Шта је мост исправљач: спојни дијаграм и његов рад

Шта је мост исправљач: спојни дијаграм и његов рад

Коло исправљача користи се за претварање наизменичне (наизменичне струје) у једносмерну (једносмерна). Исправљачи се углавном класификују у три врсте и то полуталасни, пуноталасни и мостни исправљачи. Главна функција свих ових исправљача је иста као и претварање струје, али они не претварају ефикасно струју из наизменичне у једносмерну. Пуноталасни исправљач са средишњим лупањем као и мостни исправљач ефикасно се претвара. Коло исправљача моста је уобичајени део електронских извора напајања. Много електронских кола захтевају исправљени једносмерни ток напајање за напајање разних електронске основне компоненте из расположивог мрежног напајања. Овај исправљач можемо пронаћи у широком спектру електронских уређаја Уређаји за наизменичну струју попут кућних апарата , управљачки склопови мотора, поступак модулације, примене заваривања итд. Овај чланак говори о прегледу исправљача моста и његовом раду.



Шта је мост исправљач?

Мостни исправљач је претварач наизменичне (једносмерне) у једносмерну (ДЦ) једносмерне струје који исправља мрежни улаз у једносмерни излаз. Мостни исправљачи се широко користе у изворима напајања који обезбеђују неопходни једносмерни напон за електронске компоненте или уређаје. Могу се конструисати са четири или више диода или било којим другим контролисаним ССД прекидачима.


Мостни исправљач

Мостни исправљач





У зависности од захтева струје оптерећења, бира се одговарајући исправљач моста. При избору исправљачког напајања за одговарајућу примену електронског кола узимају се у обзир називи и спецификације компонената, напони пробоја, распони температура, номинална пролазна струја, номинална струја, захтеви за монтирање и друга разматрања.

Конструкција

Конструкција исправљача моста приказана је доле. Ово коло може бити дизајнирано са четири диоде, наиме Д1, Д2, Д3 и Д4, заједно са отпорником оптерећења (РЛ). Повезивање ових диода може се извршити у шаблону затворене петље ради ефикасног претварања наизменичне (наизменичне струје) у једносмерну (једносмерну струју). Главна предност овог дизајна је недостатак ексклузивног трансформатора са средишњим луком. Дакле, величина, као и трошкови, биће смањени.



Једном када се улазни сигнал примени на два терминала као што су А и Б, тада се о / п једносмерни сигнал може постићи преко РЛ-а. Овде је отпорник оптерећења повезан између два терминала као што су Ц и Д. Распоред две диоде може се извршити на такав начин да ће електричну енергију водити две диоде током сваког пола циклуса. Парови диода попут Д1 и Д3 проводиће електричну струју током позитивног полуциклуса. Слично томе, Д2 и Д4 диоде ће проводити електричну струју током негативног полуциклуса.

Кружни дијаграм мостовског исправљача

Главна предност мостовског исправљача је што производи готово двоструко већи излазни напон као у случају пуног таласног исправљача који користи трансформатор са средишњим навојем. Али овом колу није потребан трансформатор са средишњим навојем, тако да подсећа на јефтини исправљач.


Шема мостовског исправљача састоји се од различитих степена уређаја попут трансформатора, диодног моста, филтрирања и регулатора. Генерално се сва ова комбинација блокова назива а регулисано напајање једносмерном струјом који покреће разне електронске уређаје.

Прва фаза кола је трансформатор који је опадајући тип који мења амплитуду улазног напона. Већина електронски пројекти користите трансформатор 230 / 12В да бисте смањили мрежни напон од 230В до 12В.

Кружни дијаграм мостовског исправљача

Кружни дијаграм мостовског исправљача

Следећа фаза је диодно-мостовски исправљач који користи четири или више диода у зависности од врсте мостовног исправљача. Избор одређене диоде или било ког другог преклопног уређаја за одговарајући исправљач захтева нека разматрања уређаја попут вршног инверзног напона (ПИВ), предње струје Иф, напона итд. Одговорна је за производњу једносмерне или једносмерне струје на оптерећењу скуп диода за сваки полуциклус улазног сигнала.

С обзиром да је излаз после диодних мостовних исправљача пулсирајуће природе и да би се он произвео као чисти ДЦ, потребно је филтрирање. Филтрирање се обично изводи са једним или више њих преко прикључени кондензатори оптерећења, као што можете приметити на доњој слици где се врши заглађивање таласа. Ова оцена кондензатора такође зависи од излазног напона.

Последња фаза овог регулисаног напајања једносмерном струјом је регулатор напона који одржава излазни напон на константном нивоу. Претпоставимо микроконтролер ради на 5В једносмерне струје, али излаз након исправљача моста је око 16В, па је за смањење овог напона и одржавање константног нивоа - без обзира на промене напона на улазној страни - неопходан регулатор напона.

Рад мостовског исправљача

Као што смо горе разговарали, једнофазни мостни исправљач састоји се од четири диоде и ова конфигурација је повезана преко оптерећења. Да бисмо разумели принцип рада исправљача моста, у демонстрацијске сврхе морамо узети у обзир доњи круг.

Током позитивног полуциклуса улазних АЦ таласних диода, Д1 и Д2 су унапред пристрасни, а Д3 и Д4 обрнуто. Када је напон већи од гранични ниво диода Д1 и Д2, почиње да проводи - струја оптерећења почиње да пролази кроз њега, као што је приказано на путањи црвене линије на доњем дијаграму.

Цирцуит Оператион

Цирцуит Оператион

Током негативног полуцикла улазног таласног облика наизменичне струје, диоде Д3 и Д4 су унапред пристрасне, а Д1 и Д2 су обрнуто пристрасне. Струја оптерећења почиње да тече кроз Д3 и Д4 диоде када ове диоде почну да проводе како је приказано на слици.

Можемо приметити да је у оба случаја правац струје оптерећења исти, тј. Одозго према доле како је приказано на слици - дакле једносмерно, што значи једносмерна струја. Тако се употребом мостовског исправљача улазна наизменична струја претвара у једносмерну. Излаз на оптерећењу са овим мостовским таласним исправљачем има пулсирајућу природу, али за производњу чистог једносмерног напона потребан је додатни филтер попут кондензатора. Иста операција је применљива за различите мостовне исправљаче, али у случају контролисаних исправљача тиристори који се активирају је неопходно за погон струје за оптерећење.

Врсте мостовских исправљача

Исправљачи невесте класификују се у неколико типова на основу ових фактора: врста напајања, способност управљања, конфигурације кругова невесте итд. Исправљачи мостова углавном се класификују у једнофазне и трофазне исправљаче. Обе ове врсте су даље класификоване у неконтролисане, полуконтролисане и потпуно контролисане исправљаче. Неке од ових врста исправљача описане су у наставку.

Једнофазни и трофазни исправљачи

Природа напајања, тј. Једнофазно или трофазно напајање одлучује о овим исправљачима. Монофазни исправљач моста састоји се од четири диоде за претварање наизменичне струје у једносмерну, док а трофазни исправљач користи шест диода , као што је приказано на слици. То могу бити неконтролисани или контролисани исправљачи, у зависности од компонената кола, као што су диоде, тиристори итд.

Једнофазни и трофазни исправљачи

Једнофазни и трофазни исправљачи

Неконтролисани мостовни исправљачи

Овај исправљач моста користи диоде за исправљање улаза као што је приказано на слици. Пошто је диода једносмерни уређај који омогућава проток струје само у једном смеру. Са овом конфигурацијом диода у исправљачу, она не дозвољава да снага варира у зависности од захтева оптерећења. Дакле, ова врста исправљача се користи у стална или фиксна напајања .

Неконтролисани мостовни исправљачи

Неконтролисани мостовни исправљачи

Управљани исправљач моста

У овој врсти исправљача, АЦ / ДЦ претварач или исправљач - уместо неконтролисаних диода, контролисани ССД уређаји попут СЦР-а, МОСФЕТ-а, ИГБТ-а итд. Користе се за варирање излазне снаге при различитим напонима. Покретањем ових уређаја у различитим тренуцима, излазна снага на оптерећењу се на одговарајући начин мења.

Управљани исправљач моста

Управљани исправљач моста

Мост исправљач ИЦ

Конфигурација пинова РБ-156 ИЦ исправљача, размотрена је у наставку.

Пин-1 (фаза / линија): Ово је улазни пин наизменичне струје, где се фазна жица може повезати од напајања наизменичном струјом према овом фазном пин-у.

Пин-2 (Неутрално): Ово је улазни пин наизменичног напона где се повезивање неутралне жице може извршити из напајања наизменичном струјом на овај неутрални пин.

Пин-3 (позитиван): Ово је једносмерни излазни пин, где се позитивни једносмерни напон исправљача добија из овог позитивног пин-а

Пин-4 (негативан / уземљен): Ово је излазни пин једносмерне струје где се напон уземљења исправљача добија из овог негативног пина

Спецификације

Подкатегорије овог исправљача моста РБ-15 се крећу од РБ15 до РБ158. Од ових исправљача, РБ156 је најчешће коришћен. Спецификације исправљача моста РБ-156 укључују следеће.

  • О / п једносмерна струја је 1,5А
  • Максимални вршни реверзни напон је 800В
  • Излазни напон: (√2 × ВРМС) - 2 волта
  • Максимални улазни напон је 560В
  • Пад напона за сваки мост је 1В @ 1А
  • Напонска струја је 50А

Овај РБ-156 је најчешће коришћени компактни, јефтини и једнофазни мостни исправљач. Ова ИЦ има највиши и / п наизменични напон попут 560В, па се може користити за једнофазно напајање у свим земљама. Највећа једносмерна струја овог исправљача је 1,5А. Овај ИЦ је најбољи избор у пројектима за претварање АЦ-ДЦ и пружа до 1,5А.

Карактеристике мостовског исправљача

Карактеристике исправљача мостова укључују следеће

  • Фактор таласа
  • Вршни инверзни напон (ПИВ)
  • Ефикасност

Фактор таласа

Мерење глаткости излазног једносмерног сигнала помоћу фактора назива се фактор таласа. Овде се глатки једносмерни сигнал може сматрати о / п једносмерним сигналом, укључујући неколико таласа, док се високо пулсирајући једносмерни сигнал може сматрати о / п који укључује велике валове. Математички се то може дефинисати као удео напона таласа и чистог једносмерног напона.

За исправљач моста фактор таласа може се дати као

Γ = √ (Врмс2 / ВДЦ) -1

Вредност фактора таласања исправљача моста је 0,48

ПИВ (вршни инверзни напон)

Вршни инверзни напон или ПИВ може се дефинисати као највиша вредност напона која долази од диоде када је повезана у обрнутом стању пристрасности током негативног полуциклуса. Круг моста укључује четири диоде попут Д1, Д2, Д3 и Д4.

У позитивном полуциклусу, две диоде попут Д1 и Д3 су у проводном положају, док су обе Д2 и Д4 диоде у непроводном положају. Исто тако, у негативном полуциклусу диоде попут Д2 и Д4 су у проводном положају, док су диоде попут Д1 и Д3 у проводном положају.

Ефикасност

Ефикасност исправљача углавном одлучује о томе на који начин исправљач мења АЦ (наизменичну струју) у једносмерну (једносмерна струја). Ефикасност исправљача се може дефинисати као однос између једносмерне о / п снаге и АЦ и / п снаге. Максимална ефикасност мостовског исправљача је 81,2%.

η = једносмерна струја о / п Напајање / наизменична струја и / п снага

Таласни облик исправљача моста

Из дијаграма кола мостовског исправљача можемо закључити да је проток струје преко отпорника оптерећења једнак током позитивних и негативних полуциклуса. Поларитет о / п једносмерног сигнала може бити или потпуно позитиван, иначе негативан. У овом случају је потпуно позитивно. Када се смер диоде обрне, тада се може постићи потпун негативни једносмерни напон.

Стога овај исправљач омогућава проток струје кроз оба циклуса позитивног и негативног сигнала наизменичне струје и / п. Излазни таласни облици мостовског исправљача приказани су у наставку.

Зашто се зове Бридге Рецтифиер?

У поређењу са другим исправљачима, ово је најефикаснији тип исправљачког кола. Ово је врста пуноталасног исправљача, јер име сугерише да овај исправљач користи четири диоде које су повезане у облику моста. Тако се ова врста исправљача назива мостни исправљач.

Зашто користимо 4 диоде у мостном исправљачу?

У мостном исправљачу, четири диоде се користе за пројектовање кола који ће омогућити потпуно таласно исправљање без употребе средишњег трансформатора. Овај исправљач се углавном користи за обезбеђивање исправљања пуног таласа у већини примена.

Распоред четири диоде може се извршити у оквиру склопке затворене петље како би се ефикасно променио наизменични на истосмерни. Главна предност овог аранжмана је непостојање средишњег трансформатора тако да се величина и трошкови смањују.

Предности

Предности исправљача мостова укључују следеће.

  • Ефикасност исправљања пуноталасног исправљача двоструко је већа од ефикасности полуталасног исправљача.
  • Већи излазни напон, већа излазна снага и већи фактор коришћења трансформатора у случају пуног таласног исправљача.
  • Напон таласа је низак и веће фреквенције, у случају пуноводног исправљача, тако да је потребан једноставан круг филтрирања
  • У секундарном трансформатору није потребна централна славина, тако да је у случају исправљача моста тражени трансформатор једноставнији. Ако појачано или спуштање напона није потребно, трансформатор се чак може елиминисати.
  • За дату излазну снагу може се користити енергетски трансформатор мање величине у случају мостовског исправљача, јер струја и у примарном и у секундарном намотају доводног трансформатора тече током целог циклуса наизменичне струје.
  • Ефикасност исправљања је двострука у поређењу са полуталасним исправљачем
  • Користи једноставне филтарске кругове за високофреквентни и низак напон таласа
  • ТУФ је већи у поређењу са средишњим исправљачем
  • Централни трансформатор славине није потребан

Мане

Недостаци исправљача моста укључују следеће.

  • Потребне су четири диоде.
  • Коришћење две додатне диоде узрокује додатни пад напона и на тај начин смањује излазни напон.
  • Овом исправљачу су потребне четири диоде, тако да ће трошкови исправљача бити високи.
  • Коло није прикладно када је потребан мали напон за исправљање, јер се две диоде могу повезати у серији и пружају двоструки пад напона због свог унутрашњег отпора.
  • Ови кругови су веома сложени
  • У поређењу са средишњим исправљачем, мостни исправљач има веће губитке снаге.

Апликација - Претварање наизменичне струје у једносмерну помоћу мостног исправљача

Регулирано напајање једносмерном струјом често је потребно за многе електронске апликације. Један од најпоузданијих и најприкладнијих начина је претварање доступног мрежног напајања наизменичном струјом у једносмерно напајање. Ова конверзија АЦ сигнала у ДЦ сигнал врши се помоћу исправљача, који је систем диода. То може бити полуталасни исправљач који исправља само половину АЦ сигнала или пуноталасни исправљач који исправља оба циклуса АЦ сигнала. Пуноталасни исправљач може бити средишњи исправљач који се састоји од две диоде или мостни исправљач који се састоји од 4 диоде.

Овде је приказан исправљач моста. Аранжман се састоји од 4 диоде распоређене тако да су аноде две суседне диоде повезане да дају позитивно напајање излазу, а катоде друге две суседне диоде повезане да дају негативан довод на излаз. Анода и катода друге две суседне диоде су повезане са позитивним напајањем наизменичном струјом, док су анода и катода још две суседне диоде повезане са негативом напајања наизменичном струјом. Тако су 4 диоде распоређене у конфигурацији моста тако да у сваком полуциклусу две наизменичне диоде проводе производећи једносмерни напон са одбијачима.

Дато коло се састоји од мостовског исправљача чији се нерегулисани једносмерни излаз даје кондензатору електролита кроз отпорник за ограничавање струје. Напон на кондензатору надгледа се помоћу волтметра и наставља да расте како се кондензатор пуни све док се не достигне ограничење напона. Када је преко кондензатора прикључено оптерећење, кондензатор се празни да би пружио потребну улазну струју оптерећења. У овом случају, лампа је повезана као оптерећење.

Регулирано напајање једносмерном струјом

Регулисано напајање једносмерном струјом састоји се од следећих компоненти:

  • Степен-трансформатор за претварање високонапонског наизменичног на нисконапонски наизменични.
  • Мостни исправљач за претварање наизменичне струје у пулсирајући једносмерни ток.
  • Круг филтера који се састоји од кондензатора за уклањање мрешкања наизменичне струје.
  • Регулатор ИЦ 7805 за регулацију једносмерног напона од 5 В.

Степен-трансформатор претвара АЦ мрежно напајање од 230В до 12В АЦ. Овај напон од 12 В наноси се на распоред исправљача моста тако да алтернативне диоде проводе за сваки полуциклус производећи пулсирајући једносмерни напон који се састоји од мрешкања наизменичне струје. Кондензатор повезан преко излаза омогућава да кроз њега пролази сигнал наизменичне струје и блокира једносмерни сигнал, делујући тако као високопропусни филтер. Излаз преко кондензатора је према томе нерегулисани филтрирани једносмерни сигнал. Овај излаз се може користити за погон електричне компоненте попут релеја, мотора итд. На излаз филтра повезан је регулатор ИЦ 7805. Даје константно регулисани излаз од 5В који се може користити за унос у многе електронске склопове и уређаје попут транзистора, микроконтролера итд. Овде се 5В користи за преусмеравање ЛЕД диода кроз отпорник.

Ово је све о теорија исправљача моста његове врсте, склоп и принципи рада. Надамо се да ће ова корисна ствар о овој теми бити корисна у изградњи студентске електронике или електричне пројекте као и у посматрању различитих електронских уређаја или уређаја. Ценимо вашу велику пажњу и фокус на овај чланак. И зато нам, молимо, пишите нам да одаберемо потребне називне вредности компонената у овом мостном исправљачу за вашу апликацију и за било која друга техничка упутства.

Сада се надамо да сте добили идеју о концепту исправљача мостова и његовим применама ако било каква додатна питања о овој теми или концепт електричних и електронских пројеката оставе коментаре у одељку испод.

Фото кредити: