Vad är en Bridge Rectifier: Circuit Diagram & Its Working

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





Likriktarkretsen används för att omvandla växelströmmen (växelström) till likström (likström). Likriktare klassificeras huvudsakligen i tre typer, nämligen halvvågs-, fullvågs- ​​och brygglikriktare. Huvudfunktionen för alla dessa likriktare är densamma som omvandlingen av ström men de omvandlar inte strömmen effektivt från AC till DC. Centret tappade fullvågslikriktare liksom brygglikriktare omvandlar effektivt. En brygglikriktarkrets är en vanlig del av de elektroniska strömförsörjningarna. Många elektroniska kretsar kräver en rättad likström strömförsörjning för att driva de olika elektroniska baskomponenter från tillgänglig elnät. Vi hittar den här likriktaren i ett stort antal elektroniska enheter Nätaggregat som hushållsapparater , motorstyrenheter, moduleringsprocess, svetsapplikationer etc. Den här artikeln diskuterar en översikt över en brygglikriktare och dess funktion.

Vad är en Bridge Rectifier?

En brygglikriktare är en växelströmsomvandlare (växelström) till likström (likström) som rättar nätanslutningen till likströmsutgången. Bridge-likriktare används ofta i strömförsörjningar som tillhandahåller nödvändig likspänning för de elektroniska komponenterna eller enheterna. De kan konstrueras med fyra eller fler dioder eller andra styrda halvledarströmställare.




Brygglikriktare

Brygglikriktare

Beroende på kraven på belastningsström väljs en korrekt brygglikriktare. Komponenternas betyg och specifikationer, nedbrytningsspänning, temperaturintervall, övergående strömvärde, framåtström, monteringskrav och andra överväganden tas med i beräkningen när man väljer en likriktarströmförsörjning för en lämplig elektronisk kretsapplikation.



Konstruktion

Brolikriktarkonstruktionen visas nedan. Denna krets kan utformas med fyra dioder, nämligen D1, D2, D3 & D4 tillsammans med ett belastningsmotstånd (RL). Anslutningen av dessa dioder kan göras i ett slutet slingmönster för att omvandla AC (växelström) till DC (likström) effektivt. Den största fördelen med denna design är bristen på en exklusiv center-tappad transformator. Så storleken, såväl som kostnaden, kommer att minskas.

När ingångssignalen har applicerats över de två terminalerna som A & B kan o / p DC-signalen uppnås över RL. Här är belastningsmotstånd anslutet mellan två terminaler som C & D. Arrangemanget av två dioder kan göras på ett sådant sätt att elen kommer att ledas av två dioder under varje halvcykel. Paret av dioder som D1 & D3 leder elektrisk ström under den positiva halvcykeln. På samma sätt kommer D2- och D4-dioder att leda elektrisk ström under en negativ halvcykel.

Bridge Rectifier Circuit Diagram

Den huvudsakliga fördelen med brygglikriktaren är att den producerar nästan dubbelt utspänningen som i fallet med en fullvågslikriktare med en centraltappad transformator. Men den här kretsen behöver inte en centraltappad transformator så den liknar en låglikriktare.


Brygglikriktarens kretsschema består av olika stadier av enheter som en transformator, diodbro, filtrering och regulatorer. Generellt kallas alla dessa blockkombinationer a reglerad likströmsförsörjning som driver olika elektroniska apparater.

Det första steget i kretsen är en transformator som är en nedtrappningstyp som ändrar ingångsspänningens amplitud. De flesta av elektroniska projekt använd en 230 / 12V transformator för att stänga av nätströmmen 230V till 12V.

Bridge Rectifier Circuit Diagram

Bridge Rectifier Circuit Diagram

Nästa steg är en diod-brygglikriktare som använder fyra eller flera dioder beroende på typen av brygglikriktare. Att välja en viss diod eller någon annan omkopplingsenhet för en motsvarande likriktare behöver vissa överväganden av enheten som Peak Inverse Voltage (PIV), framström if, spänningsvärden, etc. Det är ansvarigt för att producera enkelriktad eller likström vid belastningen genom att leda en uppsättning dioder för varje halvcykel av insignalen.

Eftersom utgången efter diodbrolikriktarna är av pulserande natur, och för att producera den som en ren likström, är filtrering nödvändig. Filtrering utförs normalt med en eller flera kondensatorer anslutna över belastningen, som du kan se i figuren nedan där utjämning av vågen utförs. Denna kondensatorvärdering beror också på utspänningen.

Det sista steget i denna reglerade likströmsförsörjning är en spänningsregulator som håller utspänningen på en konstant nivå. Anta att mikrokontroller fungerar vid 5V DC, men utgången efter brygglikriktaren är cirka 16V, så för att minska denna spänning och för att upprätthålla en konstant nivå - oavsett spänningsförändringar på ingångssidan - är en spänningsregulator nödvändig.

Drift av brygglikriktare

Som vi diskuterade ovan består en enfas brygglikriktare av fyra dioder och denna konfiguration är ansluten över lasten. För att förstå brolikriktarens arbetsprincip måste vi överväga nedanstående krets för demonstrationsändamål.

Under den positiva halvcykeln för ingångs-AC-vågformsdioderna är D1 och D2 förspända framåt och D3 och D4 är bakåtförspända. När spänningen är mer än tröskelnivån för dioderna D1 och D2, börjar leda - lastströmmen börjar strömma genom den, som visas i banan för den röda linjen i diagrammet nedan.

Kretsdrift

Kretsdrift

Under den negativa halvcykeln för ingångs-AC-vågformen är dioderna D3 och D4 förspända framåt, och D1 och D2 är förspända bakåt. Lastströmmen börjar strömma genom D3- och D4-dioderna när dessa dioder börjar leda som visas i figuren.

Vi kan observera att i båda fallen är belastningsströmriktningen densamma, dvs upp till ner som visas i figuren - så enkelriktad, vilket betyder likström. Således omvandlas ingångsströmmen till en likström genom användning av en brygglikriktare. Utgången vid belastningen med denna bryggriktare är pulserande till sin natur, men för att producera en ren likström krävs ett extra filter som en kondensator. Samma operation gäller för olika brygglikriktare, men för kontrollerade likriktare tyristorer utlöser är nödvändigt för att driva strömmen för att ladda.

Typer av brygglikriktare

Brudlikriktare klassificeras i flera typer baserat på dessa faktorer: typ av försörjning, styrförmåga, brudkretskonfigurationer etc. Brolikriktare klassificeras huvudsakligen i en- och trefaslikriktare. Båda dessa typer klassificeras ytterligare i okontrollerade, halvstyrda och fullstyrda likriktare. Några av dessa typer av likriktare beskrivs nedan.

Enfas- och trefaslikriktare

Tillförseln, dvs. en enfas eller trefasförsörjning, avgör dessa likriktare. Enfas brygglikriktare består av fyra dioder för omvandling av växelström till likström, medan en trefaslikriktare använder sex dioder , som visas i figuren. Dessa kan åter vara okontrollerade eller kontrollerade likriktare beroende på kretskomponenter som dioder, tyristorer och så vidare.

Enfas- och trefaslikriktare

Enfas- och trefaslikriktare

Okontrollerade brygglikriktare

Denna brygglikriktare använder dioder för att korrigera ingången som visas i figuren. Eftersom dioden är en enkelriktad anordning som endast tillåter strömflödet i en riktning. Med denna konfiguration av dioder i likriktaren tillåter den inte att effekten varierar beroende på belastningskravet. Så den här typen av likriktare används i konstanta eller fasta strömförsörjningar .

Okontrollerade brygglikriktare

Okontrollerade brygglikriktare

Kontrollerad brygglikriktare

I denna typ av likriktare, AC / DC-omvandlare eller likriktare - istället för okontrollerade dioder används kontrollerade halvledarenheter som SCR, MOSFET, IGBT, etc. för att variera uteffekten vid olika spänningar. Genom att utlösa dessa enheter vid olika tillfällen ändras uteffekten vid belastningen på lämpligt sätt.

Kontrollerad brygglikriktare

Kontrollerad brygglikriktare

Bridge Rectifier IC

Brygglikriktaren som RB-156 IC-stiftkonfiguration diskuteras nedan.

Pin-1 (fas / linje): Detta är en AC-ingångsstift, där anslutning av fasledare kan göras från nätaggregatet mot denna fasstift.

Pin-2 (Neutral): Detta är AC-ingångsstiftet där anslutningen av neutralledningen kan göras från nätaggregatet till denna neutrala stift.

Pin-3 (Positiv): Detta är likströmsutgångsstiftet där likriktarens positiva likspänning erhålls från denna positiva stift

Stift-4 (negativ / mark): Detta är DC-utgångsstiftet där likriktarens jordspänning erhålls från denna negativa stift

Specifikationer

Underkategorierna för denna RB-15 Bridge-likriktare sträcker sig från RB15 till RB158. Av dessa likriktare är RB156 den mest använda. Specifikationerna för RB-156 brygglikriktare inkluderar följande.

  • O / p DC-ström är 1,5A
  • Den maximala backspänningen är 800V
  • Utgångsspänning: (√2 × VRMS) - 2 Volt
  • Den maximala ingångsspänningen är 560V
  • Spänningsfallet för varje brygga är 1V @ 1A
  • Överspänningsströmmen är 50 A.

Denna RB-156 används vanligtvis kompakt, billigt och enfas brygglikriktare. Denna IC har den högsta i / p växelspänningen som 560V, därför kan den användas för 1-fas nätförsörjning i alla länder. Den här likriktarens högsta likström är 1,5A. Denna IC är det bästa valet i projekten för omvandling av AC-DC och ger upp till 1,5A.

Brolikriktareegenskaper

Egenskaperna hos brygglikriktare inkluderar följande

  • Krusningsfaktor
  • Peak Inverse Voltage (PIV)
  • Effektivitet

Krusningsfaktor

Mätningen av utgångs-DC-signalens jämnhet med hjälp av en faktor kallas rippelfaktor. Här kan en jämn likströmssignal betraktas som o / p likströmssignal inklusive få krusningar medan en högpulserande likströmssignal kan betraktas som o / p inklusive hög krusning. Matematiskt kan det definieras som bråkdelen av krusningsspänningen och den rena likspänningen.

För en brygglikriktare kan krusningsfaktorn anges som

Γ = √ (Vrms2 / VDC) −1

Rippelfaktorvärdet för brygglikriktaren är 0,48

PIV (Peak Inverse Voltage)

Den inverterade toppspänningen eller PIV kan definieras som det högsta spänningsvärdet som kommer från dioden när den är ansluten i omvänd förspänning under hela den negativa halvcykeln. Bryggkretsen innehåller fyra dioder som D1, D2, D3 & D4.

I den positiva halvcykeln är de två dioderna som D1 & D3 i ledande läge medan båda D2 & D4-dioderna är i icke-ledande position. På samma sätt, i den negativa halvcykeln, är dioderna som D2 & D4 i ledande position, medan dioderna som D1 & D3 är i det icke-ledande läget.

Effektivitet

Likriktarens effektivitet avgör huvudsakligen hur väl likriktaren ändrar växelström (växelström) till likström (likström). Likriktarens effektivitet kan definieras eftersom det är förhållandet mellan DC o / p-effekten och AC i / p-effekten. Brygglikriktarens maximala verkningsgrad är 81,2%.

η = DC o / p Effekt / AC i / p Effekt

Bridge Rectifier Waveform

Från kretsschemat för brygglikriktaren kan vi dra slutsatsen att strömflödet över belastningsmotståndet är lika under de positiva och de negativa halvcyklerna. Polariteten för o / p DC-signalen kan vara antingen helt positiv, annars annars negativ. I det här fallet är det helt positivt. När diodens riktning är omvänd kan en fullständig negativ likspänning uppnås.

Därför tillåter denna likriktare strömflödet genom både cyklerna för positiv såväl som negativ för i / p växelsignalen. Brolikriktarens utgångsvågformer illustreras nedan.

Varför kallas det Bridge Rectifier?

Jämfört med andra likriktare är detta den mest effektiva typen av likriktarkrets. Detta är en typ av fullvågslikriktare, som namnet antyder använder denna likriktare fyra dioder som är anslutna i bryggformen. Så den här typen av likriktare heter en brygglikriktare.

Varför använder vi 4 dioder i Bridge Rectifier?

I brygglikriktaren används fyra dioder för att utforma kretsen som möjliggör fullvågslikriktning utan att använda en centraltappad transformator. Denna likriktare används huvudsakligen för att tillhandahålla fullvågslikriktning i de flesta applikationer.

Arrangemanget av fyra dioder kan göras inom en sluten krets för att effektivt växla växelström till likström. Den huvudsakliga fördelen med detta arrangemang är att den centrala transformatorn inte existerar så att storleken och kostnaden kommer att minskas.

Fördelar

Fördelarna med brygglikriktare inkluderar följande.

  • Riktningseffektiviteten för en fullvågslikriktare är dubbelt så hög som för en halvvågslikriktare.
  • Den högre utspänningen, högre uteffekt och högre transformatorutnyttjande faktor i händelse av en fullvågslikriktare.
  • Rippelspänningen är låg och av högre frekvens, i händelse av fullvågslikriktare så enkel filterkrets krävs
  • Ingen mittkran krävs i transformatorns sekundär, så i fallet med en brygglikriktare är den transformator som krävs enklare. Om det inte krävs att man stärker eller stänger av spänningen kan transformatorn elimineras till och med.
  • För en given effekt kan en transformator av mindre storlek användas i fallet med brygglikriktaren eftersom strömmen i både primär- och sekundärlindningar hos matningstransformatorn flödar under hela växelströmscykeln.
  • Rektifieringseffektiviteten är dubbelt jämfört med en halvvågslikriktare
  • Den använder enkla filterkretsar för hög frekvens och låg rippelspänning
  • TUF är högre jämfört med en center-tappad likriktare
  • Center kran transformator är inte nödvändigt

Nackdelar

Nackdelarna med brygglikriktaren inkluderar följande.

  • Det kräver fyra dioder.
  • Användningen av två extra dioder orsakar ett ytterligare spänningsfall, vilket minskar utspänningen.
  • Denna likriktare behöver fyra dioder, så likriktarens kostnad blir hög.
  • Kretsen är inte lämplig när en liten spänning är nödvändig för att rättas till, eftersom de två dioderna kan göras i serie och ger ett dubbelt spänningsfall på grund av deras inre motstånd.
  • Dessa kretsar är mycket komplexa
  • Jämfört med den likriktare som är centrerad med kranar har brygglikriktaren mer strömförlust.

En applikation - Konvertera växelström till DC med en Bridge-likriktare

Reglerad likströmsförsörjning krävs ofta för många elektroniska applikationer. Ett av de mest tillförlitliga och bekväma sätten är att omvandla den tillgängliga växelströmsnätet till likströmsförsörjning. Denna omvandling av växelströmssignalen till likströmssignalen görs med hjälp av en likriktare, som är ett system av dioder. Det kan vara en halvvågslikriktare som endast korrigerar hälften av växelströmssignalen eller en fullvågslikriktare som korrigerar båda cyklerna för växelsignalen. Fullvågslikriktaren kan vara en likriktare med mittuttag bestående av två dioder eller en brygglikriktare bestående av fyra dioder.

Här demonstreras brygglikriktaren. Arrangemanget består av 4 dioder anordnade så att anoderna för två angränsande dioder är anslutna för att ge den positiva matningen till utgången och katoderna för de andra två angränsande dioderna är anslutna för att ge den negativa matningen till utgången. Anoden och katoden hos de andra två angränsande dioderna är anslutna till det positiva av växelströmstillförseln medan anoden och katoden för ytterligare två intilliggande dioder är anslutna till det negativa av växelströmstillförseln. Således är 4 dioder anordnade i en bryggkonfiguration så att i varje halvcykel leder två alternativa dioder som producerar en likspänning med avstötningar.

Den givna kretsen består av ett brygglikriktararrangemang vars oreglerade DC-utgång ges till en elektrolytkondensator genom ett strömbegränsande motstånd. Spänningen över kondensatorn övervakas med en voltmeter och fortsätter att öka när kondensatorn laddas tills spänningsgränsen nås. När en belastning är ansluten över kondensatorn urladdas kondensatorn för att ge den nödvändiga ingångsströmmen till lasten. I detta fall är en lampa ansluten som en last.

En reglerad likströmsförsörjning

En reglerad likströmsförsörjning består av följande komponenter:

  • En nedåtgående transformator för att konvertera högspänning AC till lågspänning AC.
  • En brygglikriktare för att omvandla växelströmmen till pulserande likström.
  • En filterkrets som består av en kondensator för att ta bort AC-krusningarna.
  • En regulator IC 7805 för att få reglerad likspänning på 5 V.

Stegtransformatorn omvandlar nätströmmen på 230V till 12V AC. Denna 12V växelström appliceras på brygglikriktaren så att de alternativa dioderna leder för varje halvcykel och producerar en pulserande likspänning bestående av växelström. En kondensator ansluten över utgången tillåter växelströmssignalen att passera genom den och blockerar likströmssignalen och fungerar därmed som ett högpassfilter. Utgången över kondensatorn är således en oreglerad filtrerad DC-signal. Denna utgång kan användas för att köra elektriska komponenter som reläer, motorer etc. En regulator IC 7805 är ansluten till filterutgången. Det ger en konstant reglerad utgång på 5V som kan användas för att ge ingång till många elektroniska kretsar och enheter som transistorer, mikrokontroller etc. Här används 5V för att förspänna en LED genom ett motstånd.

Det här handlar om brolikriktare teori dess typer, kretsar och arbetsprinciper. Vi hoppas att denna hälsosamma fråga om detta ämne kommer att vara till hjälp för att bygga elever eller elektroniska projekt samt iakttagande av olika elektroniska apparater eller apparater. Vi uppskattar din stora uppmärksamhet och fokuserar på den här artikeln. Skriv därför till oss för att välja önskade komponentbetyg i denna brygglikriktare för din applikation och för annan teknisk vägledning.

Nu hoppas vi att du har en uppfattning om begreppet brygglikriktare och dess tillämpningar om ytterligare frågor om detta ämne eller begreppet elektriska och elektroniska projekt lämnar kommentarerna i avsnittet nedan.

Fotokrediter: