Tam dalga doğrultucu yarım dalgadan daha mı iyidir?

Yarım dalga doğrultucuya veya tam dalga doğrultucuya dayalı bir DC güç kaynağı arasında pratik farklılıklar olup olmadığını merak ediyorum.

Yani, her biri 12V 0.1A vermesi gereken birkaç küçük DC güç kaynağı birimim var. Hepsinde bir transformatör 240V-> 18V, sonra 1 diyot veya 4 diyot, sonra 78L12 (0.1A regülatörü) ve bir veya iki kapasitör (tipik olarak 220uF veya 470uF) bulunur.

Benim sorum, 470 uF kapasitör ve 78L12 eklendiğinde güç kaynağının sadece yarım dalga doğrultucu (tek diyot) ile kaliteli bir DC voltajı verebileceği veya köprü doğrultucu (4 diyot) daha iyi olup olmadığıdır.

Ayrıca 7812 regülatörü yerine Zener diyotuna dayanan bir adet eski 12V 0.2A güç kaynağım var. Ayrıca 18V sadece tek bir diyot, daha sonra akımı 0,2 Amp ile sınırlayan 33R direnç, daha sonra 1000 uF kapasitör ile paralel Zener diyotuna sahip olacak. Tekrar: Orada 4 diyot olması daha iyi olur mu, yoksa yarım dalga düzeltmesi 1000 uF kapasitör sayesinde burada yeterince iyi midir?

(Tüm güç kaynaklarım iyi çalışıyor, sadece "neden" ve "nasıl" çalıştığını merak ediyorum.)

Güncelleme:

İki ilginç bilgi daha buldum:

1. Kapasitör her biri için yaklaşık 500 uF olmalıdır. 1 Amper çıkış (veya daha fazlası). Bu tam dalga doğrultucu için geçerlidir. Yarım dalga doğrultucularda aynı değerleri gördüğüm için yeterli değil ve kötü tasarım.

2. Basit bir transformatörle birleştirilmiş 5V / 12V çıkışa (veya başka herhangi bir iki voltaja) sahip olmak istediğimizde 4-diyot düzeltmesi kullanılamaz, çünkü iki farklı devre için ortak bir toprak sağlayamaz. (Daha karmaşık gerçek bir örnek: -7 / 0 / + 7 / + 18 Volt transformatörden dört çıkış kablosu ile bir güç kaynağım var. Daha sonra tam dalga 7V çıkışı ve 1-diyot düzeltme için 2-diyot düzeltme kullanıyor. yarım dalga 18V çıkış elde etmek için. 18V hattı burada 4 diyot düzeltmesine "yükseltilemez".)

Düzgün tasarlanırsa her ikisi de doğru şekilde çalışabilir. 7805'i besleyen aptal bir doğrultucu kaynağınız varsa, o zaman tüm doğrultucu kısmının 7805'e minimum giriş voltajının karşılandığını garanti etmesi gerekir.

Sorun şu ki, böyle bir güç kaynağı giriş hattını sadece hat döngüsü tepe noktalarında şarj eder, ardından 7805 onu tepe noktaları arasında boşaltır. Bu, kapağın, tepe noktaları arasındaki maksimum süre boyunca en kötü durumda akım tahliyesinde minimum 7805 giriş voltajını sağlamaya yetecek kadar büyük olması gerektiği anlamına gelir.

Tam dalga doğrultucunun avantajı, hem pozitif hem de negatif piklerin kullanılmasıdır. Bu, kapağın iki kez sık sık şarj edildiği anlamına gelir. Son zirveden bu yana geçen maksimum süre daha az olduğundan, kapak aynı maksimum akım çekişini desteklemek için daha az olabilir. Tam dalga doğrultucunun dezavantajı, 1 yerine 4 diyot alması ve bir diyot gerilimi daha kaybedilmesidir. Diyotlar ucuz ve küçüktür, bu nedenle çoğu zaman tam bir dalga doğrultucu daha mantıklıdır. Tam dalga doğrultucu yapmanın başka bir yolu, ikincil merkez dişli transformatörü kullanmaktır. Merkez toprağa bağlıdır ve her iki uçtan ham pozitif beslemeye bir diyot vardır. Bu tam dalga, yolda sadece bir diyot düşüşüyle ​​düzelir, ancak daha ağır ve daha pahalı bir transformatör gerektirir.

Yarım dalga doğrultucunun bir avantajı, AC girişinin bir tarafının DC çıkışı ile aynı toprağa doğrudan bağlanabilmesidir. AC girişinin bir transformatör sekonder olması önemli değildir, ancak AC zaten toprak referanslıysa sorun olabilir.

Basitleştirilmiş açıklama:

İdeal bir yarım dalga doğrultucu, AC dalga formunun sadece yarısını (dolayısıyla yarım dalga adı kullanır) kullanır.

İdeal bir tam dalga köprü doğrultucu tüm AC dalga formunu kullanır.

İdeal bir tam dalga doğrultucu (merkeze vurulmuş bir transformatörlü) de tüm AC dalga formunu kullanacaktır.

Yarım dalga doğrultucu için, her ikinci AC döngüsünün, çıkış dalga formunda bir boşluk bırakarak atlandığını görebilirsiniz. Tam dalga doğrultucu için, tüm dalga formu kullanıldığından boşluk gider (etkin çıkış frekansı iki katına çıkar).

Bu dalga biçimleri bir kapasitöre uygulanırsa, yarım dalga doğrultucu için temiz DC'yi korumak için kapasitörün bu büyük boşluk sırasında voltajı tutacak kadar büyük olması gerektiğini açıkça görebilirsiniz. Tam dalga doğrultucu için, daha fazla 'tepe' olduğu için, kapasitör aynı güç seviyesinde yarım dalga doğrultucudan daha küçük olabilir.

Sorunuza göre, uygun şekilde tasarlanmış bir yarım dalga doğrultucu, AC dalga formunun sadece yarısını kullanmasına rağmen, regülasyonu sürdürmek için yeterince büyük bir kapasitöre sahip olmalıdır, bu nedenle regülasyon iyi olmalıdır. Devreyi bir köprü ile 'yükseltmeye' gerek yoktur.

Sadece açıklığa kavuşturmak için, voltaj adımlaması yapan transformatör sadece AC'de çalışır. Doğrultucu AC'yi DC'ye dönüştürür, bu voltajın değişmediği anlamına gelmez, sadece akım her iki yöne gitmez. Tam dalga doğrultucular kesinlikle yarı dalga doğrultuculardan daha harika çünkü döngünün her iki yarısında da güç veriyorlar. DC polaritesinin tersini bile düzeltebilirler!

70'lerin sonunda öğrendiğim temel kural 60 Hz'de amper başına 2000 uF idi. Bu eğitmen ayrıca tarihsel olarak maliyetinin vakum tüpü cıva doğrultucuları kullanmaya dayalı olması ve bakır ve çeliğin transformatör bileşenlerinin ucuz olmasıyla, bir veya iki doğrultucu tasarlamanın ekonomik bir karar olduğunu açıkladı. Ve zaman mühendislik kararlarının ekonomik temelini değiştirebilir.

Köprü düzeltmenin birkaç avantajı vardır.

Diğer cevapların da belirttiği gibi, daha küçük yumuşatma kapasitörleri ile uzaklaşabilirsiniz.

Bir diğeri, yarım dalga doğrultucunun giriş akımı dalga formuna bakarsanız, bir DC bileşenine sahip olmasıdır. Bu DC bileşeni, trafo doygunluğu sorunlarına katkıda bulunur.