Czy jest możliwe przekształcenie prądu przemiennego w prąd stały bez użycia baterii lub transformatorów? Czy można do tego celu użyć prostowników?

Możliwe jest przekształcenie prądu przemiennego w prąd stały bez użycia baterii lub transformatora. Do tego celu można użyć prostownika.

I. Zasada działania prostowników

Prostownik to urządzenie elektroniczne, które może przekształcać prąd przemienny w prąd stały. Głównie realizuje funkcję prostowania dzięki jednokierunkowej przewodności półprzewodników takich jak diody.

Prostowanie połówkowe

• W obwodzie prostownika połówkowego, gdy występuje dodatnia połowa okresu prądu wejściowego przemiennego, dioda przepuszcza prąd, który płynie przez obciążenie, tworząc wyjście z prądem stałym. W czasie ujemnej połowy okresu prądu wejściowego przemiennego, dioda jest zablokowana, i nie ma prądu płynącego przez obciążenie. W ten sposób na wyjściu otrzymujemy pulsujący prąd stały z tylko dodatnią połową okresu. Na przykład, prosty obwód prostownika połówkowego może składać się z diody i opornika obciążenia.

• Zaletą prostowania połówkowego jest prostota i niski koszt obwodu. Ale wadą jest duży wahania napięcia wyjściowego prądu stałego oraz niska efektywność, ponieważ wykorzystywana jest tylko połowa fali prądu przemiennego.

Pełne prostowanie

• Obwód prostownika pełnego może przezwyciężyć wady prostowania połówkowego. Używa on dwóch diod lub transformatora ze środkiem zastawionym, aby umożliwić przepływ zarówno dodatniej, jak i ujemnej połowy okresu prądu przemiennego przez obciążenie, co daje dość gładkie wyjście z prądem stałym. Na przykład, w obwodzie prostownika mostkowego pełnego, cztery diody tworzą most. Niezależnie od tego, czy prąd wejściowy przemienny jest w dodatniej, czy ujemnej połowie okresu, zawsze dwie diody są przewodzące, a prąd zawsze płynie przez obciążenie.

• Pełne prostowanie ma wyższą efektywność i mniejsze wahania napięcia wyjściowego prądu stałego, ale obwód jest względnie bardziej skomplikowany.

II. Inne możliwe metody

Oprócz prostowników, do przekształcania prądu przemiennego w prąd stały można również użyć innych metod, ale te metody zwykle wymagają pewnych specyficznych elementów elektronicznych.

Filtracja kondensatorami

• Podłączenie kondensatora równolegle do wyjścia obwodu prostownika może pełnić rolę filtru i sprawić, że wyjściowy prąd stały będzie bardziej gładki. Gdy występuje szczytowe napięcie prądu wejściowego przemiennego, kondensator ładuje się; gdy napięcie wejściowe spada, kondensator rozładowuje, utrzymując napięcie na obciążeniu. Na przykład, w prostym obwodzie prostownika połówkowego z filtracją kondensatora, kondensator może znacznie zmniejszyć wahania napięcia wyjściowego.

• Efekt filtracji kondensatora zależy od pojemności kondensatora i wielkości obciążenia. Ogólnie rzecz biorąc, im większa pojemność, tym lepszy efekt filtracji, ale koszt również wzrośnie.

Obwód stabilizacji napięcia

• Aby dalej ustabilizować wyjściowe napięcie prądu stałego, można dodać obwód stabilizacji napięcia na podstawie obwodu prostownika i obwodu filtrującego. Obwód stabilizacji napięcia może automatycznie dostosowywać napięcie wyjściowe w zależności od zmiany obciążenia, aby utrzymać je w stosunkowo stabilnym zakresie. Na przykład, często używane diody stabilizujące napięcie, trójterminalne stabilizatory napięcia itp. mogą być używane do budowy obwodu stabilizacji napięcia.

• Obwód stabilizacji napięcia może poprawić jakość prądu stałego i jest odpowiedni dla sytuacji, w których wymagana jest wysoka stabilność napięcia.

Podsumowując, gdy nie używa się baterii lub transformatora, prąd przemienny można przekształcić w prąd stały za pomocą prostowników, połączonych z filtracją kondensatorami i obwodami stabilizacji napięcia.