Là chỉnh lưu sóng đầy đủ tốt hơn một nửa sóng?

Tôi tò mò liệu có sự khác biệt thực tế giữa nguồn cung cấp DC dựa trên bộ chỉnh lưu nửa sóng hoặc bộ chỉnh lưu toàn sóng.

Ý tôi là tôi có một vài bộ cấp nguồn DC nhỏ nên cung cấp cho mỗi bộ nguồn 0.1 0.1A. Tất cả chúng đều có một biến áp 240V-> 18V, sau đó 1 diode hoặc 4 điốt, sau đó là 78L12 (bộ điều chỉnh 0.1A) và một hoặc hai tụ điện (thường là 220uF hoặc 470uF).

Câu hỏi của tôi là nếu nguồn cung cấp có thể cung cấp điện áp DC chất lượng tốt chỉ với bộ chỉnh lưu nửa sóng (một diode) khi thêm tụ điện 470uF và 78L12, hoặc nếu bộ chỉnh lưu cầu (4 điốt) tốt hơn.

Tôi cũng có một nguồn cung cấp điện 12V 0.2A cũ dựa trên diode Zener thay vì bộ điều chỉnh 7812. Nó cũng có 18V đi đến một diode duy nhất, sau đó là điện trở 33R giới hạn dòng điện tới 0,2 Ampe, sau đó là diode Zener song song với tụ 1000uF. Một lần nữa: Sẽ tốt hơn nếu có 4 điốt ở đó, hay là chỉnh lưu nửa sóng đủ tốt ở đây nhờ tụ 1000uF?

(Tất cả các nguồn cung cấp năng lượng của tôi hoạt động tốt, tôi chỉ tò mò "tại sao" và "làm thế nào" những thứ này hoạt động.)

Cập nhật:

Tôi tìm thấy hai thông tin thú vị hơn:

1. Tụ điện nên có khoảng 500 uF cho mỗi .1 Amper đầu ra (hoặc nhiều hơn). Điều này áp dụng cho chỉnh lưu sóng đầy đủ. Vì tôi thấy các giá trị tương tự trong các bộ chỉnh lưu nửa sóng, nó không đủ và chúng có thiết kế xấu.

2. Không thể sử dụng chỉnh lưu 4 diode khi chúng ta muốn có đầu ra kết hợp 5V / 12V (hoặc bất kỳ hai điện áp nào khác) với một máy biến áp đơn giản, vì nó không thể cung cấp một điểm chung cho hai mạch khác nhau. (Một ví dụ thực tế phức tạp hơn: Tôi đã có một nguồn cung cấp với bốn dây đầu ra từ máy biến áp -7 / 0 / + 7 / + 18 Volt. Sau đó, nó sử dụng chỉnh lưu 2 diode để có được đầu ra 7V sóng đầy đủ và chỉnh lưu 1 diode để có được đầu ra nửa sóng 18V. Đường dây 18V không thể được "nâng cấp" thành chỉnh lưu 4 diode tại đây.)

Hoặc có thể hoạt động chính xác nếu được thiết kế đúng. Nếu bạn có nguồn cung cấp bộ chỉnh lưu câm cho ăn 7805, thì tất cả các bộ phận chỉnh lưu cần làm là đảm bảo điện áp đầu vào tối thiểu cho 7805 được đáp ứng.

Vấn đề là nguồn cung cấp năng lượng như vậy chỉ sạc đầy nắp đầu vào ở các đỉnh của chu kỳ dòng, sau đó 7805 sẽ rút nó giữa các đỉnh. Điều này có nghĩa là nắp cần đủ lớn để vẫn cung cấp điện áp đầu vào tối thiểu 7805 ở mức xả dòng trong trường hợp xấu nhất trong thời gian tối đa giữa các đỉnh.

Ưu điểm của bộ chỉnh lưu sóng toàn phần là cả hai cực dương và cực âm đều được sử dụng. Điều này có nghĩa là nắp được sạc lên gấp đôi thường xuyên. Vì thời gian tối đa kể từ đỉnh cuối cùng ít hơn, giới hạn có thể ít hơn để hỗ trợ cho mức rút tối đa hiện tại tương tự. Nhược điểm của bộ chỉnh lưu sóng toàn phần là mất 4 điốt thay vì 1 và mất thêm một diode điện áp. Điốt là rẻ và nhỏ, vì vậy hầu hết thời gian một bộ chỉnh lưu sóng đầy đủ có ý nghĩa hơn. Một cách khác để thực hiện chỉnh lưu sóng đầy đủ là với một máy biến áp trung tâm khai thác. Trung tâm được kết nối với mặt đất và có một diode từ mỗi đầu đến nguồn cung cấp dương. Sóng đầy đủ này điều chỉnh chỉ với một diode thả trong đường dẫn, nhưng đòi hỏi một máy biến áp nặng hơn và đắt tiền hơn.

Một lợi thế của bộ chỉnh lưu nửa sóng là một bên của đầu vào AC có thể được kết nối trực tiếp với cùng mặt đất với đầu ra DC. Điều đó không thành vấn đề khi đầu vào AC là thứ cấp biến áp, nhưng nó có thể là vấn đề nếu AC đã được tham chiếu mặt đất.

Giải thích đơn giản:

Một bộ chỉnh lưu nửa sóng lý tưởng chỉ "sử dụng" một nửa dạng sóng AC (do đó có tên là nửa sóng).

Một bộ chỉnh lưu cầu sóng toàn sóng lý tưởng sẽ sử dụng toàn bộ dạng sóng AC.

Một bộ chỉnh lưu toàn sóng lý tưởng (với một máy biến áp trung tâm) cũng sẽ sử dụng toàn bộ dạng sóng AC.

Bạn có thể thấy rằng đối với bộ chỉnh lưu nửa sóng, mỗi chu kỳ AC thứ hai được bỏ qua để lại một khoảng trống trong dạng sóng đầu ra. Đối với bộ chỉnh lưu toàn sóng, do toàn bộ dạng sóng được sử dụng, khoảng cách không còn nữa (tần số đầu ra hiệu quả được nhân đôi).

Nếu các dạng sóng này được áp dụng cho tụ điện, bạn có thể thấy khá rõ rằng đối với bộ chỉnh lưu nửa sóng, để duy trì DC sạch, tụ sẽ cần đủ lớn để giữ điện áp trong khoảng cách lớn đó. Đối với bộ chỉnh lưu toàn sóng, vì có nhiều 'đỉnh' hơn, tụ điện có thể nhỏ hơn so với bộ chỉnh lưu nửa sóng ở cùng mức công suất.

Đối với câu hỏi của bạn, một bộ chỉnh lưu nửa sóng được thiết kế đúng sẽ có một tụ điện đủ lớn để duy trì sự điều tiết mặc dù chỉ sử dụng một nửa dạng sóng AC, do đó quy định sẽ rất tốt. Không cần phải 'nâng cấp' mạch bằng cầu.

Chỉ cần làm rõ, máy biến áp thực hiện bước giảm điện áp chỉ hoạt động trên AC. Bộ chỉnh lưu chuyển đổi AC thành DC, điều đó không có nghĩa là điện áp không thay đổi, chỉ là dòng điện không đi cả hai chiều. Bộ chỉnh lưu toàn sóng chắc chắn tuyệt vời hơn bộ chỉnh lưu nửa sóng vì chúng cung cấp cho bạn năng lượng trong cả hai nửa của chu kỳ. Họ thậm chí có thể sửa lỗi đảo cực DC!

Quy tắc ngón tay cái tôi học được vào cuối những năm 70 là 2000 uF mỗi amp ở tần số 60 Hz. Người hướng dẫn đó cũng giải thích rằng trong lịch sử, với chi phí dựa trên việc sử dụng bộ chỉnh lưu thủy ngân ống chân không, và với các thành phần biến áp của đồng và thép là rẻ, đó là một quyết định kinh tế cho dù là chế tạo một hoặc hai bộ chỉnh lưu. Và thời gian có thể thay đổi cơ sở kinh tế cho các quyết định kỹ thuật.

Có một vài lợi thế để cải chính cầu.

Một như những câu trả lời khác đã chỉ ra là bạn có thể thoát khỏi các tụ điện làm mịn nhỏ hơn.

Một cách khác là nếu bạn nhìn vào dạng sóng hiện tại của bộ chỉnh lưu nửa sóng thì nó có thành phần DC. Thành phần DC này góp phần vào các vấn đề bão hòa máy biến áp.