Litar penerus digunakan untuk menukar AC (Arus Batal) menjadi DC (Arus Langsung). Penyearah terutamanya diklasifikasikan kepada tiga jenis iaitu penyearah separuh gelombang, gelombang penuh, dan penyearah jambatan. Fungsi utama semua penyearah ini sama dengan penukaran arus tetapi mereka tidak menukar arus dari AC ke DC dengan cekap. Penyearah gelombang penuh yang diketuk tengah serta penyearah jambatan menukar dengan cekap. Litar penerus jambatan adalah bahagian biasa dari bekalan kuasa elektronik. Banyak litar elektronik memerlukan DC yang diperbetulkan bekalan kuasa kerana menghidupkan pelbagai komponen asas elektronik dari bekalan utama AC yang ada. Kita boleh mendapatkan penerus ini dalam pelbagai jenis elektronik Peranti kuasa AC seperti perkakas rumah , pengawal motor, proses modulasi, aplikasi kimpalan, dan lain-lain Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan penerus jambatan dan cara kerjanya.

Apa itu Bridge Rectifier?

Penyearah Bridge adalah penukar arus bolak-balik (AC) ke arus terus (DC) yang membetulkan input AC utama ke output DC. Bridge Rectifier digunakan secara meluas dalam bekalan kuasa yang menyediakan voltan DC yang diperlukan untuk komponen atau peranti elektronik. Mereka boleh dibina dengan empat atau lebih diod atau suis keadaan pepejal yang lain.

Penyearah Jambatan

Bergantung pada keperluan arus beban, penyearah jambatan yang betul dipilih. Peringkat dan spesifikasi komponen, voltan kerosakan, julat suhu, penarafan arus sementara, penarafan arus hadapan, keperluan pemasangan, dan pertimbangan lain diambil kira semasa memilih bekalan kuasa penerus untuk aplikasi litar elektronik yang sesuai.

“pencahayaan inframerah untuk penglihatan malam ”

Pembinaan

Pembinaan penerus jambatan ditunjukkan di bawah. Litar ini boleh dirancang dengan empat diod iaitu D1, D2, D3 & D4 bersama dengan perintang beban (RL). Sambungan dioda ini dapat dilakukan dalam pola gelung tertutup untuk menukar AC (arus bolak-balik) ke DC (Arus Langsung) dengan cekap. Manfaat utama reka bentuk ini adalah kekurangan pengubah pusat yang diketuk eksklusif. Jadi, saiz, serta kos, akan dikurangkan.

Setelah isyarat input diterapkan di kedua terminal seperti A & B maka isyarat DC o / p dapat dicapai melintasi RL. Di sini perintang beban disambungkan di antara dua terminal seperti C & D. Susunan dua dioda boleh dibuat sedemikian rupa sehingga elektrik akan dikendalikan oleh dua diod sepanjang setiap separuh kitaran. Pasangan diod seperti D1 & D3 akan mengalirkan arus elektrik sepanjang separuh kitaran positif. Begitu juga, diod D2 & D4 akan mengalirkan arus elektrik sepanjang separuh kitaran negatif.

Gambarajah Litar Rectifier Bridge

Kelebihan utama penerus jambatan ialah ia menghasilkan voltan keluaran hampir dua kali ganda seperti halnya penerus gelombang penuh menggunakan transformer yang diketuk tengah. Tetapi litar ini tidak memerlukan transformer yang diketuk tengah sehingga menyerupai penerus kos rendah.

Gambarajah litar penyearah jambatan terdiri daripada pelbagai peringkat peranti seperti transformer, Diode Bridge, filtering, dan regulator. Secara amnya, semua gabungan blok ini disebut a bekalan kuasa DC terkawal yang memberi kuasa kepada pelbagai peralatan elektronik.

Tahap pertama litar adalah transformer yang merupakan jenis step-down yang mengubah amplitud voltan input. Kebanyakannya projek elektronik gunakan transformer 230 / 12V untuk menurunkan bekalan elektrik AC 230V hingga 12V AC.

Gambarajah Litar Rectifier Bridge

Peringkat seterusnya adalah penyearah jambatan diod yang menggunakan empat atau lebih diod bergantung pada jenis penyearah jambatan. Memilih dioda tertentu atau alat pensuisan lain untuk penerus yang sesuai memerlukan beberapa pertimbangan dari peranti seperti Tegangan Terbalik Puncak (PIV), arus maju Jika, penarafan voltan, dan lain-lain. Ia bertanggungjawab untuk menghasilkan arus searah atau arus DC pada beban dengan melakukan satu set diod untuk setiap separuh kitaran isyarat input.

Oleh kerana output selepas penyearah jambatan dioda bersifat berdenyut, dan untuk menghasilkannya sebagai DC tulen, penyaringan diperlukan. Penapisan biasanya dilakukan dengan satu atau lebih kapasitor terpasang di seberang beban, seperti yang anda perhatikan dalam gambar di bawah ini di mana kelancaran gelombang dilakukan. Peringkat kapasitor ini juga bergantung pada voltan keluaran.

Tahap terakhir bekalan DC terkawal ini adalah pengatur voltan yang mengekalkan voltan keluaran ke tahap tetap. Andaikan mikrokontroler berfungsi pada 5V DC, tetapi output selepas penyearah jambatan sekitar 16V, jadi untuk mengurangkan voltan ini, dan untuk mengekalkan tahap tetap - tidak kira perubahan voltan di sisi input - pengatur voltan diperlukan.

Operasi Penyearah Jambatan

Seperti yang telah kita bincangkan di atas, penyearah jambatan fasa tunggal terdiri daripada empat dioda dan konfigurasi ini disambungkan merentasi beban. Untuk memahami prinsip kerja penerus jambatan, kita harus mempertimbangkan litar di bawah untuk tujuan demonstrasi.

Sepanjang kitaran separuh positif dari dioda gelombang gelombang input, D1 dan D2 dipihak ke hadapan dan D3 dan D4 dibalikkan. Apabila voltan, lebih daripada tahap ambang dioda D1 dan D2, mula melakukan - arus beban mula mengalir melaluinya, seperti yang ditunjukkan dalam jalur garis merah pada rajah di bawah.

Operasi Litar

Semasa separuh kitaran negatif dari bentuk gelombang input AC, dioda D3 dan D4 dibahaskan ke hadapan, dan D1 dan D2 dibalikkan secara bias. Arus beban mula mengalir melalui dioda D3 dan D4 apabila diod ini mula melakukan seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Kita dapat melihat bahawa dalam kedua-dua kes, arah arus beban adalah sama, iaitu, ke bawah seperti yang ditunjukkan dalam gambar - begitu tidak arah, yang bermaksud arus DC. Oleh itu, dengan penggunaan penerus jambatan, arus AC input ditukar menjadi arus DC. Output pada beban dengan penyearah gelombang jambatan ini berdenyut secara semula jadi, tetapi menghasilkan DC tulen memerlukan penapis tambahan seperti kapasitor. Operasi yang sama berlaku untuk penerus jambatan yang berbeza, tetapi untuk penerus terkawal pencetus thyristor adalah perlu untuk mendorong arus untuk dimuat.

Jenis-Jenis Pembetulan Jambatan

Penyearah pengantin diklasifikasikan kepada beberapa jenis berdasarkan faktor-faktor ini: jenis bekalan, keupayaan pengendalian, konfigurasi litar pengantin, dan lain-lain. Penyearah jambatan terutamanya dikelaskan menjadi penerus tunggal dan tiga fasa. Kedua-dua jenis ini selanjutnya dikelaskan kepada penerus yang tidak terkawal, separuh terkawal, dan dikawal penuh. Beberapa jenis penerus ini dijelaskan di bawah.

Pengoreksi Fasa Tunggal dan Tiga Fasa

Sifat bekalan, iaitu bekalan fasa tunggal atau tiga fasa menentukan penerus ini. Penyearah jambatan fasa tunggal terdiri daripada empat dioda untuk menukar AC menjadi DC, sedangkan a penerus tiga fasa menggunakan enam dioda , seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Ini boleh menjadi penyearah yang tidak terkawal atau terkawal bergantung pada komponen litar seperti diod, thyristor, dan sebagainya.

Pengoreksi Fasa Tunggal dan Tiga Fasa

Rectifier Jambatan yang Tidak Terkawal

Penyearah jambatan ini menggunakan dioda untuk membetulkan input seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Oleh kerana diod adalah peranti searah yang membenarkan aliran arus ke satu arah sahaja. Dengan konfigurasi diod ini di penerus, ia tidak membenarkan daya berubah bergantung pada keperluan beban. Jadi penerus jenis ini digunakan dalam bekalan kuasa tetap atau tetap .

Rectifier Jambatan yang Tidak Terkawal

Rectifier Jambatan Terkawal

Dalam penerus jenis ini, Penukar atau penerus AC / DC - bukannya diod yang tidak terkawal, peranti keadaan pepejal terkawal seperti SCR, MOSFET, IGBT, dan lain-lain digunakan untuk mengubah kuasa output pada voltan yang berbeza. Dengan mencetuskan peranti ini pada pelbagai keadaan, daya output pada beban diubah dengan tepat.

Rectifier Jambatan Terkawal

IC Rectifier Jambatan

Penyearah jambatan seperti konfigurasi pin IC RB-156 dibincangkan di bawah.

Pin-1 (Fasa / Garis): Ini adalah pin input AC, di mana sambungan wayar fasa dapat dilakukan dari bekalan AC ke pin fasa ini.

Pin-2 (Neutral): Ini adalah pin Input AC di mana sambungan wayar neutral boleh dilakukan dari bekalan AC ke pin neutral ini.

Pin-3 (Positif): Ini adalah pin output DC di mana voltan DC positif penerus diperoleh dari pin positif ini

Pin-4 (Negatif / Tanah): Ini adalah pin output DC di mana voltan tanah penyearah diperoleh dari pin negatif ini

Spesifikasi

Subkategori penyearah Jambatan RB-15 ini berkisar antara RB15 hingga RB158. Daripada penerus ini, RB156 adalah yang paling kerap digunakan. Spesifikasi penerus jambatan RB-156 merangkumi yang berikut.

Arus DC O / p ialah 1.5A
Voltan terbalik puncak maksimum ialah 800V
Voltan Keluaran: (√2 × VRMS) - 2 Volt
Voltan input maksimum ialah 560V
Penurunan voltan bagi setiap jambatan adalah 1V @ 1A
Arus lonjakan adalah 50A

Penyearah jambatan fasa tunggal RB-156 yang paling biasa ini digunakan. IC ini mempunyai voltan AC i / p tertinggi seperti 560V oleh itu ia boleh digunakan untuk bekalan elektrik 1 fasa di semua negara. Arus DC tertinggi penerus ini ialah 1.5A. IC ini adalah pilihan terbaik dalam projek menukar AC-DC dan menyediakan sehingga 1.5A.

Ciri Penyearah Jambatan

Ciri-ciri penerus jambatan merangkumi yang berikut

Faktor Riak
Voltan Terbalik Puncak (PIV)
Kecekapan

Faktor Riak

Pengukuran kelancaran isyarat DC output menggunakan faktor disebut faktor riak. Di sini, isyarat DC yang lancar dapat dianggap sebagai isyarat DC o / p termasuk sedikit riak sedangkan isyarat DC berdenyut tinggi dapat dianggap sebagai o / p termasuk riak tinggi. Secara matematik, ia boleh didefinisikan sebagai pecahan voltan riak dan voltan DC tulen.

Untuk penerus jambatan, faktor riak boleh diberikan sebagai

Γ = √ (Vrms2 / VDC) −1

Nilai faktor riak penerus jambatan adalah 0.48

PIV (Voltan Terbalik Puncak)

Voltan songsang puncak atau PIV dapat didefinisikan sebagai nilai voltan tertinggi yang berasal dari diod apabila disambungkan dalam keadaan bias terbalik sepanjang separuh kitaran negatif. Litar jambatan merangkumi empat dioda seperti D1, D2, D3 & D4.

Dalam kitaran separuh positif, kedua-dua diod seperti D1 & D3 berada dalam kedudukan konduktif sedangkan kedua-dua dioda D2 & D4 berada dalam kedudukan tidak konduktif. Begitu juga, dalam kitaran separuh negatif, diod seperti D2 & D4 berada dalam kedudukan konduktif, sedangkan diod seperti D1 & D3 berada dalam kedudukan tidak konduktif.

Kecekapan

Kecekapan penerus terutamanya menentukan bagaimana penyearah mengubah AC (Arus Batal) menjadi DC (Arus Langsung). Kecekapan penerus dapat ditentukan kerana ia adalah nisbah daya DC o / p dan daya AC i / p. Kecekapan maksimum penerus jambatan adalah 81.2%.

η = Kuasa DC o / p / Kuasa AC / i

Bentuk Gelombang Rectifier Bridge

Dari rajah litar penerus jambatan, kita dapat menyimpulkan bahawa aliran arus melintasi perintang beban adalah sama sepanjang separuh kitaran positif & negatif. Kekutuban isyarat DC o / p mungkin sama sekali positif sebaliknya negatif. Dalam kes ini, benar-benar positif. Apabila arah diod terbalik maka voltan DC negatif yang lengkap dapat dicapai.

Oleh itu, penyearah ini membenarkan aliran arus sepanjang kedua kitaran positif dan negatif isyarat AC i / p. Bentuk gelombang output penerus jambatan digambarkan di bawah.

Mengapa Ia Disebut Bridge Rectifier?

Berbanding dengan penerus lain, ini adalah jenis litar penerus yang paling cekap. Ini adalah jenis penerus gelombang penuh, seperti namanya penerus ini menggunakan empat diod yang disambungkan dalam bentuk jambatan. Jadi penerus jenis ini dinamakan penerus jambatan.

Mengapa kita menggunakan 4 Diod dalam Bridge Rectifier?

Dalam penyearah jambatan, empat dioda digunakan untuk merancang litar yang akan memungkinkan pembetulan gelombang penuh tanpa menggunakan pengubah yang diketuk tengah. Penyearah ini digunakan terutamanya untuk menyediakan pembetulan gelombang penuh di kebanyakan aplikasi.

Susunan empat dioda dapat dilakukan dalam susunan gelung tertutup untuk menukar AC ke DC dengan cekap. Manfaat utama susunan ini adalah tidak adanya pengubah pusat yang diketuk sehingga ukuran & kos akan berkurang.

Kelebihan

Kelebihan penerus jambatan merangkumi yang berikut.

Kecekapan pembetulan penerus gelombang penuh adalah dua kali ganda daripada penerus gelombang separuh.
Voltan output yang lebih tinggi, kuasa output yang lebih tinggi, dan Faktor Penggunaan Transformer yang lebih tinggi sekiranya penerus gelombang penuh.
Voltan riak rendah dan frekuensi yang lebih tinggi, sekiranya penerus gelombang penuh diperlukan litar penapisan yang sederhana
Tiada keran tengah diperlukan pada pengubah sekunder sehingga dalam hal penerus jambatan, pengubah yang diperlukan lebih sederhana. Sekiranya voltan naik atau turun voltan tidak diperlukan, pengubah dapat dihapuskan sama rata.
Untuk output daya yang diberikan, pengubah daya dengan ukuran yang lebih kecil dapat digunakan dalam hal penyearah jambatan kerana arus di belitan primer dan sekunder dari transformer bekalan mengalir untuk keseluruhan kitaran ac.
Kecekapan rektifikasi adalah dua kali ganda dibandingkan dengan penerus separuh gelombang
Ia menggunakan litar penapis sederhana untuk frekuensi tinggi dan voltan riak rendah
TUF lebih tinggi jika dibandingkan dengan penerus yang diketuk tengah
Pengubah paip tengah tidak diperlukan

Kekurangan

Kelemahan penerus jambatan termasuk yang berikut.

Ia memerlukan empat dioda.
Penggunaan dua diod tambahan menyebabkan penurunan voltan tambahan sehingga mengurangkan voltan keluaran.
Penyearah ini memerlukan empat dioda sehingga kos penerus akan tinggi.
Litar tidak sesuai apabila voltan kecil perlu diperbaiki, kerana, sambungan dua dioda dapat dilakukan secara bersiri & memberikan penurunan voltan berganda kerana ketahanan dalamannya.
Litar ini sangat kompleks
Berbanding dengan penyearah jenis yang diketuk tengah, penyearah jambatan mempunyai lebih banyak kehilangan kuasa.

Aplikasi - Menukar kuasa AC ke DC menggunakan Bridge Rectifier

Bekalan Kuasa DC terkawal sering diperlukan untuk banyak aplikasi elektronik. Salah satu cara yang paling boleh dipercayai dan mudah adalah menukar bekalan kuasa utama AC yang tersedia menjadi bekalan DC. Penukaran isyarat AC ke isyarat DC ini dilakukan menggunakan penerus, yang merupakan sistem dioda. Ia boleh menjadi penerus setengah gelombang yang membetulkan hanya satu setengah dari isyarat AC atau penerus gelombang penuh yang membetulkan kedua-dua kitaran isyarat AC. Penyearah gelombang penuh boleh menjadi penerus ketukan tengah yang terdiri daripada dua dioda atau penyearah jambatan yang terdiri daripada 4 dioda.

Di sini penerus jambatan ditunjukkan. Susunan terdiri daripada 4 dioda yang disusun sedemikian rupa sehingga anod dua diod bersebelahan disambungkan untuk memberi bekalan positif kepada output dan katod dari dua diod bersebelahan yang lain disambungkan untuk memberikan bekalan negatif pada output. Anod dan katod dua diod bersebelahan yang lain disambungkan ke positif bekalan AC manakala anod dan katod dua diod bersebelahan lain dihubungkan dengan negatif dari bekalan AC. Oleh itu, 4 dioda disusun dalam konfigurasi jambatan sedemikian rupa sehingga pada setiap separuh kitaran dua dioda bergantian menghasilkan voltan DC dengan tolak.

Litar yang diberikan terdiri daripada susunan penyearah jambatan yang output DC yang tidak terkawal diberikan kepada kapasitor elektrolit melalui perintang pengehad arus. Voltan merentasi kapasitor dipantau menggunakan voltmeter dan terus meningkat ketika kapasitor mengecas sehingga had voltan tercapai. Apabila beban disambungkan ke kapasitor, kapasitor melepaskan untuk memberikan arus input yang diperlukan ke beban. Dalam kes ini, lampu disambungkan sebagai beban.

Bekalan Kuasa DC yang Teratur

Bekalan kuasa DC yang terkawal terdiri daripada komponen berikut:

Transformer step-down untuk menukar AC voltan tinggi ke AC voltan rendah.
Penyearah jambatan untuk menukar AC menjadi DC berdenyut.
Litar penapis yang terdiri daripada kapasitor untuk menghilangkan riak AC.
IC pengatur 7805 untuk mendapatkan voltan DC terkawal 5 V.

Transformer step-down menukar bekalan AC AC 230V ke 12V AC. AC 12V ini digunakan pada susunan penyearah jambatan sedemikian rupa sehingga diod gantian dijalankan untuk setiap separuh kitaran menghasilkan voltan DC berdenyut yang terdiri daripada riak AC. Kapasitor yang tersambung melintasi output membolehkan isyarat AC melaluinya dan menyekat isyarat DC, sehingga bertindak sebagai penapis lulus tinggi. Oleh itu, output di seluruh kapasitor adalah isyarat DC yang ditapis yang tidak dikawal. Output ini boleh digunakan untuk memandu komponen elektrik seperti relay, motor, dll. Pengatur IC 7805 disambungkan ke output penapis. Ini memberikan output tetap 5V yang dapat digunakan untuk memberi input kepada banyak litar elektronik dan peranti seperti transistor, mikrokontroler, dll. Di sini 5V digunakan untuk membiaskan LED melalui perintang.

Ini semua berkaitan dengan teori penerus jambatan jenis, litar, dan prinsip kerjanya. Kami berharap perkara yang baik mengenai topik ini dapat membantu dalam membina projek elektronik atau elektrik pelajar serta dalam memerhatikan pelbagai alat elektronik atau perkakas. Kami menghargai perhatian dan perhatian anda yang mendalam terhadap artikel ini. Oleh itu, sila tulis kepada kami untuk memilih penilaian komponen yang diperlukan dalam penyearah jambatan ini untuk aplikasi anda dan untuk panduan teknikal lain.

Sekarang kami harap anda mendapat idea mengenai konsep penerus jambatan dan aplikasinya jika ada pertanyaan lebih lanjut mengenai topik ini atau konsep projek elektrik dan elektronik meninggalkan komen di bahagian bawah.

Kredit Foto: