ZLEPŠOVÁČKY K USMĚRŇOVAČŮM

Můstkový usměrňovač se dvěmi diodami

Obrázek 1

Zajímavé zapojení usměrňovače je uvedeno v USA patentu 4899271 (viz obrázek 1). Toto zapojení umožňuje použít ve dvoucestném usměrňovači transformátor bez středního vývodu a na rozdíl od klasického můstkového (Graetz) usměrňovače se obejít pouze se dvěma diodami. Střední vývod transformátoru T1 je vytvořen uměle pomocí dvou cívek L1 a L2, jimiž se současně řeší problém filtrace zvlnění napětí. Tyto tlumivky spolu s kondenzátorem C1 představují filtr, díky jemuž na zátěži obdržíme ss napětí bez zvlnění, nebo alespoň s velmi malým.

Ve vysokonapěťových usměrňovačích v můstkovém zapojení je mnohokráte nutností použít po dvou usměrňovacích diodách zapojených v sérii, pro zvýšení jejich pracovního napětí. Pro rovnoměrné rozložení napětí na jednotlivé diody je každá z nich přemostěna odporem, potřebujeme tedy minimálně 8 odporů. Pokud použijeme zapojení odporů podle obrázku 2, postačí nám jen čtyři odpory pro stejný výsledek.

V průběhu jedné půlvlny, kdy jsou například otevřeny diody D1 – D4 a tím pádem je jejich vnitřní odpor velmi malý, každý z odporů R1 až R4 se jeví jako připojený paralelně k diodám D5 – D8. Toto zabezpečuje rovnoměrně rozdělené napětí mezi diodami. V průběhu druhé půlperiody, kdy jsou otevřeny diody D5 a D8, jsou odpory připojeny paralelně k diodám D1 – D4.

Napájecí síťové zdroje pro elektronická zařízení se obvykle skládají z transformátoru, usměrňovače (dioda) a filtračního kondenzátoru, viz obrázek 3. Takovéto zapojení je velice jednoduché a snadno zhotovitelné, ale oblast jeho použití je dosti omezená, dalo by se říci, že to je „jednoúčelové“ zařízení. Hodí se například pro napájení jednoduchých zesilovačů, přijímačů a podobně, ale pokud chceme použít v zapojení také operační zesilovače, již narazíme na potřebu dvojího souměrného napětí. Stává se také, že i analogové zařízení vyžaduje několik napájecích napětí, z nichž některé mohou být i vyšší, než nám může dodat klasický zdroj.

V těchto případech nastává problém, jestli přidat na trafo další vinutí a ještě jeden usměrňovač, nebo použít dva samostatné zdroje.

Toto řešení je ale zbytečné, pokud proud odebíraný z každé ze dvou větví je stejný, což u operačních zesilovačů je splněno. Pak nám postačí mírně upravit klasický usměrňovací můstek, přidat zdvojovač napětí a zdroj záporného napětí (viz obrázek 4). Výstupní napětí transformátoru vybíráme dle požadovaných napětí. Je nutno mít na vědomí, že pracovní napětí kondenzátorů v násobiči musí být vyšší než napětí kondenzátorů ve filtru, které je vypočteno pro špičkovou hodnotu usměrněného střídavého napětí