiervoor kan een rectifier worden gebruikt.

I. Werking van rectifiers

Een rectifier is een elektronisch apparaat dat wisselstroom kan omzetten in gelijkstroom. Het realiseert voornamelijk de rectificatiefunctie door middel van de unidirectionele geleidbaarheidseigenschappen van halfgeleiderapparaten zoals dioden.

Halfgeleide rectificatie

• In een halfgeleide rectifiercircuit, wanneer de positieve halve cyclus van de ingangswisselstroom aanwezig is, leidt de diode en stroom stroomt door de belasting, waardoor een gelijkstroomuitgang wordt gevormd. Tijdens de negatieve halve cyclus van de ingangswisselstroom wordt de diode afgesneden en stroomt er geen stroom door de belasting. Op deze manier wordt bij de uitgang een pulserende gelijkstroom verkregen met alleen de positieve halve cyclus. Bijvoorbeeld, een eenvoudig halfgeleide rectifiercircuit kan bestaan uit een diode en een belastingspoel.

• Het voordeel van halfgeleide rectificatie is dat het circuit eenvoudig en goedkoop is. Maar het nadeel is dat de uitgangsgelijkstroomspanning sterk fluctueert en de efficiëntie laag is, omdat slechts de helft van de wisselstroomvorm wordt gebruikt.

Volledige rectificatie

• Het volledige rectifiercircuit kan de nadelen van halfgeleide rectificatie overwinnen. Het maakt gebruik van twee dioden of een centraal getapte transformator om zowel de positieve als de negatieve halve cycli van de wisselstroom door de belasting te laten gaan, waardoor een relatief gladde gelijkstroomuitgang wordt verkregen. Bijvoorbeeld, in een volledig brugrectifiercircuit vormen vier dioden een brug. Ongeacht of de ingangswisselstroom in de positieve of negatieve halve cyclus is, zijn er altijd twee dioden die geleiden en stroom stroomt altijd door de belasting.

• Volledige rectificatie heeft een hogere efficiëntie en minder fluctuaties in de uitgangsgelijkstroomspanning, maar het circuit is relatief complexer.

II. Andere mogelijke methoden

Naast rectifiers kunnen andere methoden ook worden gebruikt om wisselstroom om te zetten in gelijkstroom, maar deze methoden vereisen meestal ook specifieke elektronische componenten.

Condensatorfiltering

• Door een condensator parallel aan de uitgang van het rectifiercircuit aan te sluiten, kan een filterfunctie worden uitgevoerd en de uitgangsgelijkstroom gladder worden gemaakt. Wanneer de piekspanning van de ingangswisselstroom aanwezig is, laadt de condensator op; wanneer de ingangsspanning daalt, ontladen de condensator om de spanning over de belasting te behouden. Bijvoorbeeld, in een eenvoudig halfgeleide rectifiercircuit met condensatorfiltering, kan de condensator de fluctuaties in de uitgangsspanning sterk verminderen.

• Het filtereffect van de condensator hangt af van de capaciteit van de condensator en de grootte van de belasting. Over het algemeen is, hoe groter de capaciteit, hoe beter het filtereffect, maar de kosten zullen ook toenemen.

Spanningsstabilisatiecircuit

• Om de uitgangsgelijkstroomspanning verder te stabiliseren, kan een spanningsstabilisatiecircuit worden toegevoegd op basis van het rectifiercircuit en het filtercircuit. Het spanningsstabilisatiecircuit kan de uitgangsspanning automatisch aanpassen op basis van de verandering van de belasting om deze binnen een relatief stabiel bereik te houden. Bijvoorbeeld, veel gebruikte zenerdiodes, driepoletenspanningsregelaars, etc. kunnen allemaal worden gebruikt om een spanningsstabilisatiecircuit te construeren.

• Het spanningsstabilisatiecircuit kan de kwaliteit van de gelijkstroom verbeteren en is geschikt voor toepassingen met hoge eisen aan spanningstabiliteit.

Samengevat, wanneer er geen accu of transformator wordt gebruikt, kan wisselstroom worden omgezet in gelijkstroom door middel van rectifiers, gecombineerd met condensatorfiltering en spanningsstabilisatiecircuits.