Mis on silla alaldi: vooluringi skeem ja selle töö

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Alaldi vooluahelat kasutatakse vahelduvvoolu (vahelduvvoolu) muundamiseks alalisvooluks (alalisvooluks). Alaldid liigitatakse peamiselt kolme tüüpi, nimelt poollaine-, täislaine- ja sillalaldid. Kõigi nende alaldite põhifunktsioon on sama, mis voolu teisendamine, kuid need ei muuda efektiivselt vahelduvvoolu alalisvooluks. Nii keskel koputatud täislaine alaldi kui ka sillalaldi muundavad tõhusalt. Silla alaldi vooluahel on elektrooniliste toiteallikate tavaline osa. Palju elektroonilised ahelad nõuda alaldatud alalisvoolu toiteallikas erinevate toiteallikate jaoks elektroonilised põhikomponendid saadaolevast vahelduvvooluvõrgust. Leiame selle alaldi väga erinevatest elektroonikatest Vahelduvvooluseadmed nagu kodumasinad , mootori kontrollerid, modulatsiooniprotsess, keevitusrakendused jne. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet silla alaldist ja selle tööst.

Mis on silla alaldi?

Silla alaldi on vahelduvvoolu (alalisvoolu) muundur, mis alaldab võrgu vahelduvvoolu sisendi alalisvoolu väljundiks. Silla alaldeid kasutatakse laialdaselt toiteallikates, mis tagavad elektrooniliste komponentide või seadmete jaoks vajaliku alalispinge. Neid saab valmistada nelja või enama dioodi või mis tahes muu juhitava tahkislülitiga.






Silla alaldi

Silla alaldi

Sõltuvalt koormusvoolunõuetest valitakse sobiv silla alaldi. Komponentide nimiväärtusi ja spetsifikatsioone, purunemispinge, temperatuurivahemikke, siirdevoolu nimiväärtust, ettepoole suunatud voolutugevust, paigaldusnõudeid ja muid kaalutlusi võetakse arvesse alaldi toiteallika valimisel asjakohase elektroonilise vooluahela rakenduse jaoks.



Ehitus

Silla alaldi konstruktsioon on näidatud allpool. Selle vooluahela saab konstrueerida nelja dioodiga, nimelt D1, D2, D3 ja D4 koos koormustakistiga (RL). Nende dioodide ühendamist saab teha suletud ahelaga, et muuta vahelduvvool (vahelduvvool) efektiivseks alalisvooluks. Selle disaini peamine eelis on eksklusiivse keskeltkraaniga trafo puudumine. Seega vähendatakse nii suurust kui ka kulusid.

Kui sisendsignaal on viidud üle kahe klemmi, nagu A ja B, saab o / p alalisvoolu signaali saavutada üle RL. Siin on koormustakisti ühendatud kahe klemmi vahel, näiteks C ja D. Kahe dioodi saab paigutada nii, et elektrit juhiks kaks dioodi kogu pooltsükli vältel. Dioodide paarid nagu D1 ja D3 juhivad elektrivoolu kogu positiivse poolperioodi vältel. Samamoodi juhivad D2 ja D4 dioodid elektrivoolu kogu negatiivse poolperioodi vältel.

Silla alaldi vooluahela skeem

Sillaalaldi peamine eelis on see, et see toodab peaaegu kahekordse väljundpinge nagu kesklaine trafot kasutava täislainealaldi korral. Kuid see vooluring ei vaja tsentraalset trafot, nii et see sarnaneb odava alaldiga.


Silla alaldi elektriskeem koosneb mitmesugustest seadmete etappidest, nagu trafo, dioodsild, filtreerimine ja regulaatorid. Üldiselt nimetatakse kõiki neid plokkide kombinatsioone a reguleeritud alalisvoolu toiteallikas mis toidab mitmesuguseid elektroonikaseadmeid.

Vooluahela esimene etapp on trafo, mis on astmeline tüüp, mis muudab sisendpinge amplituudi. Enamik elektroonilised projektid kasutage 230 / 12V trafot, et vähendada vahelduvvooluvõrgu 230 V kuni 12 V vahelduvvoolu toiteallikat.

Silla alaldi vooluahela skeem

Silla alaldi vooluahela skeem

Järgmine etapp on dioodsilla alaldi, mis kasutab nelja või enamat dioodi, sõltuvalt sillaalaldi tüübist. Konkreetse dioodi või muu lülitusseadme valimine vastava alaldi jaoks vajab seadet mõningate kaalutlustega, nagu tipp-pöördpinge (PIV), eesvool If, pinge nimiväärtused jne. See vastutab koormusel ühesuunalise või alalisvoolu tekitamise eest dioodide komplekt sisendsignaali iga poole tsükli kohta.

Kuna dioodsilla alaldite järgne väljund on pulseeriva iseloomuga ja selle tootmiseks puhta alalisvooluna on vajalik filtreerimine. Filtreerimine toimub tavaliselt ühe või enama abil kondensaatorid ühendatud koormus, nagu võite näha alloleval joonisel, kus laine silutakse. See kondensaatori nimiväärtus sõltub ka väljundpingest.

Selle reguleeritud alalisvoolu toite viimane etapp on pinge regulaator, mis hoiab väljundpinge konstantsel tasemel. Oletame töötab mikrokontroller 5 V alalisvoolul, kuid sillaalaldi järgne väljund on umbes 16 V, nii et selle pinge vähendamiseks ja püsiva taseme säilitamiseks - olenemata pingemuutustest sisendpoolel - on vajalik pinge regulaator.

Silla alaldi töö

Nagu me eespool arutlesime, koosneb ühefaasiline sillalaldi neljast dioodist ja see konfiguratsioon on ühendatud kogu koormusega. Silla alaldi tööpõhimõtte mõistmiseks peame tutvustamiseks arvestama allpool toodud vooluringiga.

Sisend-vahelduvvoolu dioodide positiivse pooltsükli ajal on D1 ja D2 ettepoole suunatud ning D3 ja D4 vastupidised. Kui pinge, rohkem kui dioodide künnise tase D1 ja D2, hakkavad juhtima - koormusvool hakkab sellest läbi voolama, nagu on näidatud punase joone teele alloleval diagrammil.

Ahela töö

Ahela töö

Sisendi vahelduvvoolu lainekuju negatiivse pooltsükli ajal on dioodid D3 ja D4 ettepoole kallutatud ning D1 ja D2 vastupidised. D3 ja D4 dioodide kaudu hakkab koormusvool voolama, kui need dioodid hakkavad juhtima, nagu on näidatud joonisel.

Me võime täheldada, et mõlemal juhul on koormusvoolu suund sama, st üles-alla, nagu joonisel näidatud - nii ühesuunaline, mis tähendab alalisvoolu. Seega muundatakse silla alaldi abil sisend-alalisvool alalisvooluks. Selle sillalainealaldiga koormuse väljund on oma olemuselt pulseeriv, kuid puhta alalisvoolu tootmiseks on vaja täiendavat filtrit nagu kondensaator. Sama toimingut saab rakendada erinevate sillaalaldite puhul, kuid juhitavate alaldite puhul türistorid käivitavad on vajalik voolu laadimiseks.

Silla alaldite tüübid

Pruutalaldid klassifitseeritakse nende tegurite põhjal mitut tüüpi: tarnimise tüüp, juhtimisvõimalus, pruudi vooluringi konfiguratsioonid jne. Silla alaldid liigitatakse peamiselt ühe- ja kolmefaasilisteks alalditeks. Mõlemad need tüübid klassifitseeritakse täiendavalt kontrollimatuteks, pooljuhitavateks ja täielikult kontrollitavateks alalditeks. Mõnda sellist tüüpi alaldit on kirjeldatud allpool.

Ühefaasilised ja kolmefaasilised alaldid

Varustuse olemus, s.t ühefaasiline või kolmefaasiline toide otsustab nende alaldite üle. Ühefaasiline sillalaldi koosneb neljast dioodist vahelduvvoolu muundamiseks alalisvooluks, kusjuures a kolmefaasiline alaldi kasutab kuut dioodi , nagu on näidatud joonisel. Need võivad olla jällegi kontrollimatud või juhitavad alaldid, sõltuvalt vooluahela komponentidest nagu dioodid, türistorid jne.

Ühefaasilised ja kolmefaasilised alaldid

Ühefaasilised ja kolmefaasilised alaldid

Kontrollimatud sildalaldid

See sillalaldi kasutab dioodi sisendi parandamiseks, nagu on näidatud joonisel. Kuna diood on ühesuunaline seade, mis võimaldab voolu voolata ainult ühes suunas. Selle dioodide konfiguratsiooni abil alaldis ei võimalda see võimsust varieeruda sõltuvalt koormuse nõudest. Nii et seda tüüpi alaldit kasutatakse aastal pidevad või püsivad toiteallikad .

Kontrollimatud sildalaldid

Kontrollimatud sildalaldid

Kontrollitud silla alaldi

Seda tüüpi alaldi puhul AC / DC muundur või alaldi - kontrollimatute dioodide asemel kasutatakse väljundvõimsuse muutmiseks erinevatel pingetel juhitavaid tahkis-seadmeid nagu SCR, MOSFET, IGBT jne. Neid seadmeid erinevatel hetkedel käivitades muudetakse koormuse väljundvõimsust asjakohaselt.

Kontrollitud silla alaldi

Kontrollitud silla alaldi

Silla alaldi IC

Silla alaldit, nagu RB-156 IC tihvti konfiguratsiooni, käsitletakse allpool.

Pin-1 (faas / joon): See on vahelduvvoolu sisendpistik, kus faasijuhtme saab ühendada vahelduvvoolu toiteallikast selle faasinõela suunas.

Pin-2 (neutraalne): See on vahelduvvoolu sisendpistik, kus nulljuhtme saab ühendada vahelduvvoolu toiteallikast selle neutraalse tihvti külge.

Pin-3 (positiivne): See on alalisvoolu väljundpistik, kus alaldi positiivne alalispinge saadakse sellest positiivsest tihvtist

Pin-4 (negatiivne / maandatud): See on alalisvoolu väljundpistik, kus alaldi maanduspinge saadakse sellest negatiivsest tihvtist

Spetsifikatsioonid

Selle alaldi RB-15 silla alamkategooriad on vahemikus RB15 kuni RB158. Nendest alalditest on RB156 kõige sagedamini kasutatav. RB-156 silla alaldi spetsifikatsioonid sisaldavad järgmist.

  • O / p alalisvool on 1,5 A
  • Maksimaalne pöördpinge on 800 V
  • Väljundpinge: (√2 × VRMS) - 2 volti
  • Maksimaalne sisendpinge on 560V
  • Iga silla pingelangus on 1 V @ 1 A
  • Paisuvool on 50A

Tavaliselt kasutatakse seda RB-156 kompaktset, odavat ja ühefaasilist sildalaldit. Sellel IC-l on kõrgeim i / p vahelduvvoolu pinge, näiteks 560V, seetõttu saab seda kasutada ühefaasiliseks toiteallikaks kõigis riikides. Selle alaldi suurim alalisvool on 1,5 A. See IC on parim valik AC-DC muundamise projektides ja pakub kuni 1,5A.

Silla alaldi omadused

Silla alaldi omadused hõlmavad järgmist

  • Ripple Factor
  • Pöördpinge (PIV)
  • Tõhusus

Ripple Factor

Väljuva alalisvoolu signaali sujuvuse mõõtmist teguri abil nimetatakse pulsatsiooniteguriks. Siinkohal võib sujuvat alalisvoolu signaali pidada o / p alalisvoolu signaaliks, mis sisaldab vähe lainetusi, samas kui kõrge pulseeriva alalisvoolu signaali võib pidada o / p hulka, mis sisaldab suuri lainetusi. Matemaatiliselt saab seda määratleda pulsatsioonipinge ja puhta alalisvoolu pinge osana.

Silla alaldi puhul võib pulsatsiooniteguri anda järgmiselt

Γ = √ (Vrms2 / VDC) −1

Silla alaldi pulsatsiooniteguri väärtus on 0,48

PIV (tipp-pöördpinge)

Pöördpinge tippväärtust või PIV-i saab määratleda kui suurimat pinge väärtust, mis tuleb dioodilt, kui see on ühendatud negatiivse poolperioodi vältel vastupidises eelpinges. Sildahel sisaldab nelja dioodi nagu D1, D2, D3 ja D4.

Positiivses pooltsüklis on kaks dioodi nagu D1 ja D3 juhtivas asendis, samas kui mõlemad D2 ja D4 dioodid on mittejuhtivas asendis. Samamoodi on negatiivses pooltsüklis dioodid nagu D2 ja D4 juhtivas asendis, samas kui dioodid nagu D1 ja D3 on mittejuhtivas asendis.

Tõhusus

Alaldi efektiivsus otsustab peamiselt selle, kuidas alaldi vahelduvvoolu (vahelduvvoolu) alalisvooluks (alalisvooluks) muudab. Alaldi efektiivsust saab määratleda, kuna see on DC o / p võimsuse ja AC i / p võimsuse suhe. Silla alaldi maksimaalne kasutegur on 81,2%.

η = alalisvoolu o / p võimsus / vahelduvvoolu i / p võimsus

Silla alaldi lainekuju

Silla alaldi vooluringi skeemi põhjal võime järeldada, et kogu voolutakisti voolu vool on positiivsete ja negatiivsete pooltsüklite vältel võrdne. O / p alalisvoolu signaali polaarsus võib olla täiesti positiivne, muidu negatiivne. Sel juhul on see täiesti positiivne. Kui dioodi suund on ümber pööratud, võib saavutada täieliku negatiivse alalispinge.

Seetõttu võimaldab see alaldi voolu voolata nii positiivse kui ka negatiivse tsükli jooksul nii i / p vahelduvvoolu signaali suhtes. Silla alaldi väljundlaine kuju on illustreeritud allpool.

Miks seda nimetatakse silla alaldiks?

Võrreldes teiste alalditega on see kõige tõhusam alaldi ahelatüüp. See on täislaine alaldi tüüp, kuna nime järgi võib see alaldi kasutada nelja dioodi, mis on ühendatud silla kujul. Nii et sellist alaldit nimetatakse sildalaldiks.

Miks kasutame silla alaldis 4 dioodi?

Silla alaldis kasutatakse vooluahela kujundamiseks nelja dioodi, mis võimaldab täislaine alaldust ilma keskelt koputatavat trafot kasutamata. Seda alaldit kasutatakse peamiselt täieliku laine alalduse pakkumiseks enamikus rakendustes.

Nelja dioodi võib paigutada suletud ahelaga, et muuta vahelduvvool tõhusaks alalisvooluks. Selle korralduse peamine eelis on keskelt puudutava trafo puudumine, nii et suurust ja maksumust vähendatakse.

Eelised

Silla alaldi eelised hõlmavad järgmist.

  • Täislaine alaldi alaldustõhusus on poollaine alaldi omast kahekordne.
  • Suurem väljundpinge, suurem väljundvõimsus ja suurem trafo kasutustegur täislaine alaldi korral.
  • Ripple pinge on madal ja suurema sagedusega, täislainealaldi korral on vaja nii lihtsat filtreerimisahelat
  • Trafo sekundaarses keskkraan pole vajalik, nii et sillalaldi korral on vajalik trafo lihtsam. Kui pinge suurendamine või vähendamine pole vajalik, saab trafo isegi kõrvaldada.
  • Antud väljundvõimsuse korral saab silla alaldi korral kasutada väiksema suurusega trafot, kuna toitetrafo nii primaar- kui ka sekundaarmähistes voolab vool kogu vahelduvvoolutsükli vältel.
  • Alaldustõhusus on poollaine alaldiga võrreldes kahekordne
  • See kasutab kõrgsageduse ja väikese pulsatsioonipinge jaoks lihtsaid filtrilülitusi
  • TUF on kõrgem kui keskel koputatud alaldi
  • Tsentraaltrafo pole vajalik

Puudused

Silla alaldi puudused hõlmavad järgmist.

  • See nõuab nelja dioodi.
  • Kahe lisadioodi kasutamine põhjustab täiendava pingelanguse, vähendades seeläbi väljundpinget.
  • See alaldi vajab nelja dioodi, seega on alaldi maksumus kõrge.
  • Vooluring ei ole sobiv, kui on vaja väikese pinge kõrvaldamist, kuna kahte dioodi saab ühendada järjestikku ja see annab topeltpinge languse nende sisemise takistuse tõttu.
  • Need vooluringid on väga keerulised
  • Võrreldes keskelt koputatava alaldiga on silla alaldi võimsuskadu suurem.

Rakendus - vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks silla alaldi abil

Reguleeritud alalisvooluallikat on sageli vaja paljude elektrooniliste rakenduste jaoks. Üks usaldusväärsemaid ja mugavamaid viise on olemasoleva vahelduvvoolu toiteallika muundamine alalisvoolu toiteks. See vahelduvvoolu signaali muundamine alalisvoolu signaaliks toimub alaldi abil, mis on dioodide süsteem. See võib olla poollaine alaldi, mis parandab ainult poole vahelduvvoolu signaalist, või täislainealaldi, mis parandab vahelduvvoolu signaali mõlemad tsüklid. Täislaine alaldi võib olla kahest dioodist koosnev keskel koputatud alaldi või neljast dioodist koosnev sillalaldi.

Siin näidatakse silla alaldit. See seade koosneb neljast dioodist, mis on paigutatud nii, et kahe kõrvuti asetseva dioodi anoodid on ühendatud, et anda väljundile positiivne toiteallikas, ja ülejäänud kahe külgneva dioodi katoodid on ühendatud, et anda väljundile negatiivne toiteallikas. Kahe ülejäänud külgneva dioodi anood ja katood on ühendatud vahelduvvoolu toite positiivsega, teise kahe külgneva dioodi anood ja katood aga vahelduvvoolu toite negatiivsega. Seega on 4 dioodi paigutatud silla konfiguratsioonis nii, et igas pooltsüklis juhivad kaks alternatiivset dioodi, tekitades tõrjuritega alalispinge.

Antud vooluahel koosneb silla alaldi paigutusest, mille reguleerimata alalisvoolu väljund antakse elektrolüüdi kondensaatorile läbi voolu piirava takisti. Kondensaatori pinget jälgitakse voltmeetri abil ja see kasvab, kui kondensaator laeb, kuni pingepiir on saavutatud. Kui üle kondensaatori on ühendatud koormus, tühjeneb kondensaator, et tagada koormusele vajalik sisendvool. Sellisel juhul on lamp ühendatud koormana.

Reguleeritud alalisvooluallikas

Reguleeritud alalisvooluallikas koosneb järgmistest komponentidest:

  • Astmelülitrafo kõrgepinge vahelduvvoolu muundamiseks madalpinge vahelduvvooluks.
  • Silla alaldi vahelduvvoolu muundamiseks pulseerivaks alalisvooluks.
  • Kondensaatorist koosnev filtriahel vahelduvvoolu lainete eemaldamiseks.
  • Regulaator IC 7805 reguleeritud alalispinge 5 V saamiseks.

Astmelise trafo abil saab 230 V vahelduvvoolu 12 V vahelduvvoolu. See 12 V vahelduvvool rakendatakse silla alaldiseadmele nii, et asendusdioodid juhivad iga pooltsükli kohta, tekitades pulseerivat alalisvoolu pinget, mis koosneb vahelduvvoolu pulsatsioonidest. Üle väljundi ühendatud kondensaator võimaldab vahelduvvoolu signaalil seda läbida ja blokeerib alalisvoolu signaali, toimides seega ülipääsfiltrina. Kondensaatori väljund on seega reguleerimata filtreeritud alalisvoolu signaal. Seda väljundit saab kasutada juhtimiseks elektrilised komponendid nagu releed, mootorid jne. Filtri väljundiga on ühendatud regulaator IC 7805. See annab pideva reguleeritud 5 V väljundi, mida saab kasutada paljude elektrooniliste vooluahelate ja seadmete nagu transistorid, mikrokontrollerid jne sisendi andmiseks. Siin kasutatakse 5 V-d takisti kaudu LED-i kallutamiseks.

See kõik on seotud silla alaldi teooria selle tüübid, vooluring ja tööpõhimõtted. Loodame, et sellest tervislikust teemast selles küsimuses on abi ehitamisel õpilaste elektroonika või elektriprojektid samuti erinevate elektroonikaseadmete või -seadmete vaatlemisel. Hindame teie suurt tähelepanu ja keskendumist sellele artiklile. Seetõttu kirjutage palun meile, kuidas valida selles sillalaldis oma rakenduse jaoks vajalikud komponendid ja muud tehnilised juhised.

Nüüd loodame, et teil on aimu silla alaldi kontseptsioonist ja selle rakendustest, kui sellel teemal või elektri- ja elektroonikaprojektide kontseptsioonil lisaküsimused jätavad kommentaarid allpool toodud jaotises.

Foto autorid: