Je usmerňovač mostu lepší ako iné typy usmerňovačov?

Vo svete elektrotechniky zohrávajú usmerňovače rozhodujúcu úlohu pri premene striedavého prúdu (AC) do priameho prúdu (DC). Ako dodávateľ usmerňovačov sa často stretávam so zákazníkmi, ktorí si nie sú istí, aký typ usmerňovača je najvhodnejší pre ich potreby. Jednou z bežných otázok je, či je usmerňovač mostu lepší ako iné typy usmerňovačov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do charakteristík usmerňovačov mostov a porovnám ich s ostatnými typmi usmerňovačov, aby som vám pomohol urobiť informované rozhodnutie.

Porozumenie usmerňovačov

Predtým, ako sa ponoríme do porovnania, stručne pochopme, čo sú usmerňovače a ich základné typy. Stranti sú elektronické zariadenia, ktoré umožňujú prúdenie prúdu iba v jednom smere a účinne premieňajú AC na DC. Hlavné typy usmerňovačov zahŕňajú polovičné usmerňovače vlny, usmerňovače s úplnými vlnami (pomocou stredového transformátora) a usmerňovače mostov.

Polovica - Wave usmerniče

Usmerňovač polovice vlny je najjednoduchšia forma usmerňovača. Používa jednu diódu, aby umožnila iba pozitívne polovičné cykly vstupu striedavého prúdu, pričom blokuje záporné polovičné cykly. Výstup polovičného usmerňovača je pulzujúci DC s množstvom zvlnenia, pretože využíva iba polovicu vstupného tvaru vlny. Vďaka tomu je menej efektívny pre energetické aplikácie, kde je potrebný hladký výstup DC. Účinnosť polovičného usmerňovača je relatívne nízka, zvyčajne okolo 40,6%, pretože vedie iba v polovici vstupného cyklu.

Plné - vlnové usmerňovače so stredovým transformátorom

Usmerňovače s úplnými vlnami pomocou stredového transformátora používajte dve diódy. Transformátor stredu poskytuje dve rovnaké, ale opačné napätie AC. Počas každej polovice cyklu vstupného AC sa jednej z diód vedie, čo umožňuje prúdenie prúdom rovnakým smerom zaťažením. To má za následok úplnú vlnu napravenú výstup, ktorý je efektívnejší ako napoly vlnový usmerňovač. Frekvencia zvlnenia usmerňovača s úplnými vlnami so stredným transformátorom je dvojnásobok vstupnej frekvencie, čo znamená, že má menšie zvlnenie v porovnaní s napoly vlnovými usmerňovačom. Vyžaduje si to však stredový transformátor, ktorý môže byť objemný a drahý.

Usmerňovače mosta

Usmerňovač mostu pozostáva zo štyroch diód usporiadaných v konfigurácii mosta. Môže previesť pozitívne aj negatívne polovičné cykly vstupu AC na jednosmerný DC výstup. Na rozdiel od usmerňovača s plnou vlnou so stredovým transformátorom, usmerňovač mostu nevyžaduje stredový transformátor. Vďaka tomu je v mnohých aplikáciách kompaktnejšia a náklady. Výstup usmerňovača mostíka má zvlnnú frekvenciu, ktorá je dvojnásobkom vstupnej frekvencie, podobná usmerňovača s úplnými vlnami so stredným transformátorom.

Výhody usmerňovačov mostov

Účinnosť

Jednou z kľúčových výhod usmerňovačov mostov je ich vysoká účinnosť. Pretože využívajú pozitívne aj negatívne polovičné cykly vstupu striedavého prúdu, môžu previesť takmer všetku dostupnú striedavú energiu na DC výkon. Naopak, usmerňovače v oblasti vlny plytvajú polovicu vstupnej energie blokovaním záporných polovičných cyklov. Účinnosť usmerňovača mostíka môže dosiahnuť až 81,2%, čo je výrazne vyššia ako účinnosť polovičného usmerňovača vlny.

Cena - Efektívnosť

Ako už bolo spomenuté, usmerňovače mostov nevyžadujú transformátor stredu. Transformátory môžu byť jednou z najdrahších komponentov v usmerňovacom obvode. Odstránením potreby stredového transformátora, usmerňovače mostov znižujú celkové náklady na rektifikačný systém. Vďaka tomu sú atraktívnou voľbou pre elektronické zariadenia a zdroje energie vyrábané s hmotnosťou, kde náklady sú hlavnou úvahou.

Kompaktnosť

Vďaka neprítomnosti stredového transformátora je aj usmerňovače mostov kompaktnejšie. V modernej elektronike, kde je priestor často na prémii, je malá veľkosť usmerňovačov mostov významnou výhodou. Môžu byť ľahko integrované do dosiek s tlačenými obvodmi (PCB) a do ďalších kompaktných elektronických zostaví.

Zvlnenie

Faktor zvlnenia usmerňovača mostíka je relatívne nízky v porovnaní s usmerňovačom polovice vlny. Faktor dolného zvlnenia znamená, že výstupné jednosmerné napätie je stabilnejšie a bližšie k čistému DC. Je to dôležité pre aplikácie, ako je napájanie citlivých elektronických komponentov, kde je nevyhnutný stabilný zdroj energie.

Obmedzenia usmerňovačov mostov

Pokles napätia

Usmerňovače mostov majú vyšší pokles napätia v porovnaní s niektorými inými typmi usmerňovačov. Každá dióda v usmerňovači Bridge má pokles napätia vpred, zvyčajne okolo 0,7 V pre kremíkové diódy. Pretože v každej polovici cyklu sú v vodivej ceste dve diódy, celkový pokles napätia cez usmerňovač mostu je približne 1,4 V. V aplikáciách, kde je potrebný vysoký napätie, môže byť tento pokles napätia významným problémom.

Dióda

Diódy v usmerňovači mostíka sú podrobené vyššiemu napätiu spätného napätia v porovnaní s diódami v usmerňovači s plným vlnom so stredným transformátorom. To znamená, že diódy v usmerňovači Bridge musia byť hodnotené pre vyššie napätie reverzného rozkladu, čo môže zvýšiť náklady na diódy.

Porovnanie usmerňovačov mostov s inými typmi usmerňovačov v konkrétnych aplikáciách

Napájacie zdroje

Pri napájaní sú usmerňovače mostov často preferovanou voľbou. Ich vysoká účinnosť, nízka cena a kompaktná veľkosť ich robia ideálnymi na premenu napätia sieťového napätia na napätie jednosmerného napätia na napájanie elektronických zariadení. Napríklad v napájacom adaptéri notebooku sa usmerňovač mostíka používa na prevod vstupu AC 110V - 240 V do výstupu DC s nízkym napätím. Faktor nízkeho zvlnenia usmerňovača mostíka zaisťuje stabilné napájanie pre citlivé komponenty v notebooku. Nájdete vysoko kvalitné mostné usmerňovače pre aplikácie napájania v našomUsmerňovače 599386Produktová rada.

Automobilové aplikácie

V automobilových elektrických systémoch sa usmerňovače používajú na premenu striedavého výstupu alternátora do jednosmerného napájania na nabíjanie batérie a napájanie elektrických komponentov vozidla. Usmerňovače mostov sa bežne používajú v alternátoroch kvôli ich účinnosti a kompaktnosti. NášUsmerňovač alternátora INR438je spoľahlivý usmerňovač mostov navrhnutý špeciálne pre automobilové aplikácie. Dokáže zvládnuť vysoké prúdy a poskytuje stabilný jednosmerný výstup, ktorý zabezpečuje správne fungovanie elektrického systému vozidla.

Elektronika s malými mierkami

Populárnou voľbou sú aj pre elektroniku s malými stupňami, ako sú nabíjačky batérií a nízke elektronické zariadenia. Ich náklady - efektívnosť a ľahkosť integrácie ich robia vhodné pre tieto aplikácie. Nabíjačka batérií s malými mierkami môže použiť usmerňovač mostu na prevod vstupu AC zo zásuvky na stenu na jednosmerné napätie na nabíjanie batérie. NášZostava regulátora usmerňovačaKombinuje usmerňovač mostíka s regulátorom napätia, ktorý poskytuje kompletné riešenie pre konverziu výkonu v malej mierke.

Záver

Záverom je, či je usmerňovač mostu lepší ako iné typy usmerňovačov, závisí od konkrétnych požiadaviek na aplikáciu. Usmerňovače mostov ponúkajú mnoho výhod, vrátane vysokej účinnosti, nákladov - efektívnosti, kompaktnosti a faktora s nízkym zvlnením. Vďaka tomu sú skvelou voľbou pre širokú škálu aplikácií, najmä v napájacích zdrojoch, automobilovej elektronike a malej elektronike. Majú však aj určité obmedzenia, ako napríklad pokles s vyšším napätím a diódové napätie.

Ak ste na trhu s usmerňovačmi, odporúčam vám, aby ste zvážili jedinečné vlastnosti usmerňovačov mostov a ako môžu vyhovieť vašim potrebám. Ako dodávateľ usmerňovača máme širokú škálu usmerňovacích výrobkov vrátane usmerňovačov mostov, napoly - vlnových usmerňovačov a usmerňovačov s úplnými vlnami so stredovými klepajúcimi transformátormi. Náš tím odborníkov vám môže pomôcť vybrať správny usmerňovač pre vašu aplikáciu. Ak máte akékoľvek otázky alebo by ste chceli prediskutovať vaše potreby obstarávania, neváhajte a kontaktujte nás a získajte podrobnú konzultáciu. Tešíme sa na spoluprácu s vami na nájdení najlepších riešení rektifikácie pre vaše projekty.

Odkazy

• Boylestad, RL a Nashelsky, L. (2012). Elektronické zariadenia a teória obvodov. Pearson.
• Sedra, AS, & Smith, KC (2015). Mikroelektronické obvody. Oxford University Press.