Forståelse
2024-07-09 10428

Bridge -likeretteren konverterer vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC) gjennom en brostruktur sammensatt av fire dioder.Diodes ensrettet ledningsevne brukes til å rette opp de positive og negative halvsyklusene til AC til DC i samme retning.Utformingen av broen likeretter forbedrer ikke bare utbedringseffektiviteten, men gir også en stabil DC -utgangsspenning.Denne artikkelen vil i detalj diskutere arbeidsprinsippet, klassifiseringen og rollen til broen likeretter i praktiske anvendelser.

Katalog

Hva er en likeretter?

En likeretter er en elektronisk enhet som brukes til å konvertere vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC).Det brukes ofte i kraftsystemer og oppdage radiosignaler.Lettelsesmenn letter konverteringen fra AC til DC ved å dra nytte av den ensrettede konduktiviteten til dioder, slik at strømmen bare kan strømme i en retning.De kan være laget av en rekke materialer, inkludert vakuumrør, tenningsrør, solid-state silisium halvlederdioder og kvikksølvbuer.Enheter som utfører den motsatte funksjonen (konvertering av DC til AC) kalles omformere.

I en standby -ups (uavbrutt strømforsyning) er det bare batteriet som må lades, så systemet inkluderer en lader, men ikke leverer strøm til belastningen.Derimot lader en dobbel konvertering ups ikke bare batteriet, men leverer også strøm til omformeren, så det kalles en likeretter/lader.

Hovedfunksjonen til en likeretter er å konvertere AC til DC.Det gjør dette gjennom to hovedprosesser, konvertering av AC til DC, og filtrerer den for å gi en stabil DC -utgang for belastningen eller omformeren, og gi en ladespenning for batteriet, og fungerer dermed også som en lader.

Operasjonen av en ukontrollert likeretter innebærer å passere halvparten av AC -syklusen gjennom lasten, og produserer en pulserende DC -utgang.I en kontrollert likeretter styres strømmen av strøm ved å kontrollere ledningen av en transistor eller annen kontrollerbar enhet, noe som resulterer i en kontrollert DC -utgang.

Klassifisering av likerettere

Likestoffer er klassifisert i henhold til forskjellige standarder.Følgende er vanlige klassifiseringsmetoder:

Klassifisering ved rettelsesmetode

En halvbølge likeretter fungerer bare i halvparten av vekselstrømssyklusen (positiv halvsyklus eller negativ halvsyklus).Det forblir inaktivt i den andre halvsyklusen.Derfor består utgangsspenningen av bare halvparten av AC -bølgeformen.

En fullbølge likeretter leder i både de positive og negative halvsyklusene i AC-syklusen.Dette betyr at utgangsspenningen er positiv i begge halvsyklusene i syklusen.

Klassifisering av likeretter

Diode likerettere bruker dioder som det viktigste utbedringselementet.Disse brukes vanligvis i rettighetskretser med lav effekt og middels kraft.Dioden lar bare strømmen strømme i en retning, og sikrer konvertering fra AC til DC.

SCR er en halvlederapparat som kan kontrolleres nøyaktig til å slå av og på.Det er egnet for rettighetskretser med høy effekt som krever presis kontroll av utbedringsprosessen.SCR er førstevalget i applikasjoner som krever høy effektivitet og høy regulering.

Disse klassifiseringene hjelper oss å forstå de spesifikke funksjonene og applikasjonene til forskjellige typer likerettere i forskjellige elektroniske systemer.

Figur 1: Bridge likeretter

Hvordan fungerer en bro likeretter?

En bro likeretter brukes ofte til å konvertere vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC) og er en likeretterkrets som benytter den ensrettede konduktiviteten til en diode.Den bruker fire dioder arrangert i en brokonfigurasjon for å rette opp de positive og negative halvsyklusene til vekselstrømskraften til en jevn DC-utgang.

Komponenter i en bro likeretter

Komponentene i en bro likeretter er fire dioder (D1, D2, D3, D4);en vekselstrømskilde (input);en belastningsmotstand (RL);og en filterkondensator (valgfritt, brukt til å glatte utgangsspenningen).

Arbeidsprinsipp

Operasjonen av en bro likeretter involverer to hovedprosesser: positiv halvsyklure retting og negativ halvsyklus retting.

Figur 2: Bridge likeretterbølgeform-positiv halvsyklus og negativ halvsyklus

Positiv halvsyklus retting

Spenningspolaritet Under den positive halvsyklusen til AC-inngangen er den øvre enden av inngangen positiv og den nedre enden er negativ.Ledningsstien er at dioder D1 og D2 er fremover-partisk og driver strøm.Strømmen strømmer fra den positive terminalen til AC -kilden, gjennom D1, over lastmotstanden RL, og tilbake til den negative terminalen til AC -kilden gjennom D2.Off -tilstanden er at dioder D3 og D4 er omvendt partisk og forblir av.I løpet av denne syklusen strømmer strømmen gjennom RL fra venstre mot høyre.

Negativ halvsyklus retting

Spenningspolariteten er at under den negative halvsyklusen blir polariteten til AC -inngangen reversert, noe som gjør den øvre enden negativ og den nedre enden positiv.Ledningsstien er at dioder D3 og D4 er fremover-partisk og driver strøm.Strømmen strømmer fra den negative terminalen til AC -kilden, gjennom D3, over lastmotstanden RL, og tilbake til den positive terminalen til AC -kilden gjennom D4.Off -tilstanden er at dioder D1 og D2 er omvendt partisk og forblir av.Til tross for polaritets reversering, strømmer strømmen gjennom RL fremdeles i samme retning (fra venstre til høyre).

Filtrering

Etter utbedring pulserer utgangsspenningen fremdeles DC.For å jevne denne spenningen og redusere krusningen, tilsettes en filterkondensator.Filterkondensatoren er koblet parallelt med lastmotstanden (RL).Dette oppsettet jevner ut den pulserende DC, reduserer spenningsroppten og gir en mer stabil utgang.

Bridge likeretterkrets

Bridge-likeretteren forbedrer dioden halvbølge retting.Hovedfunksjonen er å konvertere vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC).Det gjør dette ved å bruke fire dioder i et spesifikt arrangement for å rette opp de positive og negative halvsyklusene til AC-inngangen til en ensrettet DC-utgang.

Figur 3: Bridge likeretterkrets

Bridge -likeretteren konverterer AC til DC ved å bruke diodes ensrettet ledningsevne.Mens vekselstrømspenningen og strømmen med jevne mellomrom veksler instruksjonene, strømmer likestrømningsutgangen til bro likeretter alltid i en retning.Bridge likerettere er mer effektive enn enfase halvbølge og fullbølge likerettere fordi de bruker begge halvsyklusene i AC-syklusen samtidig.Dette gir mulighet for en jevnere, mer kontinuerlig DC -utgang.Det kreves en stabil DC -strømforsyning i applikasjoner som strømforsyning, batteriladere og forskjellige elektroniske enheter.En bro likeretter kombinert med filtrering kan gi den stabile DC -kraften som kreves for disse applikasjonene.

Funksjoner av en bro likeretter

AC til DC -konvertering

Hovedfunksjonen til en bro likeretter er å konvertere AC -inngang til DC -utgang.Vekselstrøm og strømstrøm vekselvis, mens likestilling og strømstrøm i konstant retning.Diodene i broen likeretter lar strømmen strømme i bare en retning, og dermed sikre denne konverteringen.

Forbedret effektivitet

En bro likeretter bruker både de positive og negative halvsyklusene av vekselstrømskraften.Denne doble utnyttelsen forbedrer effektiviteten sammenlignet med en enfaset likeretter.Det resulterer i en jevnere DC -utgang med mindre krusning.

Stabil DC -kraft

Stabil DC -strøm er egnet for elektroniske enheter, strømforsyninger og batteriladere.En bro likeretter kombinert med filtreringskondensatorer kan gi denne stabile strømforsyningen.

Ideelt sett kan utgangsspenningen (gjennomsnittsverdien) til en bro likeretter uttrykkes som

V_out = (2v_m)/π- (4v_f)/π

Der V_MIS toppspenningen til inngangen AC -strømmen, og V_F er den fremre spenningsfallet til hver diode.

Eksempel

Anta at vi har en vekselstrømforsyning med en inngangsspenning på 220V (effektiv verdi, RMS) og bruk en brobegrensning for utbedring.Den fremre spenningsfallet til dioden er 0,7V.

Inngangsforhold ：

Inngangsspenning 220V AC (RMS)

Toppspenning V_M = 220 × √2 ≈311v

Diode fremover spenningsfall V_F = 0,7V

Beregn utdata ：

Gjennomsnittlig utgangsspenning V_AVG = (2 × 311)/π- (4 × 0,7)/π ≈198V

På denne måten konverterer broen likeretter AC -spenningen til en DC -spenning nær 198V.Selv om det fremdeles er noen svingninger, kan utgangen glattes ytterligere ved å bruke passende filtreringsenheter for å gi en stabil DC -strømforsyning.Etter tilkobling av filterkretsen er den gjennomsnittlige utgangsspenningen omtrent 1,2 ganger RMS-verdien til inngang AC, mens åpen kretsbelastningsspenning er omtrent 1,414 ganger RMS-verdien.Denne beregningen hjelper til med å bestemme de nødvendige komponentene for å oppnå stabil og jevn DC -utgang fra en AC -inngang.

Hvordan fungerer kondensatorer som filtre?

Filtrering fjerner uønskede signalbølger.Ved høypassfiltrering passerer høyere frekvenssignaler lett gjennom kretsen til utgangen, mens lavere frekvenssignaler er blokkert.AC -kretser inneholder spenning eller strømsignaler for forskjellige frekvenser, som ikke alle er nødvendige.Uønskede signaler kan forårsake interferens som forstyrrer driften av kretsen.For å filtrere ut disse signalene brukes forskjellige filtreringskretser, der kondensatorer spiller en nøkkelrolle.Selv om utbedrede signaler ikke er AC -signaler, er konseptet likt.En kondensator består av to ledere atskilt med en isolator.I filtreringskretser lagrer kondensatorer energi for å redusere vekselstrømmen og forbedre likestrømutgangen.

Figur 4: High Pass Filter Circuit Diagram

Hvordan kondensatorer filter signaler

Kondensatorer kan lagre og frigjøre ladning.Når spenningen øker, lades kondensatoren;Når spenningen avtar, slipper kondensatoren ut.Denne karakteristikken jevner ut spenningssvingninger.I en likeretterkrets, for eksempel en bro likeretter, er utgangs DC -spenningen ikke jevn, men pulserende.Å koble en filterkondensator til utgangen kan glatte disse pulsasjonene.

Figur 5: Bridge likeretter - Full bølgediodemodul

• Positiv halv syklus: I løpet av den positive halvsyklusen øker spenningen, noe som får kondensatoren til å lade.Den lagrede elektriske energien når sin maksimale verdi ved spenningstoppen.

• Negativ halv syklus: I løpet av den negative halvsyklusen avtar spenningen og kondensatoren slippes ut gjennom belastningen.Denne utladningen gir strøm til belastningen, og forhindrer at utgangsspenningen faller kraftig og glatter bølgeformen.

Lading og utladning av virkningen av kondensatoren jevner ut den utbedrede utgangsspenningen til et mer konstant likestrømnivå, og reduserer spenningssvingninger og krusninger.

Velge riktig kondensator

Størrelsen på filterkondensatoren påvirker direkte filtreringseffekten.Generelt sett, jo større kapasitansverdi, jo bedre filtreringseffekten, fordi en stor kondensator kan lagre mer lading og gi en mer stabil spenning.Imidlertid kan kapasitansverdien ikke være for stor, ellers vil det føre til en oppstartstid for lengre krets, en økning i kondensatorvolumet og en økning i kostnadene.

Den empiriske formelen for valg av filterkondensatorer

C = i/(f × ΔV)

Hvor C er kapasitansverdien (Farad, F)

Jeg er belastningsstrømmen (ampere, a)

f er strømfrekvensen (Hertz, Hz)

ΔV er den tillatte utgangsspenningen Ripple (Volt, V)

Filterkondensatorens rolle

Når den utbedrede spenningen øker, lades filterkondensatoren, noe som fører til at spenningen gradvis øker.Når den utbedrede spenningen avtar, slipper filterkondensatoren ut, gir en jevn strøm og jevner ut utgangsspenningen.Lading og utladning av filterkondensatoren jevner ut den utbedrede pulserende spenningen, og reduserer spenningsroppten og svingningene.Kondensatorer er effektive for filtrering fordi de lar AC -signaler passere gjennom mens du blokkerer DC -signaler.AC -signaler med høyere frekvenser passerer lettere gjennom kondensatorer, med mindre motstand, noe som resulterer i en lavere spenning over kondensatoren.Motsatt signaliserer AC med lavere frekvenser høyere motstand, noe som resulterer i en høyere spenning over kondensatoren.For DC fungerer kondensatoren som en åpen krets, strømmen er null, og inngangsspenningen er lik kondensatorspenningen.

Filtrere forskjellige frekvenser i likeretterekretser

For å forstå hvordan filterkondensatorer håndterer forskjellige frekvenser, la oss kort diskutere Fourier -serieutvidelse.Fourier-serien dekomponerer ikke-sinusformede periodiske signaler til summen av sinusformede signaler av forskjellige frekvenser.For eksempel kan en kompleks periodisk bølge dekomponeres i flere sinusformet bølger med forskjellige frekvenser.

Figur 6: Pulserende bølge

I en likeretterkrets er utgangen en pulserende bølge, som kan dekomponeres til sinusformede komponenter av forskjellige frekvenser ved bruk av Fourier -serien.Høyfrekvente komponenter passerer direkte gjennom kondensatoren, mens lavfrekvente komponenter når utgangen.

Figur 7: Kondensatorfilterkretsdiagram

Jo større kondensator, jo jevnere er utgangsbølgeformen.Større kondensatorer lagrer mer lading, og gir en mer stabil spenning.

Figur 8: Kondensatorfiltreringsdiagram

I en pulserende spenningsbølge, når spenningen faller under kondensatorspenningen, slipper kondensatoren til lasten, og forhindrer at utgangsspenningen faller til null.Denne kontinuerlige ladingen og utladingen jevner ut utgangsspenningen.

Høypass- og lavpassfilterkretser

I et høypassfilter er kondensatoren og motstanden koblet i serie.Høyfrekvente signaler har et minimumsspenningsfall når du passerer gjennom kondensatoren, noe som resulterer i en større strøm og en høyere utgangsspenning over motstanden.Lavfrekvenssignaler har et større spenningsfall over kondensatoren, noe som resulterer i en minimumsutgangsspenning.I et lavpassfilter blokkerer kondensatoren høyfrekvente signaler og lar bare lave frekvenser passere.Høyfrekvente signaler har høy impedans og en minimumsutgangsspenning, mens lavfrekvenssignaler har lav impedans og en høyere utgangsspenning.

Figur 9: Høyt og lavt passfilterkrets

Typer bro likeretterere

Bridge -likerettere er klassifisert basert på bygging og anvendelse.Her er noen vanlige typer:

Enfase Bridge-likeretter

Enfasebro-likeretteren er den enkleste formen og brukes ofte i lite strømforsyningsutstyr.Den har fire dioder som omdanner enfase AC til pulserende DC.I løpet av den positive halvsyklusen av AC, oppfører Diodes D1 og D2, mens D3 og D4 er av.Under den negative halvsyklusen er D3 og D4 oppførsel, og D1 og D2 av.Dette gjør at både de positive og negative halve syklusene til AC kan utbedres til positiv DC.

Figur 10: Enfase full bølgekontrollert likeretterbølgeformdiagram

Trefasebro likeretter

Trefasede bro likerettere brukes i høyere kraftapplikasjoner, for eksempel industrielt utstyr og store kraftsystemer.De inneholder seks dioder som konverterer trefaset AC til jevnere DC.I løpet av hver syklus av trefaset AC, forskjellige kombinasjoner av dioder, utbedring av de positive og negative halve syklusene til DC.Denne metoden gir en jevnere DC -utgang som er egnet for høye strømbehov.

Figur 11: Trefasebro fullt kontrollert likeretterkrets

Kontrollert bro likeretter

Den kontrollerte bro likeretteren bruker en silisiumkontrollert likeretter (SCR) i stedet for en konvensjonell diode for å regulere utgangsspenningen.Ved å kontrollere SCR -ledningsvinkelen, kan den gjennomsnittlige likestrømutgangen endres.Justering av SCR -avfyringsvinkelen kontrollerer ledningstiden i hver syklus, og endrer dermed den gjennomsnittlige utgangsutgangen DC -spenningen.Denne typen brukes ofte i justerbare strømforsyninger og DC -motorstyringssystemer.

Høyfrekvensbro likeretter

Høyfrekvensbro-likerettere brukes i høyfrekvente kraftsystemer og bruker vanligvis raske utvinningsdioder for å imøtekomme behovene til å bytte strømforsyning (SMP).Rask utvinningsdioder har en kort omvendt restitusjonstid og kan svare raskt på høyfrekvente byttedrifter, og dermed forbedre utbedringseffektiviteten og redusere tap og støy.

Monolitisk bro likeretter

Monolitiske bro likerettere integrerer fire likeretterdioder i en enkelt brikke eller modul, forenkle kretsdesign, og brukes hovedsakelig i små elektroniske enheter og strømadaptere.I likhet med en standard bro likeretter, tilbyr den monolitiske versjonen økt pålitelighet og enklere installasjon siden den er integrert i en enkelt pakke.

Fullt kontrollert bro likeretter

En fullstendig kontrollert bro likeretter bruker en tyristor likeretter (SCR) i stedet for en normal diode.Hvert likeretterelement er kontrollerbart, noe som tillater presis regulering av utgangsspenningen og strømmen.Ved å variere ledningsvinkelen til SCR, kan ytringen fra likeretteren kontrolleres nøyaktig.Denne likeretteren er ideell for applikasjoner som krever finspenningskontroll, for eksempel DC -motorstasjoner og justerbare strømforsyninger.Evnen til å variere skytevinkelen til SCR gir mulighet for presis styring av utgangen.

Halvkontrollert bro likeretter

En halvkontrollert bro likeretter kombinerer en tyristor (SCR) med en normal diode.I enfase-applikasjoner er to av de motstridende likeretterelementene SCR-er, mens de to andre er dioder.Dette oppsettet gir delvis reguleringsevne.Selv om bare noen av elementene er kontrollerbare, gir de begrenset regulering til en lavere pris.Halvkontrollerte likerettere er egnet for systemer som krever delvis kontroll og ikke er kostnadsforbudende, for eksempel små motoriske stasjoner og kostnadsfølsomme justerbare strømforsyninger.

Ukontrollert bro likeretter

En ukontrollert bro likeretter bruker bare vanlige dioder, og alle utbedringselementer er ukontrollerbare.Det er den enkleste og mest brukte broen likeretter.Denne likeretteren mangler reguleringsevne, kan ikke justere utgangsspenningen eller strømmen, og utfører bare grunnleggende retting.Det er egnet for forskjellige elektroniske enheter som krever stabil DC -strømforsyning, for eksempel strømadaptere og batteriladere.

Bruksområder av bro likerettere

Gir polarisert og stabil likespenning i sveising

I sveiseutstyr er bro likerettere i stand til å gi stabil likespenning.Denne stabiliteten muliggjør sveising av høy kvalitet fordi strømforsyningen direkte påvirker sveiseprosessen.Likeretteren konverterer vekselstrømskraft til likestrømskraft, reduserer strømsvingninger og sikrer en stabil sveisebue, noe som forbedrer styrken og kvaliteten på sveisede leddet.Denne stabiliteten minimerer sveisefeil og forbedrer den generelle nøyaktigheten, spesielt i buesveising.

Figur 12: Bridge likerettere brukt i sveisemaskin

En annen nøkkelfunksjon for bro likeretteren er å tilveiebringe polarisert likespenning.Dette er spesielt viktig i profesjonelle sveiseoperasjoner, for eksempel aluminium eller sveising av rustfritt stål, der dannelsen av oksydlag kan påvirke sveisekvaliteten.Polarisert spenning reduserer oksidasjon, og sikrer en renere sveiseoverflate og et sterkere ledd.Ved å kombinere en bro likeretter kan sveiseutstyr gi en mer stabil strøm av høy kvalitet, som forbedrer hele sveiseprosessen.

For ytterligere å jevne DC -utgangen og redusere spenningssvingninger, brukes brokveksler ofte i forbindelse med filterkondensatorer og spenningsregulatorer.Filterkondensatoren eliminerer krusninger og gjør utgangsspenningen jevnere, mens spenningsregulatoren sikrer at utgangsspenningen er konstant, og beskytter sveisekvaliteten mot spenning V ariat -ioner.Denne kombinasjonen forbedrer stabiliteten til sveisekraftforsyningen og forlenger levetiden til utstyret.

Intern strømforsyning

Moderne elektroniske enheter, inkludert husholdningsapparater, industrielt kontrollutstyr og kommunikasjonsutstyr, krever en stabil DC -strømforsyning for å fungere ordentlig.Bridge -likerettere konverterer vekselstrøm fra nettet til DC -kraften som kreves av disse enhetene, og de fleste elektroniske komponenter og kretser er avhengige av DC -kraft.

I en bro likeretter danner fire dioder en brokrets for å konvertere vekselstrømskraft til pulserende DC -kraft.Deretter jevner en filterkondensator utgangen, reduserer spenningssvingninger og produserer en mer stabil likestrømforsyning.For enheter som krever presis effekt, sikrer en spenningsregulator (for eksempel en lineær eller koblingsregulator) en konstant og nøyaktig utgangsspenning.Dette oppsettet forbedrer påliteligheten og levetiden til utstyret ved å forhindre skader forårsaket av spenningssvingninger.

I husholdningsapparater brukes bro likerettere i de interne strømmodulene til enheter som TV -apparater, lydsystemer og datamaskiner.For eksempel, i strømforsyningen til en TV, konverterer en bro likeretter AC -strøm til DC -kraft, som deretter blir filtrert og stabilisert før den blir distribuert til TV -kretsen.Dette sikrer at spenningen forblir stabil til tross for svingninger i den eksterne strømforsyningen, og dermed opprettholder bilde og lydkvalitet.

Industrielt kontrollutstyr har høyere krav til strømforsyningsstabilitet på grunn av det komplekse driftsmiljøet.Bridge -likerettere i disse enhetene gir stabil likestrømskraft og forbedrer systemets sikkerhet og pålitelighet gjennom beskyttelseskretser som overspenning og overstrømsbeskyttelse.For eksempel, i programmerbare logiske kontrollere (PLS), kan bro likerettere operere stabilt under forskjellige forhold.

I kommunikasjonsutstyr som rutere og brytere, kan broenskaper gi høystabilitet, lav støykraft.Dette sikrer pålitelig signaloverføring og jevn drift av utstyr.Ved å konvertere AC til DC og ta i bruk effektiv filtrerings- og spenningsregulering, støtter bro likerettere pålitelig ytelse av kommunikasjonsutstyr i komplekse nettverksmiljøer.

Inne i en batterilader

En bro likeretter konverterer vekselstrøm til den stabile DC -strømmen som kreves for batterilading i en batterilader.Med økningen av bærbare enheter og elektriske kjøretøyer, har pålitelige batteriladere blitt essensielle.Likeretteren sikrer at laderen gir en konstant strøm og spenning som tilfredsstiller de spesifikke behovene til forskjellige battery -typer.Denne stabile strømkilden muliggjør effektiv lading og forlenget batterilevetid.

En bro likeretter består vanligvis av fire dioder som danner en brokrets.Den konverterer de positive og negative halvsyklusene med vekselstrømskraft til pulserende DC -kraft.Selv om denne pulserende DC -strømmen oppfyller grunnleggende krav, svinger den fortsatt.Derfor inneholder batteriladere vanligvis filterkondensatorer for å jevne spenningen og sikre en mer stabil utgang.

Ulike batterier krever spesifikke ladespenninger og strømmer.Bridge -likerettere kombineres med andre kretsmoduler for å imøtekomme disse behovene.For eksempel krever litiumbatterier presis spenning og strømkontroll for å forhindre overlading og overdisponering.Likeretteren integrerer konstant strøm og konstant spenningsladningsmodus og samarbeider med ladekontrollkretsen for å gi presis spenning og strøm for å optimalisere ladeprosessen.

I tillegg til strømkonvertering, kan bro likerettere også beskytte batteriladere.Strømforsyningsspenningen kan oppleve øyeblikkelig overspenning eller bølge, noe som kan skade batteriet og laderen.Likeretteren danner en effektiv beskyttelsesmekanisme sammen med beskyttelseskomponenter som varister og sikringer.Når inngangsspenningen overstiger det sikre nivået, kutter beskyttelseskretsen raskt av strømforsyningen eller avleder overflødig strøm for å beskytte batteriet og laderen.

Bridge-likerettere brukes ikke bare i ladere for små enheter, men også i ladesystemer med høy effekt elektrisk kjøretøy.Disse systemene kan håndtere høyere kraft og strøm, og likeretterne sikrer sikker og effektiv lading med sin pålitelige ytelse.Effektiv retting og spenningsreguleringsteknologi muliggjør hurtiglading og forlenger batteriets levetid for elektriske kjøretøyer.

Inne i en vindturbin

I en vindturbin konverterer en bro likeretter vekselstrømskraften generert av vinden til likestrømskraft.Denne DC -kraften er grunnlaget for påfølgende strømkonvertering og lagring.Vindmøller genererer strøm gjennom varierende vindhastigheter, og produserer ustabil vekselstrømskraft.Lekten konverterer effektivt denne svingende vekselstrømskraften til en mer stabil DC -kraft som er enkel å lagre eller konvertere til vekselstrømskompatibel med nettet.

Figur 13: Bridge likerettere brukt i vindturbiner

Vindturbingeneratorer genererer typisk trefaset vekselstrømskraft, som deretter omdannes til DC-kraft av en bro likeretter.Denne konverteringen stabiliserer kraften og reduserer virkningen av spenningssvingninger.Den utbedrede DC -strømmen kan brukes direkte i et batterilagringssystem eller konverteres til vekselstrøm av en omformer for å optimalisere bruken av vindkraftproduksjon.

Inne i vindturbinen danner broen likeretter, filterkrets og beskyttelseskrets et omfattende strømkonvertering og styringssystem.Filterkretsen jevner ut den utbedrede DC -effekten, reduserer spenningssvingninger og krusninger og oppnår stabil utgang.Beskyttelseskretsen forhindrer overspenning og overstrømsskader, og sikrer systemets sikkerhet og pålitelighet.

På grunn av tøffe miljøforhold som offshore eller fjellrike områder, krever vindkraftproduksjonssystemer høy pålitelighet og holdbarhet.Bridge likerettere må tåle slike forhold for å sikre langsiktig drift.Materialer av høy kvalitet og avanserte produksjonsprosesser forbedrer holdbarheten og stabiliteten til likerettermoduler, forbedrer systemeffektiviteten, reduserer vedlikeholdskostnadene og forlenger levetiden til utstyret.

Bruken av bro likerettere i vindmøller gir effektiv kraftkonvertering og styring.Disse likerettere forbedrer effektiviteten til energiomdannelse og kraftkvalitet, fremmer utvikling av fornybar energi og reduserer avhengigheten av fossilt brensel.Ettersom rene energikilder som vindkraft blir en integrert del av den globale energimiksen, spiller bro likerettere en nøkkelrolle i denne transformasjonen.

Oppdage amplituden til et modulert signal

I elektroniske kommunikasjonssystemer er det nødvendig å oppdage amplituden til et modulert signal.Denne prosessen er spesielt viktig i radiofrekvens (RF) kommunikasjon og lydsignalbehandling.Bridge likerettere konverterer vekselstrømsignaler til DC -signaler, noe som gjør amplitudedeteksjon enklere og mer nøyaktig.Ved å konvertere komplekse AC -signaler til målbare DC -spenninger, muliggjør likerettere presis amplitudedeteksjon.

En brokretser som består av fire dioder i en brokrets, behandler både de positive og negative halvsyklusene med AC, og produserer en jevnere, mer stabil DC -utgang.Den utbedrede DC -spenningen er proporsjonal med amplituden til det opprinnelige signalet, noe som muliggjør nøyaktig måling av amplituden til det modulerte signalet.

Bridge likerettere er essensielle i amplitude deteksjonskretser innen RF -mottakere og sendere.Disse kretsene overvåker signalstyrken i sanntid, noe som muliggjør nødvendige justeringer for stabil signaloverføring av høy kvalitet.De er også vanlige i lydenheter, for eksempel forsterkere og volumkontrollkretser, der detekterer amplituden til et lydsignal muliggjør dynamisk volumjusteringer for en forbedret lytteopplevelse.

For å forbedre nøyaktigheten av amplitude -deteksjon, blir bro likerettere ofte sammenkoblet med filtrering og amplifiseringskretser.Filterkretsen jevner ut det utbedrede DC -signalet ved å fjerne krusninger, mens forsterkerkretsen øker signalamplitude, og dermed forbedrer deteksjonsfølsomheten og nøyaktigheten.Denne kombinasjonen fungerer med en rekke modulasjonssignaler og frekvenser, og gir pålitelig teknisk support for mange applikasjoner.

I tillegg til kommunikasjon og lydutstyr, brukes bro likerettere også i radarsystemer for å oppdage amplituden til ekkosignalet, noe som hjelper til med å bestemme målet og størrelsen på målet.I medisinsk utstyr er de med på å oppdage amplituden av elektrokardiogram (EKG) -signaler, og gir verdifulle data for diagnostisering av sykdommer.

Konvertere høy vekselstrøm til lav likespenning

Bridge -likerettere er mye brukt i kraftelektronikk for å konvertere høy vekselstrømsspenning til lav DC -spenning for applikasjoner som strømadaptere, industrielt utstyr og forskjellige elektroniske enheter.Lettelsesmenn sikrer pålitelig drift av enheter som krever lavspent DC-effekt ved effektivt å konvertere høyspenning AC fra hovedstrømforsyningen.

Bridge-likeretteren fungerer ved å bruke fire dioder for å danne en brokrets for å rette opp de to halve syklusene til inngangen AC-strømmen og konvertere den til pulserende DC-kraft.Selv om denne pulserende DC-effekten inneholder en viss krusning, gir etterfølgende filtrering og spenningsregulering stabil lavspent DC-effekt.Filterkondensatorer glatter ut spenningssvingninger, mens spenningsregulatorer sørger for at utgangsspenningen er presis, og garanterer konsistent enhetsytelse.

Bridge likerettere utfører ikke bare spenningskonvertering, men beskytter også kretser.For eksempel, i industrielt utstyr, kan høyspenning AC møte overspenning når den konverteres til lavspent DC.Å kombinere likerettere med overspenningsbeskyttelseskretser og sikringer sikrer utstyrets sikkerhet.Hvis inngangsspenningen overstiger et sikkert nivå, kutter beskyttelseskretsen raskt av strømmen eller begrenser strømmen for å forhindre skade.

I strømadaptere er bro likerettere essensielle komponenter.For eksempel bruker mobiltelefonladere brobestemmere for å konvertere 220V AC til DC, som deretter blir filtrert og trappet ned for å sende ut en stabil 5V eller 9V DC for lading.Denne prosessen sikrer sikker, effektiv lading og forlenger batterilevetiden.

Industrielt utstyr krever ofte en lavspent DC-strømforsyning for å drive interne kretsløp og kontrollsystemer.Bridge likerettere konverterer høyspent industriell vekselstrøm til passende lavspent DC for å sikre normal drift av utstyr som CNC-maskinverktøy og motorstyringssystemer.Varmeavledning og effektivitet er utfordringer med å konvertere høyspent AC til lavspent DC.Fordi utbedring genererer varme, er bro likerettere ofte utstyrt med varmevasker eller laget av høyeffektiv halvledermaterialer for å forbedre ytelsen og holdbarheten.

Bridge likeretter mot halvbølge likeretter

Bridge likerettere og halvbølge likerettere er vanlige likerettertyper, men de skiller seg veldig ut i konstruksjon, ytelse og applikasjoner.Å forstå disse forskjellene kan hjelpe deg med å velge den mest passende utbedringsløsningen for en rekke applikasjoner.

Bridge likeretter

En bro likeretter er mer effektiv fordi den konverterer strømmen over hele AC -syklusen.Den bruker fire dioder arrangert i en brokonfigurasjon, slik at den kan håndtere både de positive og negative halvsyklusene til AC-inngangen.Fordi hele inngangsspenningen brukes, er utgangsspenningen høyere.Når du kobler en bro likeretter, kan du umiddelbart merke dens effektivitet.Utgangsspenningen er jevnere og høyere enn for en halvbølge likeretter.Denne effektiviteten er grunnen til at bro likerettere brukes i strømforsyninger med høy ytelse, for eksempel strømadaptere, sveiseutstyr og industrielle kontrollsystemer.Den stabile DC -utgangen gjør den ideell for applikasjoner som krever stabil kraft.

Halvbølge likeretter

En halvbølge likeretter er enklere og krever bare en diode for grunnleggende retting.Den driver bare under den positive halvsyklusen til AC-inngangen, slik at strøm bare kan passere i denne perioden.Den negative halvsyklusen er blokkert, noe som resulterer i en pulserende DC-utgang som bare inneholder den positive halvsyklusen.Når du bruker en halvbølge likeretter, vil du merke dens enkelhet.Det er enkelt å sette opp, men utgangen er mindre effektiv, med lavere spenning og større krusning.Dette gjør det egnet for enheter med lav effekt som ikke krever kvalitetskvalitet, for eksempel enkle ladere og signalbehandlingskretser med lav effekt.

Sammenligning og anvendelse

Effektivitet og stabilitet: Bridge -likerettere gir høyere effektivitet og stabilitet.De bruker hele AC -syklusen, noe som resulterer i en jevnere DC -utgang med minimal krusning.Når den er parret med en filtreringskrets, reduseres krusningen i utgangsspenningen ytterligere, noe som gir en stabil og glatt likespenning.Dette gjør dem egnet for applikasjoner som krever høy kraftkvalitet.

Kompleksitet og kostnad: Bridge likeretterere er mer kompliserte i konstruksjonen og krever fire dioder.Fremskritt innen elektronikk har imidlertid redusert kostnadene og størrelsen på disse komponentene, noe som gjør bro likerettere lettere tilgjengelig.

Enkelhet og kostnadseffektivitet: Halvbølge likerettere er enkle i bygging og lav i kostnadene, noe som gjør dem til fordel for applikasjoner der høy kraftkvalitet ikke er viktig.De er ideelle for små kretser med lav effekt, for eksempel i bærbare enheter eller lavpriselektronikk.Selv om de har lavere effektivitet og større spenningssvingninger, gjør deres enkelhet dem til et rimelig valg for noen bruksområder.

Velge riktig likeretter

Å velge mellom en brobegrensning og en halvbølge likeretter avhenger av de spesifikke kravene til applikasjonen.For høy effektivitet og stabil produksjon er en bro likeretter det beste valget.For enkelhets skyld og lave kostnader, spesielt i lav effekt-applikasjoner, kan en halvbølge likeretter være mer passende.

Sammenligning av bro likerettere og vekselstrømbrytere

Bridge -likerettere og AC -brytere spiller forskjellige roller i kraftelektronikk.Bridge likerettere konverterer vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC), mens AC-brytere kontrollerer av-av-tilstanden til en AC-krets.Å forstå deres funksjoner og applikasjoner hjelper deg med å designe og bruke elektroniske enheter effektivt.

Bridge likeretter

En bro likeretter konverterer de positive og negative halvsyklusen AC til DC.Dette oppnås ved bruk av fire dioder som oppfører seg vekselvis, noe som sikrer at AC -strømmen strømmer i en enkelt retning, noe som resulterer i en pulserende DC -utgang.Når du bruker bro likerettere, vil du merke hvor effektivt de konverterer AC til DC over hele syklusen.Utgangsspenningen er høyere og jevnere, spesielt når den kombineres med filterkondensatorer og spenningsregulatorer, noe som kan redusere svingninger og gi stabil likestrøm.Disse egenskapene gjør bro likerettere ideelle for strømadaptere, sveiseutstyr og industrikontrollsystemer, der det kreves en stabil og pålitelig strømforsyning.

AC -brytere

AC-brytere bruker elektroniske koblingselementer som tyristorer, toveis tyristorer eller solid-state-reléer for å kontrollere ledning og frakobling av AC-kretser.Med AC -brytere vil du oppdage at de reagerer raskt, har en lang levetid og er svært pålitelige.De kan operere med høye frekvenser, noe som gjør dem egnet for applikasjoner som krever hyppig bytte, for eksempel hvitevarer, lyssystemer og industrielle automatiseringskontroller.De administrerer effektivt strømfordeling, og sikrer at systemer fungerer trygt og effektivt.

Kombinerte applikasjoner

I noen systemer brukes bro likerettere og vekselstrømbrytere sammen for kompleks strømstyring og kontroll.For eksempel, i et UPS -system (Uopprutrable strømforsyning (UPS), konverterer en bro likeretter den inngang AC -strømmen til DC -strøm for batterilagring og omformerbruk.AC -bryteren kontrollerer strømbryteren, og sikrer kontinuerlig strøm under en hovedstrømsvikt ved å raskt bytte til en sikkerhetskopieringskilde.Denne kombinasjonen utnytter styrkene til begge komponentene for å gi en stabil og pålitelig strømløsning.

Designhensyn

Å designe og velge en bro likeretter og en vekselstrømbryter involverer forskjellige faktorer.For en bro likeretter, bør du vurdere inngangsspenning og strømspesifikasjoner, utbedringseffektivitet, termisk styring og fysisk størrelse.For AC -brytere, vær oppmerksom på spenning og strømvurderinger, byttehastighet, robusthet og elektromagnetisk kompatibilitet.Ingeniører må velge de riktige komponentene basert på spesifikke applikasjonskrav for å oppnå optimal ytelse og pålitelighet.

Konklusjon

Likestiktere er av stor betydning i elektroniske og kraftsystemer.Enten det er en halvbølge likeretter, en fullbølge likeretter eller en bro likeretter, spiller de alle en nøkkelrolle i forskjellige applikasjonsscenarier.Bridge-likerettere er mye brukt i kraftforsyning med høy ytelse, sveiseutstyr og industrikontrollsystemer på grunn av deres høye effektivitet og stabilitet.Halvbølge likerettere er egnet for elektroniske enheter med lav effekt på grunn av deres enkle struktur og lave kostnader.Ved utforming og valg av likerettere, må ingeniører vurdere faktorer som inngangsspenning, strømspesifikasjoner, utbedringseffektivitet og termisk styring i henhold til spesifikke applikasjonskrav for å sikre optimal ytelse og pålitelighet.Utvikling og anvendelse av likerettere forbedrer ikke bare effektiviteten og stabiliteten til elektronisk utstyr, men fremmer også teknologisk fremgang og industriell oppgradering.

Ofte stilte spørsmål [FAQ]

1. Hva er fordelene med en bro likeretter?

Høy effektivitet: Bridge likerettere konverterer begge halvdelene av vekselstrømssyklusen til DC, noe som gjør dem mer effektive enn halvbølge likerettere, som bare bruker halvparten av AC-syklusen.Dette betyr at mindre energi er bortkastet, og mer strøm blir levert til belastningen.

Høyere utgangsspenning: Fordi bro likerettere bruker hele AC-bølgeformen, er den resulterende DC-utgangsspenningen høyere sammenlignet med halvbølge likerettere.Dette fører til en mer robust strømforsyning.

Redusert krusning: Den fullbølge rettingsprosessen gir en jevnere DC-utgang med mindre krusning (svingninger) sammenlignet med halvbølge retting.Denne jevnere utgangen er avgjørende for sensitive elektroniske enheter.

Pålitelig og holdbar: Bruk av fire dioder i en brokonfigurasjon gir bedre pålitelighet og holdbarhet.Selv om en diode mislykkes, kan kretsen fortsatt fungere, men med redusert effektivitet.

Ingen behov for en midt-tappet transformator: I motsetning til fullbølge likerettere som krever en midt-tappet transformator, trenger bro likerettere ikke dette, noe som gjør designet enklere og ofte billigere.

2. Hvorfor brukes fire dioder i brobeskyttere?

Retting av full bølge: Den primære grunnen til å bruke fire dioder er å oppnå fullbølge-retting.Dette betyr at både de positive og negative halvdelene av AC -syklusen brukes, noe som øker effektiviteten og utgangsspenningen til likeretteren.

Retningskontroll: Diodene er ordnet i en brokonfigurasjon som leder strømmen av strøm.Under den positive halvsyklusen til AC-inngangen, oppfører to av diodene og lar strømmen passere gjennom lasten i en retning.Under den negative halvsyklusen leder de to andre dioder, men de leder fortsatt strømmen gjennom lasten i samme retning.Dette sikrer en jevn DC -utgang.

Spenningsutnyttelse: Ved å bruke fire dioder kan broen likeretteren bruke hele vekselstrømsspenningen, og maksimere effektkonverteringseffektiviteten.Hvert diodepar leder vekselvis, og sikrer at belastningen alltid ser en ensrettet strøm.

3. Hva er ulempene med bro likerettere?

Spenningsdråpe: Hver diode i broen likeretter innfører et lite spenningsfall (typisk 0,7V for silisiumdioder).Med fire dioder resulterer dette i et total spenningsfall på omtrent 1,4V, noe som reduserer utgangsspenningen litt.

Kompleksitet: Bridge-likeretterkretsen er mer sammensatt enn en enkel halvbølge likeretter fordi den krever fire dioder i stedet for en.Dette kan øke kompleksiteten i kretsdesign og montering.

Strømtap: Spenningsfallet over diodene betyr også strømtap, noe som kan være betydelig i høystrømsapplikasjoner.Dette reduserer den generelle effektiviteten til strømforsyningen.

Varmegenerering: Strømtapet i diodene resulterer i varmeproduksjon, noe som kan kreve ytterligere kjølemålinger som kjølerevasker for å forhindre overoppheting, spesielt i applikasjoner med høy effekt.

4. Hva skjer hvis du legger DC i en bro likeretter?

Ingen retting: En bro likeretter er designet for å konvertere AC til DC ved å la strøm passere gjennom diodene i en retning.Hvis du bruker DC på inngangen, vil ikke diodene bytte eller rette opp strømmen siden DC allerede er ensrettet.

Spenningsdråpe: DC vil passere gjennom to dioder om gangen (en i hvert etappe av broen), og forårsake et spenningsfall på omtrent 1,4V (0,7V per diode).Dette betyr at utgangen DC -spenningen vil være litt lavere enn inngangs -DC -spenningen.

Varmegenerering: Strømmen som passerer gjennom diodene vil generere varme på grunn av kraftdissipasjonen (p = i²r).Denne varmen kan bli betydelig hvis inngangsstrømmen er høy, og potensielt skader diodene eller krever varmedissipasjonstiltak.

Mulig overbelastning: Hvis den påførte DC -spenningen er betydelig høyere enn diodens nominelle spenning, kan den forårsake nedbrytning av dioden, noe som fører til kretsfeil.Riktig spenningsvurderinger må overholdes for å unngå skade.