Verständnis von Brückengleichrechnern: Prinzipien, Klassifikationen und praktische Anwendungen
2024-07-09 10441

Der Brückengleichrichter wandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) durch eine Brückenstruktur um, die aus vier Dioden besteht.Die unidirektionale Leitfähigkeit der Dioden wird verwendet, um die positiven und negativen Halbzyklen des Wechselstroms in DC in die gleiche Richtung zu korrigieren.Die Konstruktion des Brückengleichrichters verbessert nicht nur die Richtigkeitseffizienz, sondern liefert auch eine stabile Gleichstromausgangsspannung.In diesem Artikel wird das Arbeitsprinzip, die Klassifizierung und die Rolle des Brückengleichrichters in praktischen Anwendungen ausführlich erörtert.

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Was ist ein Gleichrichter?

Ein Gleichrichter ist ein elektronisches Gerät, mit dem Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) konvertiert wird.Es wird üblicherweise in Stromversorgungssystemen und in der Erkennung von Funksignalen verwendet.Gleichrichter erleichtern die Umwandlung von AC in DC, indem die unidirektionale Leitfähigkeit von Dioden ausnutzt und den Strom nur in eine Richtung fließen kann.Sie können aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, darunter Vakuumrohre, Zündrohre, Festkörper-Silizium-Halbleiterdioden und Quecksilberbögen.Geräte, die die entgegengesetzte Funktion ausführen (DC in AC konvertieren) werden als Wechselrichter bezeichnet.

In einem Standby -Ups (unterbrechungsfreies Netzteil) muss nur die Batterie aufgeladen werden, sodass das System ein Ladegerät enthält, aber keine Stromversorgung für die Last liefert.Im Gegensatz dazu lädt eine Doppelkonvertierung nicht nur den Akku auf, sondern liefert dem Wechselrichter auch Strom, weshalb er als Gleichrichter/Ladegerät bezeichnet wird.

Die Hauptfunktion eines Gleichrichters besteht darin, Wechselstrom in DC umzuwandeln.Dies erfolgt durch zwei Hauptprozesse, die Wechselstrom in DC umwandelt und dann einen stabilen Gleichstromausgang für die Last oder den Wechselrichter bereitstellt und eine Ladespannung für die Batterie bereitstellt, wodurch auch als Ladegerät wirkt.

Der Betrieb eines unkontrollierten Gleichrichters beinhaltet das Durchlaufen der Hälfte des Wechselstromzyklus durch die Last und erzeugt einen pulsierenden Gleichstromausgang.In einem kontrollierten Gleichrichter wird der Stromfluss verwaltet, indem die Leitung eines Transistors oder eines anderen kontrollierbaren Geräts gesteuert wird, was zu einem kontrollierten Gleichstromausgang führt.

Klassifizierung von Gleichrichter

Gleichrichter werden nach verschiedenen Standards klassifiziert.Im Folgenden sind gemeinsame Klassifizierungsmethoden:

Klassifizierung nach Gleichberechtigungsmethode

Ein Halbwellengleichrichter funktioniert nur in der Hälfte des Wechselstromzyklus (positiver Halbzyklus oder negativer Halbzyklus).Es bleibt in den anderen Halbzyklus inaktiv.Daher besteht die Ausgangsspannung nur aus der Hälfte der Wechselstromwellenform.

Ein Gleichgewichtsgleichrichter leitet sowohl in den positiven als auch in den negativen halben Zyklen des Wechselstromzyklus.Dies bedeutet, dass die Ausgangsspannung in beiden Halbzyklen des Zyklus positiv ist.

Klassifizierung durch Gleichrichter

Diodengleichrichter verwenden Dioden als Hauptförderelement.Diese werden normalerweise in Schaltkreisen mit geringer Stromversorgung und Mittelmacht verwendet.Die Diode lässt nur den Strom in eine Richtung fließen und stellt die Umwandlung von AC in DC sicher.

SCR ist ein Halbleitergerät, das genau gesteuert werden kann, um ein- und auszuschalten.Es eignet sich für Hochleistungskreislaufschaltungen, die eine präzise Steuerung des Korrekturprozesses erfordern.SCR ist die erste Wahl in Anwendungen, die eine hohe Effizienz und hohe Regulierung erfordern.

Diese Klassifikationen helfen uns, die spezifischen Funktionen und Anwendungen verschiedener Arten von Gleichrichter in verschiedenen elektronischen Systemen zu verstehen.

Abbildung 1: Brückengleichrichter

Wie funktioniert ein Brückengleichrichter?

Ein Brückengleichrichter wird üblicherweise verwendet, um den Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln, und ist eine Gleichrichterschaltung, die die unidirektionale Leitfähigkeit einer Diode verwendet.Es verwendet vier Dioden, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, um die positiven und negativen Halbzyklen der Wechselstromleistung in einen konsistenten Gleichstromausgang zu korrigieren.

Komponenten eines Brückengleichrichters

Die Komponenten eines Brückengleichrichters sind vier Dioden (D1, D2, D3, D4);eine Wechselstromquelle (Eingabe);ein Lastwiderstand (RL);und ein Filterkondensator (optional, zur Glättung der Ausgangsspannung).

Arbeitsprinzip

Der Betrieb eines Brückengleichrichters beinhaltet zwei Hauptprozesse: positive Halbzyklusberechnung und negativer Halbzyklusberichtung.

Abbildung 2: Brückengleichrichterwellenform-positiver Halbzyklus und negativer Halbzyklus

Positive Halbzyklusberichtung

Spannungspolarität Während des positiven Halbzyklus des Wechselstromeingangs ist das obere Ende des Eingangs positiv und das untere Ende negativ.Der Leitungsweg ist, dass die Dioden D1 und D2 vorwärts gereizt sind und Strom leiten.Der Strom fließt vom positiven Anschluss der Wechselstromquelle über D1, über den Lastwiderstand RL und zurück zum negativen Anschluss der Wechselstromquelle über D2.Der Außenzustand ist, dass Dioden D3 und D4 umgekehrt voreingenommen sind und ausbleiben.Während dieses Zyklus fließt der Strom durch RL von links nach rechts.

Negative Halbzyklusberichtung

Die Spannungspolarität ist, dass während des negativen Halbzyklus die Polarität des Wechselstromeingangs umgekehrt ist, was das obere Ende negativ und das untere Ende positiv macht.Der Leitungsweg ist, dass die Dioden D3 und D4 vorwärts gereizt sind und Strom leiten.Der Strom fließt vom negativen Anschluss der Wechselstromquelle über D3, über den Lastwiderstand RL und zurück zum positiven Terminal der Wechselstromquelle über D4.Der Außenzustand ist, dass Dioden D1 und D2 umgekehrt voreingenommen sind und ausbleiben.Trotz der Polaritätsumkehr fließt der Strom, der durch RL fließt, immer noch in die gleiche Richtung (von links nach rechts).

