KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 5.
Który typ prostownika zastosowano w zasilaczu zasilającym podzespół elektroniczny urządzenia mechatronicznego?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny prostownika dwupulsowego, który jest używany w zasilaczu zasilającym podzespół
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prostownik dwupulsowy daje dwie "paczki" napięcia wyprostowanego w każdym okresie napięcia wejściowego (prostownik dwupołówkowy). W praktyce odpowiada to typowemu układowi jednofazowemu, w którym wykorzystuje się obie połówki sinusoidy, co zmniejsza tętnienia względem prostownika jednopulsowego.

Pełne wyjaśnienie:

Pulsowość prostownika opisuje, ile razy w jednym okresie napięcia zasilającego pojawiają się maksima (pulsacje) napięcia wyprostowanego na wyjściu. To cecha związana z tym, czy układ wykorzystuje jedną połówkę przebiegu (prostowanie jednopołówkowe) czy obie połówki (prostowanie dwupołówkowe), a w układach wielofazowych także z liczbą faz i sposobem połączeń.

Odpowiedź "Dwupulsowy." jest poprawna, gdy zasilacz realizuje prostowanie dwupołówkowe dla zasilania jednofazowego: w jednym okresie wejściowej sinusoidy otrzymuje się dwa wyraźne "piki" (tętnienia) napięcia po prostowaniu. Taki układ jest bardzo typowy w zasilaczach urządzeń mechatronicznych (przed filtrem i stabilizatorem), bo daje mniejsze tętnienia niż prostownik jednopołówkowy i lepiej wykorzystuje transformator.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w tym kontekście:

  • "Jednopulsowy." dotyczy prostowania jednopołówkowego, gdzie przewodzi tylko jedna połówka sinusoidy. Skutkuje to większymi tętnieniami i gorszym wykorzystaniem energii z transformatora, więc dla zasilaczy elektroniki jest to zwykle mniej korzystne rozwiązanie.
  • "Trójpulsowy." wiąże się z układami trójfazowymi o określonej topologii (liczba pulsów jest powiązana z liczbą faz i sposobem prostowania). W typowym jednofazowym zasilaczu podzespołu elektronicznego nie uzyska się trójpulsowego charakteru tętnień.
  • "Sześciopulsowy." jest charakterystyczny dla popularnych prostowników trójfazowych (większa liczba pulsów oznacza mniejsze tętnienia przy tej samej filtracji). Jeśli jednak zasilacz jest jednofazowy, nie będzie to prostownik sześciopulsowy.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli masz schemat lub przebiegi, nie sugeruj się liczbą diod "na oko". Skup się na tym, ile razy na okres wejścia pojawia się "garb" napięcia wyprostowanego oraz czy wykorzystywana jest jedna czy obie połówki przebiegu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Dwupulsowy oznacza, że w jednym okresie napięcia wejściowego na wyjściu prostownika pojawiają się dwa maksima tętnień (dwie "paczki" napięcia). Jest to typowe dla prostowania dwupołówkowego w układzie jednofazowym, gdzie wykorzystywane są obie połówki sinusoidy.
Na przebiegach po prostowaniu jednopulsowym widać jedną paczkę napięcia na okres (druga połówka jest "ucięta" do zera). Po prostowaniu dwupulsowym widać dwie paczki na okres, bo ujemna połówka zostaje odwrócona do wartości dodatnich.
Prostowanie dwupulsowe daje mniejsze tętnienia niż jednopołówkowe przy tej samej filtracji, lepiej wykorzystuje transformator i zwykle poprawia warunki pracy stabilizatora. To zmniejsza ryzyko zakłóceń w czujnikach i układach sterowania w urządzeniach mechatronicznych.
W zastosowaniu jednofazowym mostek diodowy (Graetza) realizuje prostowanie dwupołówkowe, a więc zwykle daje charakter dwupulsowy. Trzeba jednak uważać na kontekst: liczba "pulsów" wynika z przebiegów i liczby faz zasilania, a nie z samej nazwy elementu.
Sześciopulsowe prostowanie jest typowe dla układów trójfazowych, gdzie dzięki większej liczbie pulsów tętnienia są mniejsze, a moc może być większa. Spotyka się je np. w napędach, prostownikach przemysłowych i zasilaniu dużych odbiorników, rzadziej w prostych zasilaczach małej elektroniki.
Częsty błąd to mylenie pulsowości z liczbą diod albo z "częstotliwością sieci". Inni automatycznie wybierają "sześciopulsowy", bo kojarzy się z trójfazą, mimo że schemat/przebiegi wskazują układ jednofazowy. Pomaga liczenie pików tętnień na okres.
Im większa liczba pulsów, tym zwykle mniejsze tętnienia (łatwiej je wygładzić filtrem) przy porównywalnych warunkach obciążenia. Dlatego układy wielopulsowe w energetyce i napędach są korzystne, ale w małych zasilaczach często wystarcza układ dwupulsowy z filtracją.
Trójpulsowy dotyczy określonych topologii prostowania w układach trójfazowych, gdzie na wyjściu pojawiają się trzy pulsacje na okres. Taka odpowiedź ma sens, gdy z treści zadania, schematu lub przebiegów wynika zasilanie trójfazowe i odpowiedni sposób połączeń prostownika.
Za prostownikiem często jest filtr (np. kondensator wygładzający, czasem dławik), a następnie stabilizacja (stabilizator liniowy lub przetwornica impulsowa). Te bloki ograniczają tętnienia i zapewniają stałe napięcie dla elektroniki sterującej, czujników oraz interfejsów komunikacyjnych.
Ćwicz rozpoznawanie układów na schematach i przebiegach: jednopołówkowy vs dwupołówkowy oraz układy trójfazowe. Naucz się definicji pulsowości jako liczby pulsacji na okres i rozwiązuj krótkie zadania: "policz piki tętnień", "rozpoznaj liczbę faz", "dobierz nazwę prostownika".
info

Około 53% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Prostownik dwupulsowy daje dwie "paczki" napięcia wyprostowanego w każdym okresie napięcia wejściowego (prostownik dwupołówkowy)."

Źródła:

  • Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins, "Power Electronics: Converters, Applications, and Design", rozdziały o prostownikach (rectifiers), wydanie zależne od wersji książki
  • Muhammad H. Rashid, "Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications", część dotycząca prostowników jedno- i wielopulsowych (single-phase and three-phase rectifiers), wydanie zależne od wersji książki

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw energoelektroniki (prostowniki jedno- i wielopulsowe)
  • Notatki z zajęć: przebiegi napięcia po prostowaniu i po filtracji kondensatorem
  • Karty katalogowe mostków prostowniczych i diod (parametry, zastosowania)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego