Разбирање на исправувачите на мостот: Принципи, класификации и практични апликации
2024-07-09 10430

Практификаторот на мостот ја претвора наизменичната струја (AC) во директна струја (DC) преку структура на мост составена од четири диоди.Единствената спроводливост на диодите се користи за да се поправат позитивните и негативните половина циклуси на AC во DC во иста насока.Дизајнот на исправувачот на мостот не само што ја подобрува ефикасноста на исправката, туку обезбедува и стабилен напон на излез на DC.Оваа статија детално ќе разговара за принципот на работа, класификацијата и улогата на исправувачот на мостот во практични апликации.

Каталог

Што е исправувач?

Исправувач е електронски уред што се користи за конвертирање на наизменична струја (AC) во директна струја (DC).Најчесто се користи во електроенергетските системи и откривање на радио сигнали.Исправувачите ја олеснуваат конверзијата од AC во DC со искористување на едностраната спроводливост на диодите, дозволувајќи им на струјата да тече во само една насока.Тие можат да бидат изработени од најразлични материјали, вклучувајќи вакуумски цевки, цевки за палење, силиконски полупроводнички диоди со цврста состојба и лакови на жива.Уредите што ја извршуваат спротивната функција (конвертирање на DC во AC) се нарекуваат инвертори.

Во подготвеност (непрекинато напојување), само батеријата треба да се наполни, така што системот вклучува полнач, но не обезбедува моќност на товарот.Спротивно на тоа, двојната конверзија не само што ја наплатува батеријата, туку и ја снабдува моќта на инверторот, така што се нарекува исправувач/полнач.

Главната функција на исправувачот е да се претвори AC во DC.Ова го прави преку два главни процеса, претворајќи го AC во DC, потоа филтрирање на истиот за да се обезбеди стабилен DC излез за оптоварувањето или инверторот и да се обезбеди напон за полнење за батеријата, со што се однесува и како полнач.

Работата на неконтролиран исправувач вклучува поминување на половина од циклусот на наизменична струја низ товарот, произведувајќи пулсирачки излез на DC.Во контролиран исправувач, протокот на струја се управува со контролирање на спроводливоста на транзистор или друг контролиран уред, што резултира во контролиран излез на DC.

Класификација на исправувачите

Исправувачите се класифицираат според различни стандарди.Следниве се вообичаени методи за класификација:

Класификација со метод на исправка

Полу бран исправувач работи само на половина од циклусот на наизменична струја (позитивен полу-циклус или негативен полу-циклус).Останува неактивен во другиот полу-циклус.Затоа, излезниот напон се состои од само половина од брановата форма на наизменична струја.

Исправувач на целосен бран спроведува и во позитивните и во негативните полу-циклуси на циклусот на наизменична струја.Ова значи дека излезниот напон е позитивен и во двата полу-циклуси на циклусот.

Класификација со исправувач

Диоди исправувачите користат диоди како главен исправен елемент.Овие обично се користат во кола за исправување на ниска моќност и средна моќност.Диодата само дозволува струјата да тече во една насока, обезбедувајќи конверзија од AC во DC.

SCR е полупроводнички уред кој може прецизно да се контролира за да се вклучи и исклучи.Погоден е за кола за исправување на голема моќност кои бараат прецизна контрола на процесот на исправка.SCR е првиот избор во апликации за кои е потребна висока ефикасност и висока регулатива.

Овие класификации ни помагаат да ги разбереме специфичните функции и апликации на различни типови исправувачи во различни електронски системи.

Слика 1: исправувач на мост

Како работи исправувач на мост?

Обвинувачот на мостот најчесто се користи за претворање на наизменична струја (AC) во директна струја (DC) и е исправувачко коло кое ја користи еднонасочната спроводливост на диодата.Тој користи четири диоди распоредени во конфигурацијата на мостот за да ги исправи позитивните и негативните полу-циклуси на моќноста на наизменична струја во постојан излез на DC.

Компоненти на исправувач на мост

Компонентите на исправувачот на мостот се четири диоди (D1, D2, D3, D4);извор на напојување со струја (влез);отпорник на оптоварување (RL);и кондензатор на филтер (по избор, се користи за изедначување на излезниот напон).

Работен принцип

Работата на исправувач на мост вклучува два главни процеси: позитивна исправка на полу-циклус и негативна исправка на полу-циклус.

Слика 2: бранова форма на исправувач на мост-позитивен полу-циклус и негативен полу-циклус

Позитивно исправување на полу-циклус

Поларитетот на напон За време на позитивниот полу-циклус на влезот на наизменична струја, горниот крај на влезот е позитивен и долниот крај е негативен.Патеката за спроводливост е дека диодите Д1 и Д2 се напред-пристрасни и се спроведуваат струја.Тековната тече од позитивниот терминал на изворот на наизменична струја, преку D1, преку отпорот на оптоварување RL, и назад кон негативниот терминал на изворот на наизменична струја преку D2.Состојбата е дека диодите Д3 и Д4 се обратни пристрасни и остануваат исклучени.За време на овој циклус, струјата преку RL тече од лево кон десно.

Негативно исправување на полу-циклус

Поларитетот на напон е дека за време на негативниот половина циклус, поларитетот на влезот на наизменична струја е обратна, што го прави горниот крај негативен и долниот крај позитивен.Патеката за спроводливост е дека диодите Д3 и Д4 се напред-пристрасни и се спроведуваат струја.Тековната тече од негативниот терминал на изворот на наизменична струја, преку D3, преку отпорот на оптоварување RL и се врати на позитивниот терминал на изворот на наизменична струја преку D4.Состојбата е дека диодите Д1 и Д2 се обратни пристрасни и остануваат исклучени.И покрај пресвртот на поларитетот, струјата што тече низ RL сè уште тече во иста насока (од лево кон десно).

Филтрирање

По исправката, излезниот напон сè уште пулсира DC.За да се изедначи овој напон и да се намали бранот, се додава кондензатор на филтерот.Кондензаторот на филтерот е поврзан паралелно со отпорот на оптоварување (RL).Ова поставување го измазнува пулсирачкиот DC, го намалува напонот на напонот и обезбедува постабилен излез.

Коло за исправувач на мост

Исправувачот на мостот се подобрува на исправањето на полу-бранот на диодата.Неговата главна функција е да ја претвори наизменичната струја (AC) во директна струја (DC).Ова го прави со употреба на четири диоди во специфичен аранжман за да се поправат позитивните и негативните полу-циклуси на влезот на наизменична струја во еднонасочен DC излез.

Слика 3: Коло за исправувач на мост

Исправувачот на мостот ја претвора AC во DC со помош на еднонасочна спроводливост на диодите.Додека напонот на AC и струјата периодично наизменични насоки, DC излезот на исправувачот на мостот секогаш тече во една насока.Исправувачите на мостот се поефикасни од еднофазните исправувачи на полу-бранови и целосен бран, бидејќи тие истовремено користат и половина циклус на циклусот на AC.Ова овозможува помазен, поинтензивен излез на DC.Потребно е стабилно напојување со DC во апликации како што се напојување, полначи за батерии и разни електронски уреди.Исправувач на мост во комбинација со филтрирање може да обезбеди стабилна DC моќност потребна за овие апликации.

Функции на исправувач на мост

Конверзија на AC во DC

Главната функција на исправувачот на мостот е да го конвертира влезот AC во DC излез.Напон на наизменична струја и струен проток наизменично, додека DC напонот и струјниот проток во постојана насока.Диодите во исправувачот на мостот овозможуваат струјата да тече само во една насока, со што се обезбедува оваа конверзија.

Подобрена ефикасност

Акционер на мост ги користи и позитивните и негативните полу-циклуси на моќноста на наизменична струја.Ова двојно искористување ја подобрува ефикасноста во споредба со еднофазен исправувач.Тоа резултира во помазен излез на DC со помалку бран.

Стабилна моќност на DC

Стабилната DC Power е погодна за електронски уреди, напојување и полначи за батерии.Исправувач на мост во комбинација со кондензатори за филтрирање може да го обезбеди ова стабилно напојување.

Идеално, излезниот напон (просечна вредност) на исправувачот на мост може да се изрази како

V_out = (2v_m)/π- (4V_F)/π

Каде што V_MIS врвниот напон на влезната моќност на наизменична струја, а V_F е падот на напонот нанапред на секоја диода.

Пример

Да претпоставиме дека имаме напојување со напојување со наизменична струја со влезен напон од 220V (ефективна вредност, RMS) и користиме исправувач на мост за исправка.Падот на напонот напред на диодата е 0,7V.

Влезни услови ：

Влезен напон 220V AC (RMS)

Врвен напон V_M = 220 × √2 ≈311V

Пад на напон на диодата напред V_F = 0,7V

Пресметајте излез

Просечен излезен напон V_AVG = (2 × 311)/π- (4 × 0,7)/π ≈198V

На овој начин, исправувачот на мостот го претвора напонот на наизменична струја во DC напон близу 198V.Иако сè уште има некои флуктуации, излезот може дополнително да се изедначи со употреба на соодветни уреди за филтрирање за да се обезбеди стабилно напојување со DC.По поврзувањето на колото на филтерот, просечниот излезен напон е приближно 1,2 пати поголема од вредноста на RMS на влезниот AC, додека напонот на оптоварување со отворено коло е околу 1,414 пати поголема од вредноста на RMS.Оваа пресметка помага да се утврдат потребните компоненти за постигнување стабилен и мазен излез на DC од влез на наизменична струја.

Како функционираат кондензаторите како филтри?

Филтрирањето ги отстранува несаканите бранови на сигналот.Во филтрирањето со висок премин, сигналите со поголема фреквенција лесно минуваат низ колото до излезот, додека сигналите со пониска фреквенција се блокирани.Коловите на наизменична струја содржат напон или тековни сигнали на различни фреквенции, не се сите што се неопходни.Несаканите сигнали можат да предизвикаат мешање што ја нарушува работата на колото.За да ги филтрирате овие сигнали, се користат различни кола за филтрирање, во кои кондензаторите играат клучна улога.Иако исправените сигнали не се сигнали за наизменична струја, концептот е сличен.Кондензатор се состои од два проводници одделени со изолатор.Во кола за филтрирање, кондензаторите чуваат енергија за да го намалат бран на AC и да го подобрат излезот на DC.

Слика 4: Дијаграм на колото за филтрирање со висок премин

Како кондензаторите ги филтрираат сигналите

Кондензаторите можат да го чуваат и ослободуваат полнењето.Кога напонот се зголемува, кондензаторот се наплаќа;Кога напонот се намалува, кондензаторот се испушта.Оваа карактеристика ги измазнува флуктуациите на напонот.Во колото за исправувач, како што е исправувач на мост, излезниот DC напон не е мазен, туку пулсирачки.Поврзувањето на кондензаторот на филтерот со излезот може да ги изедначи овие пулсирања.

Слика 5: исправувач на мост - модул за диоди со целосен бран

• Позитивен половина циклус: За време на позитивниот половина циклус, напонот се зголемува, предизвикувајќи да се наполни кондензаторот.Зачуваната електрична енергија ја достигнува својата максимална вредност на врвот на напонот.

• Негативен половина циклус: За време на негативниот половина циклус, напонот се намалува и кондензаторот се испушта низ товарот.Ова празнење обезбедува струја на товарот, спречувајќи го излезниот напон да се спушти остро и да ја измазнува брановата форма.

Акцијата за полнење и празнење на кондензаторот го измазнува исправниот излезен напон на поконстандарно ниво на DC, намалувајќи ги флуктуациите на напонот и бранот.

Избор на вистинскиот кондензатор

Големината на кондензаторот на филтерот директно влијае на ефектот на филтрирање.Општо земено, колку е поголема вредноста на капацитетот, толку е подобар ефектот на филтрирање, затоа што голем кондензатор може да складира повеќе полнење и да обезбеди постабилен напон.Како и да е, вредноста на капацитетот не може да биде преголема, во спротивно, ќе доведе до подолго време на стартување на колото, зголемување на волуменот на кондензаторот и зголемување на трошоците.

Емпириската формула за избор на кондензатори на филтерот

C = I/(F × ΔV)

Каде c е вредноста на капацитетот (Фарад, ѓ)

Јас сум струјата на товарот (ампер, а)

F е фреквенцијата на моќност (Херц, Hz)

ΔV е дозволениот излезен напон на напон (волт, v)

Улогата на кондензаторите на филтерот

Кога се зголемува исправениот напон, кондензаторот на филтерот се наплаќа, предизвикувајќи постепено да се зголемува напонот.Кога исправениот напон се намалува, кондензаторот на филтерот испушта, обезбедувајќи стабилна струја и го измазнува излезниот напон.Дејството за полнење и празнење на кондензаторот на филтерот го измазнува исправениот пулсирачки напон, намалувајќи го напонот на напонот и флуктуациите.Кондензаторите се ефикасни за филтрирање затоа што дозволуваат да поминат сигналите на наизменична струја додека ги блокираат сигналите на DC.Сигналите на AC со повисоки фреквенции полесно поминуваат низ кондензатори, со помал отпор, што резултира во помал напон низ кондензаторот.Спротивно на тоа, сигналите на AC со пониски фреквенции се соочуваат со поголема отпорност, што резултира во поголем напон низ кондензаторот.За DC, кондензаторот делува како отворено коло, струјата е нула, а влезниот напон е еднаков на напонот на кондензаторот.

Филтрирање на различни фреквенции во кола за исправувач

За да разберете како кондензаторите на филтерот се справуваат со различни фреквенции, ајде накратко да разговараме за проширување на серијата Фурие.Серијата Фуриер се распаѓа на не-синусоидни периодични сигнали во збирот на синусоидни сигнали на различни фреквенции.На пример, комплексен периодичен бран може да се распадне во повеќе синусоидни бранови со различни фреквенции.

Слика 6: Пулсирачки бран

Во колото за исправувач, излезот е пулсирачки бран, кој може да се распадне во синусоидни компоненти на различни фреквенции со помош на серијата Фурие.Компонентите со висока фреквенција минуваат директно преку кондензаторот, додека компонентите со ниска фреквенција го достигнуваат излезот.

Слика 7: Дијаграм на колото за филтрирање на кондензаторот

Колку е поголем кондензаторот, толку е измазнета излезната форма на бранова форма.Поголемите кондензатори чуваат поголемо полнење, обезбедувајќи постабилен напон.

Слика 8: Дијаграм за филтрирање на кондензатори

Во пулсирачки напонски бран, кога напонот се спушта под напонот на кондензаторот, кондензаторот се испушта до товарот, спречувајќи го излезниот напон да се спушти на нула.Ова континуирано полнење и празнење го измазнува излезниот напон.

Кола со високи и ниски премини на филтрирање

Во филтер со висок премин, кондензаторот и отпорникот се поврзани во серија.Сигналите со висока фреквенција имаат минимален пад на напон кога минуваат низ кондензаторот, што резултира во поголема струја и поголем излезен напон преку отпорникот.Сигналите со ниска фреквенција се соочуваат со поголем пад на напон низ кондензаторот, што резултира со минимален излезен напон.Во филтерот со низок премин, кондензаторот блокира сигнали со висока фреквенција и само дозволува да поминат ниски фреквенции.Сигналите со висока фреквенција имаат висока импеданса и минимален излезен напон, додека сигналите со ниска фреквенција имаат мала импеданса и поголем излезен напон.

Слика 9: Коло за филтрирање со висок и низок премин

Видови на исправувачи на мост

Практификаторите на мостот се класифицираат врз основа на нивната градба и примена.Еве неколку вообичаени типови:

Еднофазен исправувач на мост

Еднофазниот исправувач на мост е наједноставна форма и често се користи во мала опрема за напојување.Има четири диоди кои претвораат еднофазен AC во пулсирачки DC.За време на позитивниот половина циклус на AC, диодите D1 и D2 однесување, додека D3 и D4 се исклучени.За време на негативниот половина циклус, однесувањето Д3 и Д4, а Д1 и Д2 се исклучени.Ова овозможува и позитивните и негативните половина циклуси на AC да се исправат во позитивен DC.

Слика 10: Дијаграм на бранова форма контролиран од единечен бран контролиран од исправувач

Трифазен исправувач на мост

Трифазни исправувачи на мост се користат во апликации со поголема моќност, како што се индустриска опрема и големи системи на електрична енергија.Тие содржат шест диоди кои претвораат трифазен AC во помазна DC.За време на секој циклус на трифазниот AC, разни комбинации на диоди спроведуваат, исправувајќи ги позитивните и негативните половина циклуси во DC.Овој метод обезбедува помазен излез на DC погоден за побарувања за голема моќност.

Слика 11: Трифазен мост целосно контролирано коло за исправувач

Контролиран исправувач на мост

Контролираниот исправувач на мостот користи силиконски контролиран исправувач (SCR) наместо конвенционална диода за регулирање на излезниот напон.Со контролирање на аголот на спроводливост на SCR, просечниот излез на DC може да се промени.Прилагодувањето на аголот на отпуштање на SCR го контролира времето на спроводливост во секој циклус, а со тоа го менува просечниот излезен напон на DC.Овој тип често се користи во прилагодливи напори за напојување и системи за контрола на моторот DC.

Исправувач на мост со висока фреквенција

Исправувачите на мост со висока фреквенција се користат во системите за напојување со висока фреквенција и обично користат диоди за брзо обновување за да ги задоволат потребите на напојување со моќност (SMPS).Диоди за брзо закрепнување имаат кратко време на обновување и можат брзо да одговорат на операциите за префрлување со висока фреквенција, со што ќе се подобри ефикасноста на исправката и намалувањето на загубите и бучавата.

Исправувач на монолитен мост

Практификаторите на монолитниот мост интегрираат четири диоди на исправувач во еден чип или модул, поедноставување на дизајнот на колото и главно се користат во мали електронски уреди и адаптери за напојување.Слично на стандардниот исправувач на мост, монолитната верзија нуди зголемена сигурност и полесна инсталација бидејќи е интегрирана во еден пакет.

Целосно контролиран исправувач на мост

Целосно контролиран исправувач на мост користи исправувач на тиристор (SCR) наместо нормална диода.Секој елемент на исправувачот е контролиран, овозможувајќи прецизно регулирање на излезниот напон и струјата.Со различен агол на спроводливост на SCR, излезот на исправувачот може прецизно да се контролира.Овој исправувач е идеален за апликации кои бараат фино контрола на напон, како што се DC моторни погони и прилагодливи напори.Способноста да се разликува аголот на отпуштање на SCR овозможува прецизно управување со излезот.

Полу контролиран исправувач на мост

Полу контролиран исправувач на мост комбинира тиристор (SCR) со нормална диода.Обично, во еднофазни апликации, два од спротивните елементи на исправувачот се SCR, додека другите два се диоди.Оваа поставка обезбедува делумна можност за регулирање.Додека само некои од елементите се контролирани, тие обезбедуваат ограничена регулатива по пониска цена.Полу контролираните исправувачи се погодни за системи за кои е потребна делумна контрола и не се заштитени со трошоците, како што се мали моторни погони и прилагодливи напори за прилагодување на трошоците.

Неконтролиран исправувач на мост

Неконтролиран исправувач на мост користи само обични диоди, а сите елементи за исправка се неконтролирани.Тоа е наједноставниот и најчесто користен исправувач на мостот.Овој исправувач нема можност за регулирање, не може да го прилагоди излезниот напон или струјата и само врши основна исправка.Погоден е за разни електронски уреди за кои е потребно стабилно напојување со DC, како што се адаптери за напојување и полначи за батерии.

Апликации на исправувачи на мост

Обезбедување поларизиран и стабилен DC напон при заварувањето

Во опремата за заварување, исправувачите на мостот можат да обезбедат стабилен напон на DC.Оваа стабилност овозможува висококвалитетно заварување затоа што напојувањето директно влијае на процесот на заварување.Исправувачот ја претвора моќноста на AC во DC моќност, ги намалува тековните флуктуации и обезбедува стабилен лак за заварување, што ја подобрува јачината и квалитетот на заварениот зглоб.Оваа стабилност ги минимизира дефектите на заварувањето и ја подобрува целокупната точност, особено во заварувањето на лакот.

Слика 12: исправувачи на мост што се користат во машината за заварување

Друга клучна функција на исправувачот на мостот е да обезбеди поларизиран DC напон.Ова е особено важно во професионалните операции за заварување, како што е заварувањето на алуминиум или не'рѓосувачки челик, каде формирањето на оксидни слоеви може да влијае на квалитетот на заварувањето.Поларизираниот напон ја намалува оксидацијата, обезбедувајќи чиста површина на заварување и посилен зглоб.Со комбинирање на исправувач на мост, опремата за заварување може да обезбеди постабилна, висококвалитетна струја, што го подобрува целиот процес на заварување.

За понатамошно измазнување на излезот на DC и да се намалат флуктуациите на напонот, исправувачите на мостот често се користат во комбинација со кондензатори на филтерот и регулатори на напон.Кондензаторот на филтерот ги елиминира брановите и го прави излезниот напон измазнет, ​​додека регулаторот на напон гарантира дека излезниот напон е константен, заштитувајќи го квалитетот на заварувањето од напон V ariat јони.Оваа комбинација ја подобрува стабилноста на напојувањето за заварување и го продолжува животот на опремата.

Внатрешно напојување

Современите електронски уреди, вклучително и уреди за домаќинства, опрема за индустриска контрола и опрема за комуникација, бараат стабилно напојување со DC за да работи правилно.Исправувачите на мостот ја претвораат моќноста на наизменична струја од мрежата во DC моќноста што ја бараат овие уреди, а повеќето електронски компоненти и кола се потпираат на DC Power.

Во исправувач на мост, четири диоди формираат мост коло за да ја претворат моќноста на наизменична струја во пулсирачка моќност на DC.Потоа, кондензаторот за филтрирање го измазнува излезот, намалувајќи ги флуктуациите на напонот и произведува постабилно напојување со DC.За уредите што бараат прецизна моќност, регулаторот на напон (како што е линеарен или регулатор за префрлување) обезбедува постојан и точен излезен напон.Оваа поставка ја подобрува веродостојноста и животот на опремата со спречување на оштетување предизвикано од флуктуации на напон.

Во уредите за домаќинства, исправувачите на мостот се користат во внатрешните модули за напојување на уреди како што се телевизори, звучни системи и компјутери.На пример, во напојувањето на ТВ, исправувач на мост ја претвора моќноста на AC во DC Power, која потоа се филтрира и стабилизира пред да се дистрибуира до ТВ -колото.Ова осигурува дека напонот останува стабилен и покрај флуктуациите во надворешното напојување, со што се одржува квалитетот на сликата и звукот.

Опремата за индустриска контрола има поголеми барања за стабилност на напојувањето како резултат на сложеното работно опкружување.Исправувачите на мостот во овие уреди обезбедуваат стабилна DC моќност и ја подобруваат безбедноста и сигурноста на системот преку заштитни кола, како што се пренапон и прекумерна заштита.На пример, во програмибилни контролори на логика (PLC), исправувачите на мостот можат да работат стабилно под различни услови.

Во комуникациската опрема, како што се рутерите и прекинувачите, исправувачите на мостот можат да обезбедат моќност со висока стабилност, низок шум.Ова обезбедува сигурен пренос на сигнал и непречено функционирање на опремата.Со претворање на AC во DC и усвојување на ефикасно регулирање на филтрирање и напон, исправувачите на мостот ги поддржуваат сигурните перформанси на комуникациската опрема во сложените мрежни околини.

Внатре во полнач за батерии

Исправувач на мост ја претвора напојувањето со наизменична струја во стабилна DC моќност потребна за полнење на батеријата во полнач за батерија.Со порастот на преносни уреди и електрични возила, сигурни полначи за батерии станаа суштински.Правилникот гарантира дека полначот обезбедува постојана струја и напон што ги задоволува специфичните потреби на различни типови на батерии.Овој стабилен извор на енергија овозможува ефикасно полнење и продолжено траење на батеријата.

Акционер на мост обично се состои од четири диоди кои формираат мостско коло.Ги претвора позитивните и негативните половина циклуси на моќност на наизменична струја во пулсирачка DC моќност.Иако оваа пулсирачка DC моќ ги исполнува основните барања, таа сепак се флуктуира.Затоа, полначите на батерии обично содржат кондензатори на филтерот за да го изедначат напонот и да обезбедат постабилен излез.

Различни батерии бараат специфични напони за полнење и струи.Исправувачите на мостот се комбинираат со други модули на кола за да се задоволат овие потреби.На пример, литиумските батерии бараат прецизен напон и контрола на струјата за да се спречи преполнување и презаситеност.Исправувачот интегрира постојана струја и постојан режим на полнење на напон и соработува со контролното коло за полнење за да обезбеди прецизен напон и струја за да го оптимизира процесот на полнење.

Покрај конверзијата на електрична енергија, исправувачите на мостот можат да ги заштитат и полначите на батерии.Напонот на напојување може да доживее моментална пренапон или нагорнини, што може да ги оштети батеријата и полначот.Исправувачот формира ефикасен механизам за заштита заедно со компонентите за заштита, како што се варистори и осигурувачи.Кога влезниот напон го надминува безбедното ниво, заштитното коло брзо го намалува напојувањето или ја пренасочува вишокот на струја за да ја заштити батеријата и полначот.

Исправувачите на мостот се користат не само во полначи за мали уреди, туку и во системи за полнење на електрични возила со голема моќност.Овие системи можат да управуваат со поголема моќност и струја, а исправувачите обезбедуваат безбедно и ефикасно полнење со нивните сигурни перформанси.Ефикасната технологија за исправување и регулирање на напон овозможува брзо полнење и продолжете го траењето на батеријата на електричните возила.

Внатре во турбина на ветер

Во турбината на ветер, исправувач на мост ја претвора моќноста на наизменична струја генерирана од ветрот во DC моќност.Оваа DC моќност е основа за последователна конверзија и складирање на електрична енергија.Ветерните турбини создаваат електрична енергија преку различна брзина на ветерот, произведувајќи нестабилна моќност на наизменична струја.Исправувачот ефикасно ја претвора оваа флуктуирачка моќност на наизменична струја во постабилна DC моќност што е лесна за чување или претворање во AC моќност компатибилен со мрежата.

Слика 13: исправувачи на мост што се користат во турбините на ветер

Генераторите на ветерни турбини обично создаваат трифазна моќност на AC, која потоа се претвора во DC моќност со исправувач на мост.Оваа конверзија ја стабилизира моќноста и го намалува влијанието на флуктуациите на напонот.Направената DC моќност може да се користи директно во системот за складирање на батерии или да се претвори во AC моќност од страна на инверторот за да се оптимизира користењето на производството на ветерна енергија.

Во внатрешноста на ветерната турбина, исправувачот на мостот, колото за филтрирање и заштитното коло формираат сеопфатен систем за конверзија и управување со моќност.Колото на филтерот ја измазнува исправената моќност на DC, ги намалува флуктуациите на напонот и бранувањата и постигнува стабилен излез.Заштитното коло спречува оштетување на пренапон и прекумерна струја, обезбедувајќи безбедност и сигурност на системот.

Поради грубите услови на животната средина, како што се оф -шор или планински области, системите за производство на енергија од ветер бараат голема сигурност и издржливост.Исправувачите на мостот мора да издржат вакви услови за да обезбедат долгорочно работење.Висококвалитетни материјали и напредните процеси на производство ја подобруваат издржливоста и стабилноста на модулите за исправувач, ја подобруваат ефикасноста на системот, ги намалуваат трошоците за одржување и го прошируваат животот на услугата на опремата.

Примената на исправувачите на мостот во ветерните турбини овозможува ефикасна конверзија и управување со електрична енергија.Овие исправувачи ја подобруваат ефикасноста на конверзијата на енергијата и квалитетот на моќта, го промовираат развојот на обновлива енергија и ја намалуваат зависноста од фосилни горива.Бидејќи чистите извори на енергија, како што е ветерната енергија, стануваат составен дел од глобалната енергетска мешавина, исправувачите на мостот играат клучна улога во оваа трансформација.

Откривање на амплитудата на модулиран сигнал

Во електронските комуникациски системи, неопходно е да се открие амплитудата на модулиран сигнал.Овој процес е особено важен во комуникациите на радиофреквенцијата (RF) и обработката на аудио сигналот.Исправувачите на мостот ги претвораат сигналите на AC во DC сигнали, со што откривањето на амплитудата е полесно и поточно.Со претворање на комплексни сигнали на AC во мерливи DC напони, исправувачите овозможуваат прецизно откривање на амплитудата.

Составени од четири диоди во мостното коло, исправувачот на мост ги обработува и позитивните и негативните половина циклуси на наизменична струја, произведувајќи помазен, постабилен излез на DC.Наредениот DC напон е пропорционален со амплитудата на оригиналниот сигнал, овозможувајќи точно мерење на амплитудата на модулираниот сигнал.

Исправувачите на мостот се од суштинско значење во кола за откривање на амплитудата во рамките на RF приемниците и предавателите.Овие кола ја следат јачината на сигналот во реално време, овозможувајќи ги потребните прилагодувања за стабилен и висококвалитетен пренос на сигналот.Тие се исто така вообичаени кај аудио уредите, како што се засилувачи и кола за контрола на јачината на звукот, каде откривањето на амплитудата на аудио сигналот овозможува динамично прилагодување на волуменот за подобрено искуство со слушање.

За подобрување на точноста на откривање на амплитудата, исправувачите на мостот честопати се спарени со кола за филтрирање и засилување.Колото на филтерот го измазнува исправениот DC сигнал со отстранување на брановите, додека колото на засилувачот ја зголемува амплитудата на сигналот, со што се подобрува чувствителноста и точност за откривање.Оваа комбинација работи со најразлични сигнали и фреквенции на модулација, обезбедувајќи сигурна техничка поддршка за многу апликации.

Покрај комуникациите и аудио опремата, исправувачите на мостот се користат и во радарските системи за откривање на амплитудата на ехо -сигналот, помагајќи да се утврди растојанието и големината на целта.Во медицинската опрема, тие помагаат да се открие амплитудата на сигналите за електрокардиограм (ЕКГ), обезбедувајќи вредни податоци за дијагностицирање на болести.

Конвертирање на висока AC на низок DC напон

Исправувачите на мостот се користат во електроника за напојување за да се претвори високиот напон на наизменична струја во низок DC напон за апликации како што се адаптери за напојување, индустриска опрема и разни електронски уреди.Исправувачите обезбедуваат сигурна работа на уредите за кои е потребна моќност со нисконапонски DC со ефикасно конвертирање на високонапонски AC од главното напојување.

Исправувачот на мостот работи со употреба на четири диоди за да формира мост коло за да ги исправи двата полу-циклуси на влезната моќност на наизменична струја и да го претвори во пулсирачка DC моќност.Иако оваа пулсирачка DC моќност содржи одредена бран, последователно филтрирање и регулирање на напон произведува стабилна моќност со низок напон DC.Кондензаторите за филтрирање ги изедначуваат флуктуациите на напон, додека регулаторите на напон обезбедуваат дека излезниот напон е прецизен, гарантирајќи ја постојаната изведба на уредот.

Направувачите на мостот не само што вршат конверзија на напон, туку и ги штитат кола.На пример, во индустриска опрема, AC со висок напон може да наиде на пренапон кога се претвора во DC со низок напон.Комбинирањето на исправувачите со кола и осигурувачи за заштита од пренапон обезбедува безбедност на опремата.Ако влезниот напон надминува безбедно ниво, заштитното коло брзо ја прекинува моќноста или ја ограничува струјата за да спречи оштетување.

Во адаптерите за напојување, исправувачите на мостот се основни компоненти.На пример, полначите за мобилни телефони користат исправувачи на мостот за да конвертираат 220V AC во DC, што потоа се филтрира и се повлекува за да излезе стабилен 5V или 9V DC за полнење.Овој процес обезбедува безбедно, ефикасно полнење и го продолжува траењето на батеријата.

Индустриската опрема честопати бара нисконапонско напојување DC напојување до внатрешни кола и системи за контрола.Исправувачите на мостот претвораат високо-напонски индустриски наизменична струја во соодветна DC со низок напон за да обезбедат нормално работење на опрема, како што се CNC машински алати и системи за контрола на моторот.Дисипацијата на топлина и ефикасноста се предизвици при конвертирање на високонапонски AC во DC со низок напон.Бидејќи исправката генерира топлина, исправувачите на мостот честопати се опремени со топлински мијалници или се изработени од високо-ефикасни полупроводнички материјали за подобрување на перформансите и издржливоста.

Исправувач на мост наспроти исправувач на полу-бранови

Исправувачите на мостот и исправувачите на полу-бранови се вообичаени типови на исправувач, но тие се разликуваат многу во градежништвото, перформансите и апликациите.Разбирањето на овие разлики може да ви помогне да изберете најсоодветно решение за исправка за различни апликации.

Исправувач на мост

Исправувачот на мост е поефикасен затоа што ја претвора моќта во текот на целиот циклус на наизменична струја.Користете четири диоди распоредени во конфигурација на мостот, дозволувајќи му да се справи и со позитивните и негативните полу-циклуси на влезот на AC.Бидејќи се користи целиот влезен напон, излезниот напон е повисок.Кога поврзувате исправувач на мост, веднаш можете да ја забележите неговата ефикасност.Излезниот напон е помазен и повисок од оној на исправувач на полу-бранови.Оваа ефикасност е причината зошто исправувачите на мостот се користат во напојувањето со високи перформанси, како што се адаптери за напојување, опрема за заварување и системи за индустриска контрола.Стабилниот излез на DC го прави идеален за апликации за кои е потребна стабилна моќност.

Исправувач на полу-бранови

Полу-бран исправувач е поедноставен и бара само една диода за основно исправање.Се спроведува само за време на позитивниот полу-циклус на влезот на наизменична струја, дозволувајќи им на струјата да помине само во овој период.Негативниот полу-циклус е блокиран, што резултира во пулсирачки излез на DC што содржи само позитивна струја на полу-циклус.Кога користите исправувач на половина бран, ќе ја забележите неговата едноставност.Лесно е да се постави, но излезот е помалку ефикасен, со помал напон и поголем бран.Ова го прави погоден за уреди со мала моќност за кои не е потребен квалитет на голема моќност, како што се едноставни полначи и кола за обработка на сигнали со мала моќност.

Споредба и примена

Ефикасност и стабилност: исправувачите на мостот нудат поголема ефикасност и стабилност.Тие го користат целосниот циклус на AC, што резултира во помазен излез на DC со минимален бран.Кога е спарен со коло за филтрирање, бранот во излезниот напон е дополнително намален, обезбедувајќи стабилен и мазен DC напон.Ова ги прави погодни за апликации за кои е потребен висок квалитет на моќност.

Комплексност и цена: исправувачите на мостот се посложени во градежништвото и бараат четири диоди.Како и да е, напредокот во електрониката ги намали трошоците и големината на овие компоненти, правејќи ги исправувачите на мостот повеќе достапни.

Едноставноста и економичноста: Полу-бран исправувачи се едноставни во градежништвото и ниска цена, што ги прави поволни за апликации каде што не е важен висок квалитет на моќност.Тие се идеални за мали, ниски моќни кола, како што се оние во преносни уреди или електроника со ниска цена.Иако имаат помала ефикасност и поголеми флуктуации на напон, нивната едноставност ги прави прифатлив избор за некои намени.

Избор на вистински исправувач

Изборот помеѓу исправувач на мост и исправувач на половина бран зависи од специфичните барања на апликацијата.За висока ефикасност и стабилно производство, исправувачот на мост е најдобриот избор.За едноставност и ниска цена, особено кај апликациите со мала моќност, исправувачот на половина бранови може да биде посоодветен.

Споредба на исправувачи на мост и прекинувачи за наизменична струја

Исправувачите на мостот и прекинувачите за наизменична струја играат различни улоги во електроника за напојување.Исправувачите на мостот ја претвораат наизменичната струја (AC) во директна струја (DC), додека прекинувачите за наизменична струја ја контролираат состојбата на вклучување на AC коло.Разбирањето на нивните функции и апликации помага во ефикасно дизајнирање и употреба на електронски уреди.

Исправувач на мост

Исправувачот на мост ги претвора позитивните и негативните полу-циклуси на AC во DC.Ова се постигнува со употреба на четири диоди кои се однесуваат наизменично, осигурувајќи дека струјата на наизменична струја тече во една насока, што резултира во пулсирачки излез на DC.Кога користите исправувачи на мост, ќе забележите колку ефикасно тие го претвораат AC во DC во текот на целиот циклус.Излезниот напон е повисок и измазнет, ​​особено кога е комбиниран со кондензатори на филтерот и регулатори на напон, што може да ги намали флуктуациите и да обезбеди стабилен DC.Овие карактеристики ги прават исправувачите на мостот идеални за адаптери за напојување, опрема за заварување и системи за индустриска контрола, каде што е потребно стабилно и сигурно напојување.

Прекинувачи за наизменична струја

Преклопниците на наизменична струја користат електронски елементи за префрлување, како што се тиристори, двонасочни тиристори или релеи со цврста состојба за да ја контролираат спроводливоста и исклучувањето на струјните кола.Со прекинувачи за наизменична струја, ќе откриете дека тие реагираат брзо, имаат долг животен век и се многу сигурни.Тие можат да работат со високи фреквенции, што ги прави погодни за апликации за кои е потребно чести префрлување, како што се домашни уреди, системи за осветлување и контроли на индустриска автоматизација.Тие ефикасно управуваат со дистрибуцијата на електрична енергија, обезбедувајќи дека системите работат безбедно и ефикасно.

Комбинирани апликации

Во некои системи, исправувачите на мостот и прекинувачите за наизменична струја се користат заедно за комплексно управување и контрола на електрична енергија.На пример, во непрекинат систем за напојување (UPS), исправувач на мост ја претвора влезната моќност на AC во DC моќност за складирање на батерии и употреба на инверторот.Прекинувачот на AC го контролира прекинувачот за напојување, обезбедувајќи континуирана моќност за време на главниот прекин на напојувањето со брзо преминување на резервен извор на енергија.Оваа комбинација ги користи јаките страни на обете компоненти за да обезбеди стабилно и сигурно решение за напојување.

Дизајн размислувања

Дизајнирање и избор на исправувач на мост и прекинувач за наизменична струја вклучува различни фактори.За исправувач на мост, размислете за внесување на напон и спецификации на струја, ефикасност на исправка, термичко управување и физичка големина.За прекинувачите за наизменична струја, обрнете внимание на рангирањето на напон и струјата, брзината на префрлување, цврстината и електромагнетната компатибилност.Инженерите мора да ги изберат вистинските компоненти врз основа на специфични барања за апликација за да постигнат оптимални перформанси и сигурност.

Заклучок

Исправувачите се од големо значење во електронските и електроенергетските системи.Без разлика дали станува збор за исправувач на половина бран, исправувач на целосен бран или исправувач на мост, сите тие играат клучна улога во различни сценарија за примена.Исправувачите на мостот се користат во напојување со високи перформанси, опрема за заварување и системи за индустриска контрола, како резултат на нивната висока ефикасност и стабилност.Полу-брановидните исправувачи се погодни за електронски уреди со мала моќност заради нивната едноставна структура и ниската цена.При дизајнирање и избирање на исправувачи, инженерите треба сеопфатно да ги земат предвид факторите како што се влезниот напон, тековните спецификации, ефикасноста на исправката и термичкото управување според специфичните барања за апликација за да обезбедат оптимални перформанси и сигурност.Развојот и примената на исправувачите не само што ја подобруваат ефикасноста и стабилноста на електронската опрема, туку и промовираат технолошки напредок и индустриска надградба.

Често поставувани прашања [ЧПП]

1. Кои се предностите на исправувачот на мостот?

Висока ефикасност: исправувачите на мостот ги претвораат двете половини од циклусот на наизменична струја во DC, што ги прави поефикасни од исправувачите на полу-бранови, кои користат само една половина од циклусот на наизменична струја.Ова значи дека се троши помалку енергија и се доставува поголема моќност до товарот.

Повисок излезен напон: Бидејќи исправувачите на мостот ја користат целата форма на бранова форма на AC, добиениот излезен напон на DC е повисок во споредба со исправувачите на полу-бранови.Ова доведува до поцврсто напојување.

Намален бран: Процесот на исправување на целосен бран произведува помазен излез на DC со помалку бран (флуктуации) во споредба со исправка на полу-бранови.Овој измазнет излез е клучен за чувствителни електронски уреди.

Сигурна и издржлива: Употребата на четири диоди во конфигурацијата на мостот обезбедува подобра сигурност и издржливост.Дури и ако една диода не успее, колото сè уште може да функционира, иако со намалена ефикасност.

Нема потреба од центарот на трансформаторот: за разлика од исправувачите на целосен бран, за кои е потребен центар за трансформатор, не е потребно за исправувачите на мостот, што го прави дизајнот поедноставен и често поевтин.

2. Зошто четири диоди се користат во исправувачите на мостот?

Поправување на целосен бран: Примарната причина за користење на четири диоди е да се постигне исправка на целосен бран.Ова значи дека се користат и позитивни и негативни половини на циклусот на наизменична струја, што ја зголемува ефикасноста и излезниот напон на исправувачот.

Контрола на насоката: Диодите се распоредени во конфигурација на мостот што го насочува протокот на струја.За време на позитивниот полу-циклус на влезот на наизменична струја, две од диодите спроведуваат и овозможуваат струјата да помине низ товарот во една насока.За време на негативниот полу-циклус, другите две диоди спроведуваат, но тие сепак ја насочуваат струјата преку товарот во иста насока.Ова обезбедува постојан излез на DC.

Користење на напон: Со употреба на четири диоди, исправувачот на мостот може да го искористи целиот напон на наизменична струја, максимизирајќи ја ефикасноста на конверзијата на моќноста.Секој диоден пар наизменично се спроведува, обезбедувајќи дека товарот секогаш гледа еднострана струја.

3. Кои се недостатоците на исправувачите на мостот?

Пад на напон: Секоја диода во исправувачот на мостот воведува мал пад на напон (обично 0,7V за силиконски диоди).Со четири диоди, ова резултира во вкупен пад на напон од околу 1,4V, малку намалувајќи го излезниот напон.

Комплексност: Колото за исправувач на мостот е посложено од едноставен исправувач на полу-бранови, бидејќи бара четири диоди наместо еден.Ова може да ја зголеми комплексноста на дизајнот и склопот на колото.

Губење на електрична енергија: Падот на напонот низ диодите, исто така, се претвора во загуба на електрична енергија, што може да биде значајно кај апликациите со голема струја.Ова ја намалува целокупната ефикасност на напојувањето.

Генерирање на топлина: Загубата на електрична енергија во диодите резултира во производство на топлина, за што може да се потребни дополнителни мерки за ладење, како што се тоне на топлина за да се спречи прегревање, особено во апликации со голема моќ.

4. Што се случува ако го ставите DC во исправувач на мост?

Без исправка: исправувач на мост е дизајниран да го претвори AC во DC, дозволувајќи им на струјата да помине низ диодите во една насока.Ако нанесете DC на влезот, диодите нема да ја префрлат или исправат струјата бидејќи DC е веќе еднонасочен.

Пад на напон: DC ќе помине низ две диоди истовремено (по една во секоја нога на мостот), предизвикувајќи пад на напон од приближно 1,4V (0,7V на диода).Ова значи дека излезниот DC напон ќе биде малку понизок од влезниот DC напон.

Генерирање на топлина: Тековната поминување низ диодите ќе генерира топлина заради дисипацијата на моќноста (p = I²R).Оваа топлина може да стане значајна ако влезната струја е голема, потенцијално оштетување на диодите или бара мерки за дисипација на топлина.

Можно преоптоварување: Ако применетиот DC напон е значително повисок од номиналниот напон на диодата, може да предизвика дефект на диодата, што доведува до неуспех на колото.Мора да се придржуваат правилни рангирања на напон за да се избегне оштетување.