Filterung

Nach der Korrektur wird die Ausgangsspannung immer noch dc pulsiert.Um diese Spannung zu glätten und die Welligkeit zu reduzieren, wird ein Filterkondensator hinzugefügt.Der Filterkondensator ist parallel zum Lastwiderstand (RL) angeschlossen.Dieser Setup glättet den pulsierenden Gleichstrom, reduziert die Spannungswelligkeit und bietet einen stabileren Ausgang.

Brückengleichrichter

Der Brückengleichrichter verbessert die Dioden-Halbwellungsberichtung.Seine Hauptfunktion besteht darin, den Wechselstrom (AC) in den Gleichstrom (DC) umzuwandeln.Dies geschieht durch die Verwendung von vier Dioden in einer bestimmten Anordnung, um die positiven und negativen Halbzyklen des Wechselstromeingangs in einen unidirektionalen Gleichstromausgang zu korrigieren.

Abbildung 3: Brückengleichrichterschaltung

Der Brückengleichrichter wandelt Wechselstrom unter Verwendung der unidirektionalen Leitfähigkeit der Dioden in DC um.Während die Wechselstromspannung und der Strom regelmäßig wechseln, fließt der Gleichstromausgang des Brückengleichrichters immer in eine Richtung.Brückengleichrichter sind effizienter als einphasige Halbwellen- und Vollwellengleichrichter, da sie beide Halbzyklen des Wechselstromzyklus gleichzeitig verwenden.Dies ermöglicht eine glattere, kontinuierlichere Gleichstromausgabe.Eine stabile DC -Stromversorgung ist in Anwendungen wie Netzteilen, Batterielächern und verschiedenen elektronischen Geräten erforderlich.Ein mit Filterung kombiniertes Brückengleichrichter kann die für diese Anwendungen erforderliche stabile Gleichstromleistung bereitstellen.

Funktionen eines Brückengleichrichters

AC zu DC -Konvertierung

Die Hauptfunktion eines Brückengleichrichters besteht darin, den Wechselstromeingang in die DC -Ausgabe umzuwandeln.Wechselstromspannung und Strom fließen abwechselnd, während die Gleichspannung und der Strom in konstanter Richtung fließen.Die Dioden im Brückengleichrichter lassen den Strom nur in eine Richtung fließen, wodurch diese Umwandlung gewährleistet wird.

Verbesserte Effizienz

Ein Brückengleichrichter verwendet sowohl die positiven als auch die negativen Halbzyklen der Wechselstromkraft.Diese Dual-Nutzung verbessert die Effizienz im Vergleich zu einem einphasigen Gleichrichter.Es führt zu einem glatteren Gleichstromausgang mit weniger Rippeln.

Stabile Gleichstromkraft

Stabile DC -Leistung eignet sich für elektronische Geräte, Netzteile und Batterieladegeräte.Ein mit Filterkondensatoren kombiniertes Brückengleichrichter kann diese stabile Stromversorgung liefern.

Idealerweise kann die Ausgangsspannung (Durchschnittswert) eines Brückengleichrichters ausgedrückt werden als

V_out = (2v_m)/π- (4v_f)/π

Wobei V_MIS die Spitzenspannung der Eingangs -Wechselstromleistung und V_F der Vorwärtsspannungsabfall jeder Diode ist.

Beispiel

Angenommen, wir haben eine Wechselstromversorgung mit einer Eingangsspannung von 220 V (effektiver Wert, RMS) und verwenden Sie einen Brückengleichrichter zur Gleichberechtigung.Der Vorwärtsspannungsabfall der Diode beträgt 0,7 V.

Eingabebedingungen:

Eingangsspannung 220 V AC (RMS)

Spitzenspannung v_m = 220 × √2 ~ 311V

Diode Vorwärtsspannungsabfall v_f = 0,7 V

Ausgang berechnen:

Durchschnittliche Ausgangsspannung v_avg = (2 × 311)/π- (4 × 0,7)/π ~ 198V

Auf diese Weise wandelt der Brückengleichrichter die Wechselspannung in eine DC -Spannung nahe 198 V um.Obwohl es immer noch einige Schwankungen gibt, kann der Ausgang weiter geglättet werden, indem geeignete Filtergeräte verwendet werden, um eine stabile Gleichstromversorgung bereitzustellen.Nach dem Anschließen der Filterschaltung beträgt die durchschnittliche Ausgangsspannung ungefähr das 1,2-fache des RMS-Werts des Eingangs-AC, während die Lastspannung mit offener Kreislauf etwa das 1,414-fache des RMS-Werts beträgt.Diese Berechnung ermittelt die erforderlichen Komponenten für die Erzielung einer stabilen und glatten DC -Ausgabe aus einem Wechselstromeingang.

Wie arbeiten Kondensatoren als Filter?

Die Filterung beseitigt unerwünschte Signalwellen.Bei der Hochpassfilterung verlaufen höhere Frequenzsignale leicht durch die Schaltung zum Ausgang, während Signale mit niedrigerer Frequenz blockiert sind.Wechselstromkreise enthalten Spannung oder Stromsignale verschiedener Frequenzen, von denen nicht alle erforderlich sind.Unerwünschte Signale können Störungen verursachen, die den Betrieb der Schaltung stören.Um diese Signale herauszufiltern, werden verschiedene Filterschaltungen verwendet, in denen Kondensatoren eine Schlüsselrolle spielen.Obwohl behobene Signale keine Wechselstromsignale sind, ist das Konzept ähnlich.Ein Kondensator besteht aus zwei durch einen Isolator getrennten Leiter.Bei Filterschaltungen speichern Kondensatoren Energie, um die Wechselstrafe zu reduzieren und den DC -Ausgang zu verbessern.

Abbildung 4: Hoch -Pass -Filterschaltungsdiagramm

Wie Kondensatoren signalisieren

Kondensatoren können Gebühren speichern und veröffentlichen.Wenn die Spannung zunimmt, berechnet der Kondensator;Wenn die Spannung abnimmt, entlädt sich der Kondensator.Diese charakteristischen glätten Spannungsschwankungen.In einem Gleichrichterkreis wie einem Brückengleichrichter ist die Ausgangs -DC -Spannung nicht glatt, sondern pulsierend.Das Anschließen eines Filterkondensators mit dem Ausgang kann diese Pulsationen glätten.

Abbildung 5: Brückengleichrichter - Vollwellendiodenmodul

• Positiver Halbzyklus: Während des positiven Halbzyklus nimmt die Spannung zu, was dazu führt, dass der Kondensator aufgeladen wird.Die gespeicherte elektrische Energie erreicht ihren Maximalwert am Spannungspeak.

• Negativer Halbzyklus: Während des negativen Halbzyklus nimmt die Spannung ab und der Kondensator entlädt sich durch die Last.Diese Entladung liefert Strom zur Last, wodurch verhindert wird, dass die Ausgangsspannung stark abnimmt und die Wellenform glättet.

Die Lade- und Entladungswirkung des Kondensators glättet die behobene Ausgangsspannung auf einen konstanteren Gleichstrompegel, wodurch die Spannungsschwankungen reduziert und Ripple reduziert wird.

Auswahl des richtigen Kondensators

Die Größe des Filterkondensators wirkt sich direkt auf den Filtereffekt aus.Je größer der Kapazitätswert ist, desto besser ist der Filtereffekt, da ein großer Kondensator mehr Ladung speichern und eine stabilere Spannung liefern kann.Der Kapazitätswert kann jedoch nicht zu groß sein, andernfalls führt er zu einer längeren Startzeit, zu einer Erhöhung des Kondensatorvolumens und zu einer Erhöhung der Kosten.

Die empirische Formel zur Auswahl von Filterkondensatoren

C = i/(f × ΔV)

Wobei C der Kapazitätswert ist (Farad, f)

Ich bin der Laststrom (Ampere, a)

F ist die Leistungsfrequenz (Hertz, Hz)

ΔV ist die zulässige Ausgangsspannung (Volt, V)

Die Rolle von Filterkondensatoren

Wenn die korrigierte Spannung zunimmt, lädt der Filterkondensator auf, wodurch die Spannung allmählich ansteigt.Wenn die korrigierte Spannung abnimmt, entlädt der Filterkondensator, der einen konstanten Strom liefert und die Ausgangsspannung glättet.Die Lade- und Entladungswirkung des Filterkondensators glättet die behobene pulsierende Spannung und reduziert die Spannungswelligkeit und Schwankungen.Kondensatoren sind zum Filterung wirksam, da sie bei der Blockierung von DC -Signalen die Wechselstromsignale durchlaufen lassen.Wechselstromsignale mit höheren Frequenzen fließen leichter durch Kondensatoren, was zu einem geringeren Widerstand führt, was zu einer niedrigeren Spannung über den Kondensator führt.Umgekehrt sind Wechselstromsignale mit niedrigeren Frequenzen einen höheren Widerstand ausgesetzt, was zu einer höheren Spannung über den Kondensator führt.Für DC wirkt der Kondensator als offener Stromkreis, der Strom Null und die Eingangsspannung entspricht der Kondensatorspannung.

Filterung verschiedener Frequenzen in Gleichrichterschaltungen

Um zu verstehen, wie Filterkondensatoren mit unterschiedlichen Frequenzen umgehen, diskutieren wir kurz die Erweiterung der Fourier -Serie.Die Fourier-Serie zersetzt nicht-sinusoide periodische Signale in die Summe der sinusförmigen Signale unterschiedlicher Frequenzen.Beispielsweise kann eine komplexe periodische Welle in mehrere sinusförmige Wellen verschiedener Frequenzen zerlegt werden.

Abbildung 6: pulsierende Welle

In einer Gleichrichterschaltung ist der Ausgang eine pulsierende Welle, die unter Verwendung der Fourier -Serie in sinusförmige Komponenten verschiedener Frequenzen zerlegt werden kann.Hochfrequenzkomponenten gehen direkt durch den Kondensator, während Niederfrequenzkomponenten den Ausgang erreichen.

Abbildung 7: Kondensatorfilterschaltungsdiagramm

Je größer der Kondensator ist, desto glatter die Ausgangswellenform.Größere Kondensatoren speichern mehr Gebühren und bieten eine stabilere Spannung.

Abbildung 8: Kondensatorfilterungsdiagramm

In einer pulsierenden Spannungswelle entlädt der Kondensator, wenn die Spannung unter die Kondensatorspannung fällt, zur Last und verhindern, dass die Ausgangsspannung auf Null abnimmt.Dieses kontinuierliche Laden und Ableiten glättet die Ausgangsspannung.

Hochpass- und Tiefpassfilterkreise

In einem Hochpassfilter sind der Kondensator und der Widerstand in Reihe verbunden.Hochfrequenzsignale haben einen Mindestspannungsabfall beim Durchlaufen des Kondensators, was zu einem größeren Strom und einer höheren Ausgangsspannung über den Widerstand führt.Niederfrequente Signale sehen sich einem größeren Spannungsabfall über den Kondensator aus, was zu einer minimalen Ausgangsspannung führt.In einem Tiefpassfilter blockiert der Kondensator Hochfrequenzsignale und ermöglicht es nur niedrige Frequenzen, zu bestehen.Hochfrequenzsignale haben eine hohe Impedanz und eine minimale Ausgangsspannung, während niederfrequente Signale eine geringe Impedanz und eine höhere Ausgangsspannung aufweisen.

Abbildung 9: hoher und niedriger Passfilterschaltung

Arten von Brückengleichrichter

Brückengleichrichter werden basierend auf ihrer Konstruktion und Anwendung klassifiziert.Hier sind einige gängige Typen:

Einphasenbrückengleichrichter

Der einphasige Brückengleichrichter ist die einfachste Form und wird häufig in kleinen Stromversorgungsgeräten verwendet.Es verfügt über vier Dioden, die einphasige Wechselstrom in pulsierender Gleichstrom umwandeln.Während des positiven Halbzyklus des AC verhalten die Dioden D1 und D2, während D3 und D4 ausgeschaltet sind.Während des negativen Halbzyklus sind D3 und D4 -Verhalten sowie D1 und D2 ausgeschaltet.Dadurch kann sowohl die positiven als auch die negativen Halbzyklen des Wechselstroms in positive DC korrigiert werden.

Abbildung 10: Einphasen -Wellenformdiagramm mit vollwellengesteuerter Rektifikator

Drei-Phasen-Brückengleichrichter

Drei-Phasen-Brückengleichrichter werden in höheren Stromversorgungsanwendungen wie Industriegeräte und große Stromversorgungssysteme verwendet.Sie enthalten sechs Dioden, die dreiphasige Wechselstrom in glatter DC umwandeln.Während jedes Zyklus des Dreiphasen-Wechselstroms leiten verschiedene Kombinationen von Dioden, die die positiven und negativen Halbzyklen in DC korrigieren.Diese Methode bietet einen glatteren Gleichstromausgang, der für hohe Leistungsanforderungen geeignet ist.

Abbildung 11: Drei-Phasen-Brücke vollständig kontrollierter Gleichrichterschaltung

Kontrollierter Brücke Gleichrichter

Der kontrollierte Brückengleichrichter verwendet anstelle einer herkömmlichen Diode einen mit Silizium kontrollierten Gleichrichter (SCR), um die Ausgangsspannung zu regulieren.Durch die Steuerung des SCR -Leitungswinkels kann der durchschnittliche Gleichstromausgang geändert werden.Das Einstellen des SCR -Feuerwinkels steuert die Leitungszeit in jedem Zyklus und modifiziert so die durchschnittliche Ausgangs -Gleichspannung.Dieser Typ wird häufig in einstellbaren Netzteilen und DC -Motorsteuerungssystemen verwendet.

Hochfrequenzbrückengleichrichter

Hochfrequenzbrückengleichrichter werden in Hochfrequenzstromsystemen verwendet und verwenden normalerweise schnelle Wiederherstellungsdioden, um den Anforderungen der Schaltnetzmittel (SMPs) zu erfüllen.Schnelle Wiederherstellungsdioden haben eine kurze Umkehrerwiederherstellungszeit und können schnell auf hochfrequente Schaltvorgänge reagieren, wodurch die Effizienz der Korrektur und die Reduzierung von Verlusten und Rauschen verbessert wird.

Monolithischer Brücke Gleichrichter

Monolithische Brückengleichrichter integrieren vier Gleichrichterdioden in einen einzelnen Chip oder ein einzelnes Modul, um das Schaltungskonstruktion zu vereinfachen, und werden hauptsächlich in kleinen elektronischen Geräten und Leistungsadaptern verwendet.Ähnlich wie bei einem Standardbrückengleichrichter bietet die monolithische Version eine erhöhte Zuverlässigkeit und eine einfachere Installation, da sie in ein einzelnes Paket integriert ist.

Voll kontrollierter Brückengleichrichter

Ein vollständig kontrollierter Brückengleichrichter verwendet anstelle einer normalen Diode einen Thyristor -Gleichrichter (SCR).Jedes Gleichrichterelement ist steuerbar und ermöglicht eine präzise Regulation der Ausgangsspannung und des Stroms.Durch Variieren des Leitungswinkels des SCR kann der Ausgang des Gleichrichters genau gesteuert werden.Dieser Gleichrichter ist ideal für Anwendungen, für die feine Spannungsregelung erforderlich ist, z. B. DC -Motorantriebe und einstellbare Netzteile.Die Fähigkeit, den Feuerwinkel des SCR zu variieren, ermöglicht eine präzise Verwaltung der Ausgabe.

Halbkontrollierter Brückengleichrichter

Ein halb kontrollierter Brückengleichrichter kombiniert einen Thyristor (SCR) mit einer normalen Diode.Typischerweise sind in einphasigen Anwendungen zwei der entgegengesetzten Gleichrichterelemente SCR, während die anderen beiden Dioden sind.Dieses Setup bietet eine teilweise Regulierungsfähigkeit.Während nur einige der Elemente kontrollierbar sind, bieten sie eine begrenzte Regulierung zu geringeren Kosten.Halbkontrollierte Gleichrichter sind für Systeme geeignet, die eine teilweise Kontrolle erfordern und nicht kostenintensiv sind, z.

Unkontrollierter Brückengleichrichter

Ein unkontrollierter Brückengleichrichter verwendet nur normale Dioden, und alle Gleichberechungslagerelemente sind unkontrollierbar.Es ist der einfachste und am häufigsten verwendete Brückengleichrichter.In diesem Gleichrichter fehlt die Regulierungsfunktion, kann die Ausgangsspannung oder den Strom nicht einstellen und nur eine grundlegende Korrektur durchführen.Es ist für verschiedene elektronische Geräte geeignet, die eine stabile Gleichstromversorgung erfordern, z. B. Stromversorgungsadapter und Batterieladegeräte.

Anwendungen von Brückengleichrichter

Bereitstellung polarisierter und stabiler DC -Spannung beim Schweißen

In Schweißgeräten können Brückengleichrichter eine stabile DC -Spannung bereitstellen.Diese Stabilität ermöglicht ein qualitativ hochwertiges Schweißen, da die Stromversorgung direkt den Schweißprozess beeinflusst.Der Gleichrichter wandelt Wechselstrom in DC -Leistung um, reduziert die Stromschwankungen und sorgt dafür, dass ein stabiler Schweißbogen, der die Festigkeit und Qualität der geschweißten Verbindung verbessert.Diese Stabilität minimiert Schweißfehler und verbessert die Gesamtgenauigkeit, insbesondere beim Lichtbogenschweißen.

Abbildung 12: Brückengleichrichter in der Schweißmaschine verwendet

Eine weitere Schlüsselfunktion des Brückengleichrichters besteht darin, die polarisierte Gleichspannung zu liefern.Dies ist besonders wichtig bei professionellem Schweißbetrieb wie Aluminium- oder Edelstahlschweißen, bei denen die Bildung von Oxidschichten die Schweißfuge beeinflussen kann.Die polarisierte Spannung reduziert die Oxidation und sorgt für eine sauberere Schweißfläche und eine stärkere Verbindung.Durch die Kombination eines Brückengleichrichters kann Schweißgeräte einen stabileren, qualitativ hochwertigen Strom liefern, was den gesamten Schweißprozess verbessert.

Um den Gleichstromausgang weiter zu glätten und Spannungsschwankungen zu reduzieren, werden Brückengleichrichter häufig in Verbindung mit Filterkondensatoren und Spannungsregulatoren verwendet.Der Filterkondensator eliminiert Wellen und macht die Ausgangsspannung glatter, während der Spannungsregler sicherstellt, dass die Ausgangsspannung konstant ist und die Schweißqualität vor Spannung V ariat schützt.Diese Kombination verbessert die Stabilität des Schweißstromangebots und erweitert die Lebensdauer der Ausrüstung.

Interne Stromversorgung

Moderne elektronische Geräte, einschließlich Haushaltsgeräte, industrieller Steuerungsausrüstung und Kommunikationsgeräte, erfordern eine stabile DC -Stromversorgung, um ordnungsgemäß zu arbeiten.Brückengleichrichter wandeln die Wechselstromleistung aus dem Gitter in die von diesen Geräten erforderliche DC -Leistung um, und die meisten elektronischen Komponenten und Schaltungen stützen sich auf DC -Leistung.

In einem Brückengleichrichter bilden vier Dioden einen Brückenkreis, um die Wechselstromleistung in pulsierende Gleichstromleistung umzuwandeln.Anschließend glättet ein Filterkondensator den Ausgang, reduziert die Spannungsschwankungen und erzeugt eine stabilere Gleichstromversorgung.Für Geräte, die eine präzise Leistung erfordern, sorgt ein Spannungsregler (z. B. ein linearer oder Schaltregler) für eine konstante und genaue Ausgangsspannung.Dieses Setup verbessert die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Ausrüstung, indem Schäden durch Spannungsschwankungen verhindern.

In Haushaltsgeräten werden Brückengleichrichter in den internen Leistungsmodulen von Geräten wie Fernsehern, Soundsystemen und Computern verwendet.In der Stromversorgung eines Fernsehgeräts wandelt beispielsweise ein Brückengleichrichter Wechselstrom in die DC -Leistung um, die dann filtriert und stabilisiert wird, bevor er an den TV -Schaltkreis verteilt wird.Dies stellt sicher, dass die Spannung trotz Schwankungen in der externen Stromversorgung stabil bleibt, wodurch die Bild- und Klangqualität aufrechterhalten wird.

Die industrielle Steuerungsausrüstung hat aufgrund des komplexen Betriebsumfelds höhere Anforderungen an die Stabilität der Stromversorgung.Brückengleichrichter in diesen Geräten bieten eine stabile DC -Leistung und verbessern die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems durch Schutzschaltungen wie Überspannung und Überstromschutz.Beispielsweise können Brückengleichrichter unter verschiedenen Bedingungen stabil arbeiten.

In Kommunikationsgeräten wie Routern und Schalter können Brückengleichrichter mit hoher Stabilität und Strom mit geringer Leistung liefern.Dies gewährleistet eine zuverlässige Signalübertragung und einen reibungslosen Betrieb der Ausrüstung.Durch die Umwandlung von AC in DC und die Einführung einer effizienten Filter- und Spannungsregulierung unterstützen Brückengleichrichter die zuverlässige Leistung von Kommunikationsgeräten in komplexen Netzwerkumgebungen.

In einem Batterieleger

Ein Brückengleichrichter wandelt Wechselstrom in die stabile DC -Leistung um, die für die Batterielade in einem Batterieladegerät erforderlich ist.Mit dem Anstieg tragbarer Geräte und Elektrofahrzeuge sind zuverlässige Batterieladegeräte wesentlich geworden.Der Gleichrichter stellt sicher, dass das Ladegerät einen konstanten Strom und eine Spannung bietet, die den spezifischen Anforderungen verschiedener Batteriearten entspricht.Diese stabile Stromquelle ermöglicht eine effiziente Ladung und eine verlängerte Akkulaufzeit.

Ein Brückengleichrichter besteht normalerweise aus vier Dioden, die einen Brückenkreis bilden.Es wandelt die positiven und negativen Halbzyklen der Wechselstromkraft in pulsierende Gleichstromkraft um.Obwohl diese pulsierende DC -Leistung die grundlegenden Anforderungen erfüllt, schwankt sie dennoch.Daher enthalten Akkuladegeräte normalerweise Filterkondensatoren, um die Spannung zu glätten und einen stabileren Ausgang zu gewährleisten.

Unterschiedliche Batterien erfordern spezifische Ladespannungen und Ströme.Brückengleichrichter werden mit anderen Schaltungsmodulen kombiniert, um diese Anforderungen zu erfüllen.Beispielsweise erfordern Lithiumbatterien eine präzise Spannung und Stromregelung, um Überladen und Überstörungen zu verhindern.Der Gleichrichter integriert konstante Strom- und konstante Spannungslademodi und kooperiert mit dem Ladekontrollschalter, um präzise Spannung und Strom bereitzustellen, um den Ladevorgang zu optimieren.

Zusätzlich zur Leistungsumwandlung können Brückengleichrichter auch Batterieladegeräte schützen.Die Stromversorgungsspannung kann vorübergehend Überspannung oder Anstäufe aufweisen, was die Batterie und das Ladegerät beschädigen kann.Der Gleichrichter bildet zusammen mit Schutzkomponenten wie Varistoren und Sicherungen einen wirksamen Schutzmechanismus.Wenn die Eingangsspannung den sicheren Niveau überschreitet, senkt die Schutzkreis schnell die Stromversorgung oder leitet den überschüssigen Strom um den Schutz der Batterie und des Ladegeräts ab.

Brückengleichelemente werden nicht nur in Ladegeräten für kleine Geräte verwendet, sondern auch für Ladesysteme mit hohem Elektrofahrzeug.Diese Systeme können höhere Leistung und Strom bewältigen, und die Gleichrichter gewährleisten sich eine sichere und effiziente Ladung mit ihrer zuverlässigen Leistung.Die effiziente Technologie zur Korrektur und Spannungsregulation ermöglicht das schnelle Laden und verlängert die Akkulaufzeit von Elektrofahrzeugen.

In einer Windkraftanlage

Bei einer Windkraftanlage wandelt ein Brückengleichrichter die vom Wind erzeugte Wechselstrom in DC -Leistung um.Diese DC -Leistung ist die Grundlage für die nachfolgende Leistungsumwandlung und -speicher.Windkraftanlagen erzeugen Strom durch unterschiedliche Windgeschwindigkeiten, wodurch instabile Wechselstromleistung erzeugt wird.Der Gleichrichter wandelt diese schwankende Wechselstromleistung effektiv in eine stabilere DC -Leistung um, die leicht zu speichern oder in Wechselstromverkehr umwandeln kann, die mit dem Netz kompatibel ist.

Abbildung 13: Brückengleichelemente, die in Windkraftanlagen verwendet werden

Windturbinengeneratoren erzeugen typischerweise dreiphasige Wechselstromleistung, die dann durch einen Brückengleichrichter in DC-Leistung umgewandelt wird.Diese Umwandlung stabilisiert die Leistung und verringert den Einfluss von Spannungsschwankungen.Die korrigierte Gleichstromleistung kann direkt in einem Batteriespeichersystem verwendet oder durch einen Wechselrichter in die Wechselstromleistung umgewandelt werden, um die Verwendung der Windenergieerzeugung zu optimieren.

Innerhalb der Windkraftanlage bilden der Brückengleichrichter, der Filterkreis und die Schutzschaltung ein umfassendes Stromumwandlungs- und Managementsystem.Der Filterkreis glättet die gleichgemachte Gleichstromleistung, reduziert die Spannungsschwankungen und -wellen und erreicht einen stabilen Ausgang.Der Schutzkreis verhindert Überspannung und Überstromschäden und gewährleistet die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems.

Aufgrund härter Umweltbedingungen wie Offshore- oder Berggebiete erfordern Windstrom -Erzeugungssysteme eine hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit.Brückengleichrichter müssen diesen Bedingungen standhalten, um einen langfristigen Betrieb zu gewährleisten.Hochwertige Materialien und fortschrittliche Herstellungsprozesse verbessern die Haltbarkeit und Stabilität von Gleichrichtermodulen, verbessern die Systemeffizienz, die Verringerung der Wartungskosten und verlängern die Lebensdauer von Geräten.

Die Anwendung von Brückengleichrichter in Windkraftanlagen ermöglicht eine effiziente Leistungsumwandlung und -management.Diese Gleichrichter verbessern die Energieumwandlungseffizienz und die Stromqualität, fördern die Entwicklung erneuerbarer Energien und verringern die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.Da saubere Energiequellen wie Windkraft ein wesentlicher Bestandteil des globalen Energiemix werden, spielen Brückengleichrichter eine Schlüsselrolle bei dieser Transformation.

Erkennung der Amplitude eines modulierten Signals

In elektronischen Kommunikationssystemen ist es erforderlich, die Amplitude eines modulierten Signals zu erkennen.Dieser Prozess ist besonders wichtig bei der Verarbeitung von Funkfrequenzen (RF) und Audiosignal.Brückengleichrichter konvertieren Wechselstromsignale in DC -Signale und erleichtern und genauerer Amplitudenerkennung.Durch die Umwandlung komplexer Wechselstromsignale in messbare DC -Spannungen ermöglichen Gleichrichter eine präzise Amplitudenerkennung.

Aus vier Dioden in einem Brückenkreis besteht ein Brückengleichrichter sowohl die positiven als auch die negativen Halbzyklen von Wechselstrom und erzeugt einen glatteren, stabileren Gleichstromausgang.Die behobene DC -Spannung ist proportional zur Amplitude des ursprünglichen Signals und ermöglicht eine genaue Messung der Amplitude des modulierten Signals.

Brückengleichrichter sind in Amplitudenerkennungsschaltungen innerhalb von HF -Empfängern und -sendern von wesentlicher Bedeutung.Diese Schaltkreise überwachen die Signalstärke in Echtzeit und ermöglichen die erforderlichen Anpassungen für eine stabile und qualitativ hochwertige Signalübertragung.Sie sind auch in Audiogeräten wie Verstärkern und Lautstärkeregler und Schaltkreisen der Lautstärke verbreitet, bei denen die Erkennung der Amplitude eines Audiosignals dynamische Volumenanpassungen für ein verbessertes Hörerlebnis ermöglicht.

Um die Genauigkeit der Amplitudenerkennung zu verbessern, werden Brückengleichrichter häufig mit Filter- und Verstärkungsschaltungen kombiniert.Der Filterkreis glättet das gleichgemäße DC -Signal, indem sie Wellen entfernen, während der Verstärkerkreis die Signalamplitude erhöht, wodurch die Erkennungsempfindlichkeit und Genauigkeit verbessert wird.Diese Kombination arbeitet mit einer Vielzahl von Modulationssignalen und Frequenzen und bietet für viele Anwendungen zuverlässige technische Unterstützung.

Zusätzlich zu Kommunikations- und Audiogeräten werden in Radarsystemen auch Brückengleichrichter verwendet, um die Amplitude des Echosignals zu erkennen, wodurch die Entfernung und Größe des Ziels bestimmen.In medizinischen Geräten helfen sie, die Amplitude von Elektrokardiogramm -Signalen (EKG) zu erkennen und wertvolle Daten zur Diagnose von Krankheiten bereitzustellen.

Umwandlung von hoher Wechselstrom -Spannung mit niedriger Gleichstromspannung

Brückengleichrichter werden in der Leistungselektronik häufig verwendet, um eine hohe Wechselstromspannung für Anwendungen wie Leistungsadapter, industrielle Geräte und verschiedene elektronische Geräte in niedrige Gleichspannungen umzuwandeln.Gleichrichter gewährleisten den zuverlässigen Betrieb von Geräten, für die eine DC-Leistung mit niedriger Spannung erforderlich ist, indem sie den Hochspannungs-Wechselstrom aus der Hauptstromversorgung effizient umwandeln.

Der Brückengleichrichter verwendet mit vier Dioden, um eine Brückenschaltung zu bilden, um die beiden halben Zyklen der Eingangs-Wechselstromkraft zu korrigieren und sie in pulsierende Gleichstromleistung umzuwandeln.Obwohl diese pulsierende DC-Leistung einige Ripple enthält, erzeugt die anschließende Filterung und die Spannungsregulation eine stabile DC-Leistung mit niedriger Spannung.Filterkondensatoren glätten Spannungsschwankungen, während die Spannungsregulatoren sicherstellen, dass die Ausgangsspannung präzise ist und eine konsistente Geräteleistung garantiert.

Brückengleichrichter führen nicht nur eine Spannungsumwandlung durch, sondern schützen auch Schaltkreise.Beispielsweise kann in der Industrieausrüstung eine Hochspannungs-Wechselstrom über eine Überspannung stoßen, wenn sie in DC mit niedrigem Volt umgewandelt wird.Durch die Kombination von Gleichrichter mit Überspannungsschutzschaltungen und Sicherungen sorgt die Sicherheit der Ausrüstung.Wenn die Eingangsspannung einen sicheren Niveau überschreitet, senkt die Schutzkreis schnell die Leistung aus oder begrenzt den Strom, um Schäden zu vermeiden.

In Leistungsadaptern sind Brückengleichrichter wesentliche Komponenten.Beispielsweise verwenden Mobiltelefonladegeräte Brückengleichrichter um 220 V AC in DC, das dann gefiltert und zurückgetreten wird, um einen stabilen 5 -V- oder 9 -V -DC zum Aufladen auszugeben.Dieser Prozess sorgt für eine sichere, effiziente Lade und verlängert die Batterielebensdauer.

Industriegeräte benötigen häufig eine DC-Stromversorgung mit niedrigem Volksspannungsantrieb für interne Schaltkreise und Steuerungssysteme.Brückengleichrichter verwandeln Hochspannungs-Industrie-Wechselstrom in geeignetes DC mit niedrigem Volt-Volt-DC, um den normalen Betrieb von Geräten wie CNC-Werkzeugmaschinen und motorischen Steuerungssystemen sicherzustellen.Wärmeableitungen und Effizienz sind Herausforderungen bei der Umwandlung von Hochspannungs-Wechselstrom in DC.Da die Korrektur Wärme erzeugt, sind Brückengleichrichter häufig mit Kühlkörper oder aus hocheffizienten Halbleitermaterialien ausgestattet, um die Leistung und Haltbarkeit zu verbessern.

Brückengleichrichter vs. Halbwellengleichrichter

Brückengleichelemente und Halbwellengleichrichter sind häufige Gleichrichtertypen, unterscheiden sich jedoch stark in Konstruktion, Leistung und Anwendungen.Das Verständnis dieser Unterschiede kann Ihnen helfen, die am besten geeignete Korrekturlösung für eine Vielzahl von Anwendungen auszuwählen.

Brückengleichrichter

Ein Brückengleichrichter ist effizienter, da er die Leistung über den gesamten Wechselstromzyklus umwandelt.Es werden vier Dioden verwendet, die in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, sodass es sowohl die positiven als auch die negativen halben Zyklen des Wechselstromeingangs verarbeiten kann.Da die gesamte Eingangsspannung verwendet wird, ist die Ausgangsspannung höher.Wenn Sie einen Brückengleichrichter anschließen, können Sie den Effizienz sofort bemerken.Die Ausgangsspannung ist glatter und höher als die eines halben Wellengleichrichters.Diese Effizienz ist, warum Brückengleichrichter in leistungsstarken Stromversorgungen wie Leistungsadaptern, Schweißgeräten und industriellen Steuerungssystemen verwendet werden.Die stabile DC -Ausgabe macht es ideal für Anwendungen, die eine stabile Leistung erfordern.

Halbwellenrichter

Ein Halbwellengleichrichter ist einfacher und erfordert nur eine Diode für die grundlegende Korrektur.Es wird nur während des positiven Halbzyklus des Wechselstromeingangs durchgeführt, sodass der Strom nur während dieses Zeitraums passieren kann.Der negative Halbzyklus wird blockiert, was zu einem pulsierenden Gleichstromausgang führt, der nur den positiven Halbzyklusstrom enthält.Wenn Sie einen halben Wellengleichrichter verwenden, werden Sie seine Einfachheit feststellen.Es ist leicht eingerichtet, aber der Ausgang ist weniger effizient, mit einer niedrigeren Spannung und einer größeren Ripple.Dies macht es für Geräte mit geringer Leistung geeignet, die keine Hochleistungsqualität erfordern, wie einfache Ladegeräte und Signalverarbeitungsschaltungen mit geringer Leistung.

Vergleich und Anwendung

Effizienz und Stabilität: Brückengleichrichter bieten eine höhere Effizienz und Stabilität.Sie verwenden den vollen Wechselstromzyklus, was zu einem glatteren Gleichstromausgang mit minimaler Ripple führt.In Kombination mit einem Filterkreis wird die Welligkeit in der Ausgangsspannung weiter reduziert, was eine stabile und glatte Gleichspannung bietet.Dies macht sie für Anwendungen geeignet, die eine hohe Leistungsqualität erfordern.

Komplexität und Kosten: Brückengleichrichter sind im Bau komplexer und erfordern vier Dioden.Fortschritte in der Elektronik haben jedoch die Kosten und die Größe dieser Komponenten gesenkt, wodurch Brückengleichrichter leichter verfügbar sind.

Einfachheit und Kosteneffizienz: Halbwellengleichelemente sind einfach in der Konstruktion und kostengünstig, was sie für Anwendungen vorteilhaft macht, bei denen keine hohe Stromqualität wichtig ist.Sie sind ideal für kleine Schaltkreise mit geringer Leistung, wie z. B. solche in tragbaren Geräten oder kostengünstigen Elektronik.Obwohl sie eine geringere Effizienz und größere Spannungsschwankungen aufweisen, macht sie ihre Einfachheit für einige Verwendungen zu einer erschwinglichen Wahl.

Auswahl des richtigen Gleichrichters

Die Wahl zwischen einem Brückengleichrichter und einem halben Wellengleichrichter hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab.Für hohe Effizienz und stabile Ausgabe ist ein Brückengleichrichter die beste Wahl.Der Einfachheit halber und niedrig, insbesondere in Anwendungen mit geringer Leistung, kann ein halber Wellengleichrichter angemessener sein.

Vergleich von Brückengleichrichter und Wechselstromschaltern

Brückengleichelemente und Wechselstromschalter spielen unterschiedliche Rollen in der Leistungselektronik.Brückengleichrichter konvertieren den Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC), während Wechselstromschalter den Ein-Aus-Status einer Wechselstromkreis steuern.Das Verständnis ihrer Funktionen und Anwendungen trägt dazu bei, elektronische Geräte effektiv zu entwerfen und zu verwenden.

Brückengleichrichter

Ein Brückengleichrichter wandelt die positiven und negativen Halbzykle von AC in DC um.Dies wird unter Verwendung von vier Dioden erreicht, die abwechselnd leiten, um sicherzustellen, dass der Wechselstrom in eine einzelne Richtung fließt, was zu einem pulsierenden Gleichstromausgang führt.Wenn Sie Bridge -Gleichrichter verwenden, werden Sie feststellen, wie effizient sie Wechselstrom in DC über den gesamten Zyklus umwandeln.Die Ausgangsspannung ist höher und glatter, insbesondere in Kombination mit Filterkondensatoren und Spannungsregulatoren, die Schwankungen verringern und stabile Gleichströme liefern können.Diese Eigenschaften machen Brückengleichrichter ideal für Stromadapter, Schweißgeräte und industrielle Steuerungssysteme, bei denen eine stabile und zuverlässige Stromversorgung erforderlich ist.

Wechselstromschalter

Wechselstromschalter verwenden elektronische Schaltelemente wie Thyristoren, bidirektionale Thyristoren oder Festkörperrelais, um die Leitung und Trennung von AC-Schaltungen zu steuern.Bei AC -Schalter werden Sie feststellen, dass sie schnell reagieren, ein langes Lebensdauer haben und sehr zuverlässig sind.Sie können bei hohen Frequenzen arbeiten, wodurch sie für Anwendungen geeignet sind, für die häufige Umschaltungen wie Haushaltsgeräte, Beleuchtungssysteme und industrielle Automatisierungssteuerungen erforderlich sind.Sie verwalten effektiv die Leistungsverteilung und stellen sicher, dass Systeme sicher und effizient funktionieren.

Kombinierte Anwendungen

In einigen Systemen werden Bridge -Gleichrichter und Wechselstromschalter zusammen zur komplexen Stromverwaltung und -steuerung verwendet.Beispielsweise wandelt ein Brückengleichrichter in einem unterbrechungsfreien Stromversorgungssystem (UPS) -System die Eingangszusatzstrom in DC -Strom für Batteriespeicher und Wechselrichter um.Der Wechselstromschalter steuert den Stromschalter und sorgt für kontinuierliche Leistung während eines Hauptstromausfalls durch schnelles Umschalten auf eine Sicherungsstromquelle.Diese Kombination nutzt die Stärken beider Komponenten, um eine stabile und zuverlässige Leistungslösung bereitzustellen.

Entwurfsüberlegungen

Das Entwerfen und Auswahl eines Brückengleichrichters und eines Wechselstromschalters beinhaltet unterschiedliche Faktoren.Betrachten Sie für einen Brückengleichrichter die Eingangsspannung und die Stromspezifikationen, die Korrektureffizienz, das thermische Management und die physikalische Größe.Achten Sie bei Wechselstromschalter auf Spannungs- und Strombewertungen, Schaltgeschwindigkeit, Robustheit und elektromagnetische Kompatibilität.Ingenieure müssen die richtigen Komponenten basierend auf bestimmten Anwendungsanforderungen auswählen, um eine optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu erzielen.

Abschluss

Gleichrichter sind in elektronischen und Stromversorgungssystemen von großer Bedeutung.Egal, ob es sich um einen halben Wellengleichrichter, einen Vollwellenrichter oder einen Brückengleichrichter handelt, sie spielen alle eine Schlüsselrolle in verschiedenen Anwendungsszenarien.Brückengleichrichter werden aufgrund ihrer hohen Effizienz und Stabilität in großem Leistungsverbrauch, Schweißgeräten und industriellen Kontrollsystemen häufig eingesetzt.Halbwellengleichungsmittel sind aufgrund ihrer einfachen Struktur und niedrigen Kosten für elektronische Geräte mit geringer Leistung geeignet.Bei der Gestaltung und Auswahl von Gleichrichter müssen die Ingenieure Faktoren wie Eingangsspannung, Stromspezifikationen, Korrektureffizienz und thermisches Management gemäß den spezifischen Anwendungsanforderungen umfassend berücksichtigen, um eine optimale Leistung und Zuverlässigkeit sicherzustellen.Die Entwicklung und Anwendung von Gleichrichter verbessern nicht nur die Effizienz und Stabilität von elektronischen Geräten, sondern fördern auch den technologischen Fortschritt und die industrielle Verbesserung.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Was sind die Vorteile eines Brückengleichrichters?

Hocheffizienz: Brückengleichrichter wandeln beide Hälften des Wechselstromzyklus in DC um, wodurch sie effizienter als Halbwellengleichrichter, die nur die Hälfte des Wechselstromzyklus verwenden.Dies bedeutet, dass weniger Energie verschwendet wird und die Ladung mehr Leistung geliefert wird.

Höhere Ausgangsspannung: Da Brückengleichrichter die vollständige Wechselstromwellenform verwenden, ist die resultierende Gleichstromausgangsspannung im Vergleich zu Halbwellengleichrichter höher.Dies führt zu einer robusteren Netzteil.

Reduzierter Ripple: Der Vollwellenreparaturprozess erzeugt einen glatteren Gleichstromausgang mit weniger Rippeln (Schwankungen) im Vergleich zur Halbwellenreparatur.Dieser glattere Ausgang ist für empfindliche elektronische Geräte von entscheidender Bedeutung.

Zuverlässig und langlebig: Die Verwendung von vier Dioden in einer Brückenkonfiguration bietet eine bessere Zuverlässigkeit und Haltbarkeit.Auch wenn eine Diode fehlschlägt, kann die Schaltung dennoch funktionieren, jedoch mit einer verringerten Effizienz.

Keine Notwendigkeit für einen Transformator mit zentralem Tapped: Im Gegensatz zu Vollwellengleichrichter, für die ein Transformator mit zentralem Tapped erforderlich ist, benötigen Brückengleichelemente dies nicht, was das Design einfacher und oft billiger macht.

2. Warum werden vier Dioden in Brückengleichrichter verwendet?

Vollwellenberechnung: Der Hauptgrund für die Verwendung von vier Dioden ist die Erzielung der Vollwellenberechnung.Dies bedeutet, dass sowohl die positiven als auch die negativen Hälften des Wechselstromzyklus verwendet werden, was die Effizienz und die Ausgangsspannung des Gleichrichters erhöht.

Richtungssteuerung: Die Dioden sind in einer Brückenkonfiguration angeordnet, die den Stromfluss leitet.Während des positiven Halbzyklus des Wechselstromeingangs führen zwei der Dioden durch und lassen den Strom die Last in eine Richtung durchlaufen.Während des negativen Halbzyklus führen die beiden anderen Dioden durch, aber sie leiten den Strom immer noch durch die Last in die gleiche Richtung.Dies gewährleistet eine konsistente DC -Ausgabe.

Spannungsauslastung: Durch die Verwendung von vier Dioden kann der Brückengleichrichter die gesamte Wechselspannung verwenden, wodurch die Effizienz der Leistungsumwandlung maximiert wird.Jedes Diodenpaar leitet abwechselnd und stellt sicher, dass die Last immer ein unidirektionaler Strom sieht.

3. Was sind die Nachteile von Brückengleichrichter?

Spannungsabfall: Jede Diode im Brückengleichrichter führt einen kleinen Spannungsabfall (typischerweise 0,7 V für Siliziumdioden).Bei vier Dioden führt dies zu einem Gesamtspannungsabfall von etwa 1,4 V, wodurch die Ausgangsspannung geringfügig verringert wird.

Komplexität: Der Brückengleichrichter ist komplexer als ein einfacher Halbwellenrichter, da sie vier Dioden anstelle von einem benötigt.Dies kann die Komplexität des Schaltungsdesigns und der Baugruppe erhöhen.

Stromverlust: Der Spannungsabfall über die Dioden führt ebenfalls zu Stromverlust, was bei hochströmenden Anwendungen signifikant sein kann.Dies verringert die Gesamteffizienz der Stromversorgung.

Wärmeerzeugung: Der Stromverlust in den Dioden führt zur Wärmeerzeugung, die möglicherweise zusätzliche Kühlmaßnahmen wie Kühlkörper erfordern, um eine Überhitzung zu verhindern, insbesondere in Hochleistungsanwendungen.

4. Was passiert, wenn Sie DC in einen Brückengleichrichter stecken?

Keine Gleichberechtigung: Ein Brückengleichrichter ist so ausgelegt, dass Wechselstrom in DC umgewandelt wird, indem Strom durch die Dioden in eine Richtung gelangen kann.Wenn Sie DC auf den Eingang anwenden, wechselt oder korrigiert die Dioden den Strom nicht, da DC bereits unidirektional ist.

Spannungsabfall: Der Gleichstrom wird jeweils zwei Dioden durchlaufen (eine in jedem Bein der Brücke), was einen Spannungsabfall von ungefähr 1,4 V (0,7 V pro Diode) verursacht.Dies bedeutet, dass die Ausgangs -DC -Spannung geringfügig niedriger ist als die Eingangs -DC -Spannung.

Wärmeerzeugung: Der Strom, der durch die Dioden verläuft, erzeugt Wärme aufgrund der Leistungsdissipation (p = i²r).Diese Wärme kann signifikant werden, wenn der Eingangsstrom hoch ist, wodurch die Dioden potenziell beschädigt werden oder Wärmeableitungsmaßnahmen erforderlich sind.

Mögliche Überlastung: Wenn die angelegte Gleichspannung signifikant höher ist als die Nennspannung der Diode, kann sie einen Diodenabbruch verursachen, was zu einem Schaltungsausfall führt.Die ordnungsgemäßen Spannungsbewertungen müssen eingehalten werden, um Schäden zu vermeiden.