Apakah penyearah gelombang penuh lebih baik daripada penyearah setengah gelombang?

Saya ingin tahu apakah ada perbedaan praktis antara catu daya DC berdasarkan penyearah setengah gelombang atau penyearah gelombang penuh.

Maksud saya, saya memiliki beberapa unit catu daya DC kecil yang masing-masing harus memberikan 12V 0,1A. Mereka semua memiliki transformator 240V-> 18V, kemudian 1 dioda atau 4 dioda, kemudian 78L12 (regulator 0,1A) dan satu atau dua kapasitor (biasanya 220uF atau 470uF).

Pertanyaan saya adalah apakah catu daya dapat memberikan tegangan DC berkualitas baik dengan hanya penyearah setengah gelombang (satu dioda) ketika kapasitor 470uF dan 78L12 ditambahkan, atau jika penyearah jembatan (4 dioda) lebih baik.

Saya juga punya satu catu daya 12V 0.2A tua yang didasarkan pada dioda Zener dan bukannya regulator 7812. Ini juga memiliki 18V akan hanya dioda tunggal, maka resistor 33R yang membatasi arus ke 0,2 Amp, kemudian dioda Zener paralel dengan kapasitor 1000uF. Sekali lagi: Apakah lebih baik memiliki 4 dioda di sana, atau apakah perbaikan setengah gelombang cukup baik di sini berkat kapasitor 1000uF?

(Semua catu daya saya bekerja dengan baik, saya hanya ingin tahu "mengapa" dan "bagaimana" hal-hal ini bekerja.)

Memperbarui:

Saya menemukan dua informasi lebih menarik:

1. Kapasitor harus kira-kira 500 uF untuk setiap 0,1 Ampere output (atau lebih). Ini berlaku untuk penyearah gelombang penuh. Karena saya melihat nilai yang sama dalam penyearah setengah gelombang, itu tidak cukup dan mereka adalah desain yang buruk.

2. 4-diode rectification tidak dapat digunakan ketika kita ingin memiliki output gabungan 5V / 12V (atau dua tegangan lainnya) dengan transformator sederhana, karena tidak dapat memberikan landasan bersama untuk dua sirkuit yang berbeda. (Contoh nyata yang lebih rumit: Saya telah mendapat catu daya dengan empat kabel keluaran dari transformator -7 / 0 / + 7 / + 18 Volt. Kemudian menggunakan pembetulan 2-dioda untuk mendapatkan output gelombang penuh 7V, dan pembetulan 1-dioda untuk mendapatkan output setengah gelombang 18V. Garis 18V tidak dapat "ditingkatkan" ke 4-diode rektifikasi di sini.)

Entah dapat bekerja dengan benar jika dirancang dengan benar. Jika Anda memiliki suplai penyearah bisu memberi makan 7805, maka semua bagian penyearah perlu lakukan adalah menjamin tegangan input minimum ke 7805 terpenuhi.

Masalahnya adalah bahwa catu daya tersebut hanya mengisi daya tutup input pada puncak siklus baris, maka 7805 akan mengalirkannya di antara puncak. Ini berarti tutup harus cukup besar untuk tetap memasok tegangan input minimum 7805 pada drainase kasus terburuk untuk waktu maksimum di antara puncak.

Keuntungan dari penyearah gelombang penuh adalah bahwa puncak positif dan negatif digunakan. Ini berarti tutupnya diisi dua kali lebih sering. Karena waktu maksimum sejak puncak terakhir kurang, tutup dapat kurang untuk mendukung penarikan arus maksimum yang sama. Kelemahan dari penyearah gelombang penuh adalah bahwa dibutuhkan 4 dioda, bukan 1, dan satu lagi penurunan tegangan dioda hilang. Dioda murah dan kecil, sehingga sebagian besar waktu penyearah gelombang penuh lebih masuk akal. Cara lain untuk membuat penyearah gelombang penuh adalah dengan transformator tengah yang disadap. Pusat terhubung ke tanah dan ada satu dioda dari setiap ujung ke pasokan positif mentah. Gelombang penuh ini diperbaiki dengan hanya satu penurunan dioda di jalur, tetapi membutuhkan transformator yang lebih berat dan lebih mahal.

Keuntungan dari penyearah setengah gelombang adalah bahwa satu sisi input AC dapat langsung dihubungkan ke ground yang sama dengan output DC. Itu tidak masalah ketika input AC adalah transformator sekunder, tetapi bisa menjadi masalah jika AC sudah direferensikan dari tanah.

Penjelasan yang disederhanakan:

Penyearah setengah-gelombang yang ideal hanya "menggunakan" setengah dari bentuk gelombang AC (oleh karena itu disebut setengah-gelombang).

Penyearah jembatan gelombang penuh yang ideal akan menggunakan seluruh bentuk gelombang AC.

Penyearah gelombang penuh yang ideal (dengan transformator disadap tengah) juga akan menggunakan seluruh bentuk gelombang AC.

Anda dapat melihat bahwa untuk penyearah setengah gelombang, setiap siklus AC kedua dilewati meninggalkan celah dalam bentuk gelombang keluaran. Untuk penyearah gelombang penuh, karena seluruh bentuk gelombang digunakan, celahnya hilang (frekuensi output efektif digandakan).

Jika bentuk gelombang ini diterapkan pada kapasitor, Anda dapat melihat dengan jelas bahwa untuk penyearah setengah gelombang, untuk mempertahankan DC bersih, kapasitor harus cukup besar untuk menahan tegangan selama celah besar itu. Untuk penyearah gelombang penuh, karena ada lebih banyak 'puncak', kapasitor bisa lebih kecil daripada penyearah setengah gelombang pada tingkat daya yang sama.

Untuk pertanyaan Anda, penyearah setengah-gelombang yang dirancang dengan baik harus memiliki kapasitor yang cukup besar untuk mempertahankan regulasi meskipun hanya menggunakan setengah dari bentuk gelombang AC, sehingga regulasi harus baik-baik saja. Tidak perlu 'memutakhirkan' sirkuit dengan jembatan.

Sekadar memperjelas, trafo yang melakukan stepdown tegangan hanya berfungsi pada AC. Penyearah mengubah AC ke DC, yang bukan untuk mengatakan bahwa tegangan tidak bervariasi, hanya saja arus tidak berjalan dua arah. Penyearah gelombang penuh jelas lebih dahsyat daripada penyearah setengah gelombang karena mereka memberi Anda kekuatan selama kedua bagian siklus. Mereka bahkan dapat memperbaiki pembalikan polaritas DC!

Aturan praktis yang saya pelajari di akhir 70-an adalah 2000 uF per amp pada 60 Hz. Instruktur itu juga menjelaskan bahwa secara historis, dengan biaya berdasarkan penggunaan tabung penyearah raksa, dan dengan komponen transformator dari tembaga dan baja menjadi murah, itu adalah keputusan ekonomi apakah akan merekayasa satu atau dua penyearah. Dan waktu dapat mengubah basis ekonomi untuk keputusan teknik.

Ada beberapa keuntungan untuk menjembatani perbaikan.

Satu sebagai jawaban lain telah menunjukkan adalah bahwa Anda dapat pergi dengan kapasitor smoothing yang lebih kecil.

Lain adalah bahwa jika Anda melihat bentuk arus input dari penyearah setengah gelombang itu memiliki komponen DC. Komponen DC ini berkontribusi terhadap masalah saturasi transformator.