Téma: Usměrňovače
Předmět: Elektronika
Přidal(a): David Veselík
Usměrňovač je elektrické zařízení, které se používá k přeměně střídavého elektrického proudu na proud stejnosměrný. Protože elektronické obvody ke své činnosti obvykle potřebují stejnosměrný proud a k distribuci elektrické energie se využívá proud střídavý, bývá usměrňovač součástí většiny elektrických přístrojů a zařízení spotřební elektroniky, napájených z elektrické sítě.
Usměrňovače se dělí na řízené a neřízené z hlediska principu činnosti. U neřízených usměrňovačů je výstupní napětí určeno způsobem zapojení usměrňovače. U řízených usměrňovačů je možno výstupní napětí regulovat. Řízené usměrňovače obsahují aktivní součástky (např. tyristory).
- Řízené usměrňovače mají obdobný princip jako neřízené. Ovšem místo diod se používají aktivní součástky, jako jsou např. tyristory a tranzistory. Použití aktivních polovodičových součástek umožňuje regulovat výstupní napětí usměrňovače.
- Při neřízeném usměrnění se používají diody. Výstupní napětí není proto nastavitelné, ale je určeno amplitudou vstupního napětí a zapojením usměrňovače. Při požadavcích velkých stejnosměrných výkonů jsou používány trojfázové usměrňovače připojované na trojfázové síťové rozvody. Neřízený dvoucestný usměrňovač s děleným vinutím se využívá i dnes kvůli snížení ztrát na výkonových diodách – není třeba použít 4, ale pouze 2 diody.
Aktivní usměrňovač (na bázi IGBT tranzistorů):
- Plně řízený, jsou sofistikovaná elektronická zařízení využívající pulsně šířkovou modulaci, mají ve srovnání s klasickými usměrňovači vyšší ztráty
Filtrace napětí na rozdíl od akumulátoru nedodává usměrňovač ideální stejnosměrné napětí, ale pulzující stejnosměrné napětí, které si lze představit jako směs ideálního stejnosměrného napětí a střídavé složky.
Rozdělení usměrňovačů podle druhu usměrňovacího prvku:
Podle druhu usměrňovacího prvku se dělí usměrňovače na:
- Polovodičové (křemík, germanium, selen)
- Elektronkové Rtuťové (150KV a 10 000A) – trakční napájení.
Pro průmyslové účely se na přeměnu střídavého na stejnosměrný proud používalo dříve také spojení elektromotoru a dynama – motorgenerátor.
V současnosti se používají téměř výhradně polovodičové usměrňovače na bázi křemíku.
Voltampérová charakteristika:
- Základní informaci o vlastnostech diody dává její VA-charakteristika, což je závislost stejnosměrného proudu, který prochází diodou, na připojeném stejnosměrném napětí.
- V přímém směru je dioda otevřena (I. kvadrant), v závěrném směru je dioda uzavřena (III. kvadrant) až do napětí UBR, po jehož překročení nastávají v polovodičovém materiálu destruktivní procesy a dioda se zničí.
