Što je ispravljač mosta: shema spojeva i njegov rad

Što je ispravljač mosta: shema spojeva i njegov rad

Ispravljački krug koristi se za pretvaranje izmjenične (izmjenične) struje u istosmjernu (istosmjernu). Ispravljači se uglavnom klasificiraju u tri vrste i to poluvalne, punovalne i mostovne ispravljače. Glavna funkcija svih ovih ispravljača jednaka je pretvorbi struje, ali oni ne pretvaraju učinkovito struju iz izmjenične u istosmjernu. Punovalni ispravljač sa središnjim lupom, kao i mostovni ispravljač, učinkovito se pretvara. Krug mostovskog ispravljača čest je dio elektroničkih izvora napajanja. Puno elektronički sklopovi zahtijevaju ispravljeni DC napajanje za napajanje raznih elektroničke osnovne komponente iz dostupne mrežne mreže. Ovaj ispravljač možemo pronaći u širokoj paleti elektroničkih uređaja Uređaji za izmjeničnu struju poput kućanskih aparata , upravljački sklopovi motora, postupak modulacije, primjene zavarivanja itd. Ovaj članak govori o pregledu ispravljača mosta i njegovom radu.



Što je most ispravljač?

Mostni ispravljač pretvarač je izmjenične (izmjenične) u istosmjernu (istosmjernu) struju koji ispravlja mrežni ulaz u istosmjerni izlaz. Mostni ispravljači široko se koriste u izvorima napajanja koji osiguravaju potreban istosmjerni napon za elektroničke komponente ili uređaje. Mogu se konstruirati s četiri ili više dioda ili bilo kojim drugim kontroliranim SSD sklopkama.


Ispravljač mosta

Ispravljač mosta





Ovisno o zahtjevima struje opterećenja, odabire se odgovarajući ispravljač mosta. Pri odabiru napajanja ispravljača za odgovarajuću primjenu elektroničkog sklopa uzimaju se u obzir nazivi i specifikacije komponenata, napon proboja, rasponi temperatura, privremena struja, nominalna struja, zahtjevi za montažu i druga razmatranja.

Izgradnja

Konstrukcija mostovskog ispravljača prikazana je u nastavku. Ovaj krug može biti izveden s četiri diode, naime D1, D2, D3 i D4, zajedno s otpornikom opterećenja (RL). Povezivanje ovih dioda može se izvršiti u uzorku zatvorene petlje za učinkovito pretvaranje izmjenične (izmjenične) struje u istosmjernu (istosmjernu). Glavna prednost ovog dizajna je nedostatak ekskluzivnog transformatora sa središnjim slavinama. Dakle, veličina, kao i troškovi, bit će smanjeni.



Jednom kada se ulazni signal primijeni na dva terminala poput A i B, tada se o / p istosmjerni signal može postići preko RL-a. Ovdje je otpor opterećenja povezan između dva terminala poput C i D. Raspored dvije diode može se napraviti na takav način da će električnu energiju voditi dvije diode tijekom svakog poluciklusa. Parovi dioda poput D1 i D3 provodit će električnu struju tijekom pozitivnog poluciklusa. Slično tome, D2 i D4 diode provodit će električnu struju tijekom negativnog poluciklusa.

Kružni dijagram mostovskog ispravljača

Glavna prednost mostovskog ispravljača je u tome što proizvodi gotovo dvostruko veći izlazni napon kao u slučaju punovalnog ispravljača koji koristi središnji transformator. No, ovom krugu nije potreban središnji transformator, tako da podsjeća na jeftini ispravljač.


Dijagram sklopa ispravljača mosta sastoji se od različitih stupnjeva uređaja poput transformatora, diodnog mosta, filtriranja i regulatora. Općenito se kombinacija svih ovih blokova naziva a regulirano istosmjerno napajanje koji pokreće razne elektroničke uređaje.

Prva faza sklopa je transformator koji je silazni tip koji mijenja amplitudu ulaznog napona. Većina elektronički projekti upotrijebite transformator 230 / 12V za spuštanje mrežne mreže od 230V do 12V AC.

Kružni dijagram mostovskog ispravljača

Kružni dijagram mostovskog ispravljača

Sljedeća je faza diodni mostovni ispravljač koji koristi četiri ili više dioda, ovisno o vrsti mostovnog ispravljača. Odabir određene diode ili bilo kojeg drugog sklopnog uređaja za odgovarajući ispravljač zahtijeva neka razmatranja uređaja poput vršnog inverznog napona (PIV), naponske struje If, ​​napona itd. Odgovorna je za stvaranje jednosmjerne ili istosmjerne struje na opterećenju provođenjem set dioda za svaki poluciklus ulaznog signala.

Budući da je izlaz nakon diodnih mostovnih ispravljača pulsirajuće prirode i da bi se on proizveo kao čisti istosmjerni tok, potrebno je filtriranje. Filtriranje se obično izvodi s jednim ili više njih kondenzatori pričvršćeni preko opterećenja, kao što možete primijetiti na donjoj slici gdje se izvodi zaglađivanje vala. Ova ocjena kondenzatora također ovisi o izlaznom naponu.

Posljednji stupanj ovog reguliranog istosmjernog napajanja je regulator napona koji održava izlazni napon na konstantnoj razini. Pretpostavimo da mikrokontroler radi na 5V DC, ali izlaz nakon ispravljača mosta je oko 16V, pa je za smanjenje ovog napona i održavanje konstantne razine - bez obzira na promjene napona na ulaznoj strani - potreban regulator napona.

Rad mostovskog ispravljača

Kao što smo gore razgovarali, jednofazni mostovni ispravljač sastoji se od četiri diode i ova je konfiguracija povezana preko opterećenja. Da bismo razumjeli princip rada ispravljača mosta, u demonstracijske svrhe moramo uzeti u obzir donji krug.

Tijekom pozitivnog poluciklusa ulaznih izmjeničnih dioda izmjeničnog napona, D1 i D2 su pristrani, a D3 i D4 obrnuto. Kad je napon veći od prag razine dioda D1 i D2, počinje provoditi - kroz njega počinje teći struja opterećenja, kao što je prikazano na putu crvene crte na donjem dijagramu.

Kružni rad

Kružni rad

Tijekom negativnog poluciklusa ulaznog izmjeničnog vala, diode D3 i D4 imaju prednju smjernicu, a D1 i D2 su obrnuto pristrane. Struja opterećenja počinje teći kroz D3 i D4 diode kad te diode počnu provoditi kako je prikazano na slici.

Možemo primijetiti da je u oba slučaja smjer struje opterećenja jednak, tj. Odozgo prema dolje kako je prikazano na slici - dakle jednosmjerno, što znači istosmjernu struju. Dakle, korištenjem mostovnog ispravljača, ulazna izmjenična struja pretvara se u istosmjernu. Izlaz na opterećenju s ovim ispravljačem mostovskog vala ima pulsirajuću narav, ali za proizvodnju čistog istosmjernog napona potreban je dodatni filtar poput kondenzatora. Ista operacija primjenjiva je za različite mostovne ispravljače, ali u slučaju kontroliranih ispravljača tiristori koji se aktiviraju potrebno je za pogon struje za opterećenje.

Vrste mostovnih ispravljača

Ispravljači nevjesta klasificirani su u nekoliko vrsta na temelju ovih čimbenika: vrsta napajanja, sposobnost upravljanja, konfiguracije kruga zaručnika itd. Mostovni ispravljači uglavnom se klasificiraju u jednofazne i trofazne ispravljače. Obje ove vrste dalje se klasificiraju na nekontrolirane, napola kontrolirane i potpuno kontrolirane ispravljače. Neke od ovih vrsta ispravljača opisane su u nastavku.

Jednofazni i trofazni ispravljači

Priroda opskrbe, tj. Jednofazna ili trofazna opskrba odlučuje o ovim ispravljačima. Monofazni ispravljač mosta sastoji se od četiri diode za pretvaranje izmjeničnog u istosmjerni tok, dok a trofazni ispravljač koristi šest dioda , kao što je prikazano na slici. To mogu biti nekontrolirani ili kontrolirani ispravljači, ovisno o komponentama sklopa kao što su diode, tiristori i tako dalje.

Jednofazni i trofazni ispravljači

Jednofazni i trofazni ispravljači

Nekontrolirani mostovni ispravljači

Ovaj ispravljač mosta koristi diode za ispravljanje ulaza kao što je prikazano na slici. Budući da je dioda jednosmjerni uređaj koji omogućuje protok struje samo u jednom smjeru. S ovom konfiguracijom dioda u ispravljaču ne dopušta promjenu snage ovisno o zahtjevu opterećenja. Dakle, ova vrsta ispravljača se koristi u stalna ili fiksna napajanja .

Nekontrolirani mostovni ispravljači

Nekontrolirani mostovni ispravljači

Upravljani mostovni ispravljač

U ovoj vrsti ispravljača, AC / DC pretvarač ili ispravljač - umjesto nekontroliranih dioda, kontrolirani SSD uređaji poput SCR-a, MOSFET-a, IGBT-a itd. Koriste se za promjenu izlazne snage pri različitim naponima. Pokretanjem ovih uređaja u različitim trenucima, izlazna snaga na opterećenju se na odgovarajući način mijenja.

Upravljani mostovni ispravljač

Upravljani mostovni ispravljač

IC ispravljač mosta

U nastavku se govori o mostnom ispravljaču poput RB-156 IC konfiguracije pina.

Pin-1 (faza / linija): Ovo je ulazni pin naizmjeničnog napona, gdje se fazna žica može povezati od napajanja izmjeničnim naponom prema ovom faznom pinu.

Pin-2 (neutralni): Ovo je ulazni pin za naizmjeničnu struju, gdje se neutralna žica može spojiti iz napajanja izmjeničnom strujom na ovaj neutralni pin.

Pin-3 (pozitivan): Ovo je izlazni istosmjerni pin, gdje se pozitivni istosmjerni napon ispravljača dobiva iz ovog pozitivnog pin-a

Pin-4 (negativan / uzemljenje): Ovo je istosmjerni izlazni pin, gdje se napon uzemljenja ispravljača dobiva iz ovog negativnog pin-a

Tehnički podaci

Podkategorije ovog ispravljača mosta RB-15 kreću se od RB15 do RB158. Od ovih ispravljača, RB156 je najčešće korišten. Specifikacije ispravljača mosta RB-156 uključuju sljedeće.

  • O / p istosmjerna struja je 1,5A
  • Maksimalni vršni reverzni napon je 800V
  • Izlazni napon: (√2 × VRMS) - 2 volta
  • Maksimalni ulazni napon je 560V
  • Pad napona za svaki most je 1V @ 1A
  • Naponska struja je 50A

Ovaj RB-156 najčešće se koristi kompaktni, jeftini i jednofazni mostovni ispravljač. Ovaj IC ima najveći izmjenični napon u / p poput 560V, stoga se može koristiti za jednofazno napajanje u svim zemljama. Najveća istosmjerna struja ovog ispravljača je 1,5A. Ovaj IC je najbolji izbor u projektima za pretvorbu AC-DC i osigurava do 1,5A.

Karakteristike mostovskog ispravljača

Karakteristike ispravljača mostova uključuju sljedeće

  • Faktor talasa
  • Vršni inverzni napon (PIV)
  • Učinkovitost

Faktor talasa

Mjerenje glatkoće izlaznog istosmjernog signala pomoću faktora naziva se faktor talasa. Ovdje se glatki istosmjerni signal može smatrati o / p istosmjernim signalom, uključujući nekoliko mreškanja, dok se visoko pulsirajući istosmjerni signal može smatrati o / p koji uključuje velike valove. Matematički se to može definirati kao udio napona valova i čistog istosmjernog napona.

Za ispravljač mosta faktor valovitosti može se dati kao

Γ = √ (Vrms2 / VDC) -1

Vrijednost faktora talasanja ispravljača mosta je 0,48

PIV (vršni inverzni napon)

Vršni inverzni napon ili PIV može se definirati kao najveća vrijednost napona koja dolazi od diode kada je spojena u obrnutom stanju pristranosti tijekom negativnog poluciklusa. Krug mosta uključuje četiri diode poput D1, D2, D3 i D4.

U pozitivnom poluciklusu dvije diode poput D1 i D3 nalaze se u provodnom položaju, dok su obje D2 i D4 diode u neprovodnom položaju. Isto tako, u negativnom poluciklu diode poput D2 i D4 su u provodnom položaju, dok su diode poput D1 i D3 u provodnom položaju.

Učinkovitost

Učinkovitost ispravljača uglavnom odlučuje o tome na koji način ispravljač mijenja izmjeničnu (izmjeničnu struju) u istosmjernu (istosmjernu). Učinkovitost ispravljača može se definirati kao omjer istosmjerne o / p snage i AC i / p snage. Maksimalna učinkovitost mostovskog ispravljača iznosi 81,2%.

η = istosmjerna o / p snaga / izmjenična snaga i / p snaga

Valni oblik mostovskog ispravljača

Iz sheme kruga ispravljača mosta možemo zaključiti da je protok struje preko otpora opterećenja jednak tijekom pozitivnih i negativnih poluciklusa. Polaritet o / p istosmjernog signala može biti ili potpuno pozitivan, inače negativan. U ovom je slučaju potpuno pozitivno. Kada se smjer diode preokrene, tada se može postići potpuni negativni istosmjerni napon.

Stoga ovaj ispravljač omogućuje protok struje kroz oba ciklusa pozitivnog i negativnog signala izmjeničnog napona i / p. Izlazni valni oblici mostovskog ispravljača prikazani su u nastavku.

Zašto se zove Mostni ispravljač?

U usporedbi s ostalim ispravljačima, ovo je najučinkovitiji tip ispravljačkog kruga. Ovo je vrsta punovalnog ispravljača, jer naziv sugerira da ovaj ispravljač koristi četiri diode koje su spojene u obliku mosta. Tako se ova vrsta ispravljača naziva mostni ispravljač.

Zašto u mostnom ispravljaču koristimo 4 diode?

U mostovskom ispravljaču koriste se četiri diode za dizajn sklopa koji će omogućiti ispravljanje cijelog vala bez upotrebe transformatora sa središnjim slavinama. Ovaj ispravljač uglavnom se koristi za pružanje ispravljanja u punom valu u većini aplikacija.

Raspored četiriju dioda može se izvršiti u sklopu zatvorene petlje radi učinkovite promjene AC u DC. Glavna prednost ovog aranžmana je nepostojanje središnjeg transformatora tako da će se veličina i troškovi smanjiti.

Prednosti

Prednosti ispravljača mostova uključuju sljedeće.

  • Učinkovitost ispravljanja punovalnog ispravljača dvostruko je veća od učinkovitosti poluvalnog ispravljača.
  • Veći izlazni napon, veća izlazna snaga i veći faktor korištenja transformatora u slučaju punovalnog ispravljača.
  • Napon mreškanja je nizak i veće frekvencije, u slučaju punovalnog ispravljača, pa je potreban jednostavan krug filtriranja
  • U sekundarnom transformatoru nije potrebna središnja slavina, pa je u slučaju ispravljača mosta traženi transformator jednostavniji. Ako pojačano ili spuštanje napona nije potrebno, transformator se može eliminirati.
  • Za određenu izlaznu snagu može se upotrijebiti energetski transformator manje veličine u slučaju mostovnog ispravljača, jer struja i u primarnom i u sekundarnom namotu opskrbnog transformatora teče tijekom cijelog izmjeničnog ciklusa.
  • Učinkovitost ispravljanja dvostruka je u usporedbi s poluvalnim ispravljačem
  • Koristi jednostavne krugove filtra za visoke frekvencije i niske valove napona
  • TUF je veći u usporedbi sa središnjim ispravljačem
  • Centralni transformator slavine nije potreban

Mane

Mane ispravljača mosta uključuju sljedeće.

  • Potrebne su četiri diode.
  • Korištenje dviju dodatnih dioda uzrokuje dodatni pad napona čime se smanjuje izlazni napon.
  • Ovom ispravljaču trebaju četiri diode, tako da će troškovi ispravljača biti visoki.
  • Krug nije prikladan kad je potreban mali napon za ispravljanje, jer se dvije diode mogu povezati u seriju i pružaju dvostruki pad napona zbog svog unutarnjeg otpora.
  • Ti su krugovi vrlo složeni
  • U usporedbi s središnjim ispravljačem, mostni ispravljač ima veće gubitke snage.

Aplikacija - Pretvaranje izmjenične snage u istosmjernu pomoću mostovnog ispravljača

Regulirano napajanje istosmjernom strujom često je potrebno za mnoge elektroničke aplikacije. Jedan od najpouzdanijih i najprikladnijih načina je pretvaranje dostupnog izmjeničnog napajanja u istosmjerno napajanje. Ova pretvorba izmjeničnog signala u istosmjerni signal vrši se pomoću ispravljača, koji je sustav dioda. To može biti poluvalni ispravljač koji ispravlja samo polovicu izmjeničnog signala ili punovalni ispravljač koji ispravlja oba ciklusa izmjeničnog signala. Punovalni val ispravljač može biti središnji ispravljač koji se sastoji od dvije diode ili mostni ispravljač koji se sastoji od 4 diode.

Ovdje je prikazan ispravljač mosta. Raspored se sastoji od 4 diode raspoređene tako da su anode dviju susjednih dioda povezane da daju pozitivan dovod na izlaz, a katode druge dvije susjedne diode povezane da daju negativan dovod na izlaz. Anoda i katoda druge dvije susjedne diode spojene su na pozitivnu opskrbu izmjeničnim naponom, dok su anoda i katoda druge dvije susjedne diode povezane s negativnom opskrbe izmjeničnim naponom. Tako su 4 diode raspoređene u konfiguraciji mosta tako da u svakom poluciklusu dvije zamjenske diode provode proizvodeći istosmjerni napon s odbijačima.

Dati se krug sastoji od mostovskog ispravljača čiji se neuređeni istosmjerni izlaz daje kondenzatoru elektrolita kroz otpornik za ograničavanje struje. Napon na kondenzatoru nadgleda se pomoću voltmetra i nastavlja se povećavati dok se kondenzator puni sve dok se ne dostigne ograničenje napona. Kad je preko kondenzatora priključeno opterećenje, kondenzator se prazni da bi pružio potrebnu ulaznu struju na opterećenje. U tom je slučaju svjetiljka spojena kao opterećenje.

Regulirano napajanje istosmjernom strujom

Regulirano napajanje istosmjernom strujom sastoji se od sljedećih komponenata:

  • Stepen-transformator za pretvorbu visokonaponskog izmjeničnog u niskonaponski izmjenični.
  • Mostni ispravljač za pretvorbu izmjenične struje u pulsirajući istosmjerni tok.
  • Krug filtra koji se sastoji od kondenzatora za uklanjanje mreškanja izmjeničnog napona.
  • Regulator IC 7805 za dobivanje reguliranog istosmjernog napona od 5 V.

Stepen-transformator pretvara izmjeničnu struju od 230V u 12V AC. Ovaj izmjenični napon od 12 V primjenjuje se na raspored ispravljača mosta tako da zamjenske diode provode za svaki poluciklus proizvodeći pulsirajući istosmjerni napon koji se sastoji od valova naizmjenične struje. Kondenzator povezan preko izlaza omogućuje da kroz njega prolazi AC signal i blokira istosmjerni signal, djelujući tako kao visokopropusni filtar. Izlaz preko kondenzatora je tako neregulirani filtrirani istosmjerni signal. Ovaj izlaz se može koristiti za pogon električne komponente poput releja, motora itd. Na izlaz filtra povezan je regulator IC 7805. Daje konstantno regulirani izlaz od 5V koji se može koristiti za ulaz u mnoge elektroničke sklopove i uređaje poput tranzistora, mikrokontrolera itd. Ovdje se 5V koristi za usmjeravanje LED diode kroz otpornik.

Ovo je sve o teorija ispravljača mosta njegove vrste, sklop i principi rada. Nadamo se da će ova korisna stvar o ovoj temi biti korisna u izgradnji studentske elektronike ili električne projekte kao i u promatranju raznih elektroničkih uređaja ili uređaja. Zahvaljujemo na vašoj pažnji i usredotočenosti na ovaj članak. Stoga nam molimo da nam pišete za odabir potrebnih ocjena komponenata u ovom ispravljaču mosta za vašu primjenu i za bilo koje druge tehničke smjernice.

Sada se nadamo da ste dobili ideju o konceptu ispravljača mostova i njegovim primjenama ako daljnja pitanja o ovoj temi ili koncept električnih i elektroničkih projekata ostave komentare u donjem odjeljku.

Foto bodovi: