Un raddrizzatore a semionda è particolarmente duro con un trasformatore?

Nel libro Pratica elettronica per inventori, 3a ed. , gli autori sconsigliano di utilizzare i raddrizzatori a semionda perché sono inefficienti e causano "... il nucleo si polarizza e si satura in una direzione". (Pagina 395.) Questa è una preoccupazione valida e quali sono i rischi per un alimentatore raddrizzatore a semionda di lunga durata?

Hammond raccomanda una corrente CC di uscita di 0,28 volte la corrente nominale RMS del trasformatore per la rettifica a semionda e 0,62 volte la corrente nominale RMS per la corrente rettificata a ponte a onda intera.

Quindi, se non ti dispiace usare un trasformatore CA che è 2,2 volte più grande (e un condensatore del filtro che è il doppio delle dimensioni) puoi salvare alcuni diodi.

Poiché la dimensione comune più piccola di un trasformatore di rete è di un paio di watt, potrebbe essere una scelta ragionevole se i requisiti attuali sono modesti. Inoltre, si salva una caduta di diodi in modo da ottenere un po 'più di tensione.

Sì. Un raddrizzatore a semionda assorbe solo corrente unidirezionale. Questo fa sì che la magnetizzazione nel nucleo ottenga una polarizzazione CC, che sposta il punto medio della curva di magnetizzazione da zero.

L'effetto di ciò è che un impulso di corrente ad alta saturazione viene prelevato dall'alimentazione, così come la corrente di carico normale. A seconda dei dettagli dell'avvolgimento e del nucleo del trasformatore e della dimensione del carico, questo può surriscaldare o meno il trasformatore.

Come questo accada è abbastanza sottile. Andy_aka e Dave Tweed (e molti altri) insistono sul fatto che un trasformatore 'non dovrebbe' esibire questo effetto, la corrente secondaria non dovrebbe influenzare il flusso nel nucleo. E certamente per un trasformatore ideale, con un primario superconduttore, sarebbero corretti, la corrente di carico non influenza direttamente il flusso del nucleo.

Tuttavia, quando colleghi un oscilloscopio a un vero trasformatore, come documentato nel mio post qui in un altro forum, vedi un cambiamento significativo nel comportamento di saturazione. Quindi cosa sta succedendo?

La corrente secondaria unidirezionale provoca l'assorbimento di una corrente primaria unidirezionale. Poiché il primario ha resistenza , ciò provoca una caduta di tensione unidirezionale nella resistenza, che provoca una tensione CC offset sul primario. Questa tensione provoca una corrente nell'induttanza primaria, causando un flusso costante nel nucleo.

Fino a che punto si accumula quel flusso? Senza saturazione del nucleo, si costruirà indefinitamente. Con la saturazione del nucleo, il trasformatore inizia a ricevere forti impulsi di corrente mentre il nucleo entra in saturazione. Questi grandi impulsi di corrente generano grandi impulsi di tensione nella resistenza dell'avvolgimento primario e, infine, quando viene raggiunto uno stato stabile, la caduta di tensione dovuta al carico unidirezionale viene bilanciata dalla caduta di tensione dovuta agli impulsi di saturazione.

Il flusso nel trasformatore si è spostato, in modo che sebbene la corrente di uscita sia unidirezionale, la corrente primaria di ingresso è bidirezionale, zero di nuovo media.

Tasto rapido per i miei diagrammi.

Traccia blu - tensione di ingresso di rete
Traccia viola - tensione di carico e corrente
Traccia gialla - corrente di ingresso di rete

Colpo di portata superiore - trasformatore senza carico
Colpo di portata centrale - con carico resistivo normale
Colpo di portata inferiore - con carico resistivo rettificato

Osservando la traccia della corrente gialla, è chiaro che l'effetto è stato di riportare la corrente primaria su una corrente CA, in modo che la tensione che sviluppa in Rp sia complessivamente zero.

Qualsiasi saturazione nel nucleo di un trasformatore è dovuta alla corrente di magnetizzazione e non ha nulla a che fare con le correnti che potrebbero fluire a causa di qualsiasi carico. Il motivo è perché le spire dell'ampere nel secondario prodotte dal carico annullano esattamente le spire dell'ampere nel primario che sono causate dal carico.

Il libro è sbagliato ed ecco perché: -

• Lo scenario 1 è un singolo turno primario - si comporta come un induttore e flussi di corrente.
• Nello scenario 2 il primario viene convertito in due turni paralleli. Im / 2 scorre in ogni avvolgimento.
• Lo scenario 3 è un trasformatore di base. La tensione vista in uscita è la stessa fase di quella in ingresso. Deve essere altrimenti nello scenario 2 ci sarebbe un flusso empio di corrente attorno agli avvolgimenti.
• Lo scenario 4 ha un carico sul secondario e la corrente nel secondario deve fluire nella direzione opposta alla corrente di carico nel primario.

Pertanto, il caricamento di un trasformatore secondario non aumenta la saturazione.

Le correnti di bobina di un trasformatore causano il campo H, e -d / dt B provoca le tensioni indotte, inclusa la tensione che contrasta la tensione della bobina primaria e causa l'induttanza della bobina primaria. -d / dt B è l'unica cosa che ha effettivamente un effetto sui circuiti esterni, quindi qualsiasi polarizzazione DC della corrente secondaria non si trasferisce alla corrente primaria se non spostandosi in una posizione distorta nella curva B (H). Poiché la saturazione del trasformatore tende a insinuarsi piuttosto rapidamente, c'è un punto in cui -d / dt B si interrompe mentre la corrente si precipita dentro. Una volta raggiunto quel punto, il trasformatore offrirà resistenza DC invece di induttanza per quasi la metà del tempo.

No. "Difficile sul trasformatore" è determinato dalla potenza applicata ad esso. Guarda la valutazione VA.