Silla -alaldite mõistmine: põhimõtted, klassifikatsioonid ja praktilised rakendused
2024-07-09 10418

Silla alald teisendab vahelduva voolu (AC) alalisvooluks (DC) läbi sillakonstruktsiooni, mis koosneb neljast dioodist.Dioodide ühesuunalist juhtivust kasutatakse vahelduvvoolu positiivsete ja negatiivsete pooltsüklite parandamiseks alalisvooluks samas suunas.Silla alaldi disain ei paranda mitte ainult parandamise efektiivsust, vaid tagab ka stabiilse alalisvoolu väljundpinge.Selles artiklis käsitletakse üksikasjalikult silla alaldi tööpõhimõtet, klassifikatsiooni ja rolli praktilistes rakendustes.

Kataloog

Mis on alaldi?

Alaldistaja on elektrooniline seade, mida kasutatakse vahelduvvoolu (AC) teisendamiseks alalisvooluks (DC).Seda kasutatakse tavaliselt energiasüsteemides ja raadiosignaalide tuvastamisel.Alaldid hõlbustavad vahelduvvoolust DC -le, kasutades ära dioodide ühesuunalist juhtivust, võimaldades voolu voolata ainult ühes suunas.Neid võib olla valmistatud mitmesugustest materjalidest, sealhulgas vaakumtorudest, süütetorudest, tahkis-räni pooljuhtide dioodidest ja elavhõbedakaarest.Seadmeid, mis täidavad vastupidist funktsiooni (DC teisendamine AC -ks) nimetatakse muunduriteks.

Ooterežiimis (katkematu toiteallikas) tuleb laadida ainult aku, nii et süsteem sisaldab laadijat, kuid ei anna koormusele toidet.Seevastu topelt teisendamine ei lae mitte ainult akut, vaid varustab muundurile ka energiat, seega nimetatakse seda alaldi/laadijaks.

Alaldi peamine funktsioon on vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks.See teeb seda kahe peamise protsessi kaudu, teisendades vahelduvvoolu alalisvooluks, filtreerides selle seejärel koormuse või muunduri stabiilse alalisvoolu väljundiks ja aku laadimispinge tagamiseks, toimides seeläbi ka laadijana.

Kontrollimatu alaldi toimimine hõlmab poole vahelduvvoolu tsükli läbimist läbi koormuse, tekitades pulseeriva alalisvoolu väljundi.Kontrollitud alaldis hallatakse voolu voolu, kontrollides transistori või muu kontrollitava seadme juhtivust, mille tulemuseks on kontrollitud alalisvoolu väljund.

Alaldide klassifikatsioon

Alaldid klassifitseeritakse erinevate standardite järgi.Järgmised on tavalised klassifitseerimismeetodid:

Klassifitseerimine parandusmeetodi abil

Poolelaine alald töötab ainult pool vahelduvvoolu tsüklist (positiivne pooltsükli või negatiivne pooltsükli).See jääb teises pooltsüklis passiivseks.Seetõttu koosneb väljundpinge ainult poolest vahelduvvoolu lainekujust.

Täislaine alaldoraja juhib nii vahelduvvoolu tsükli positiivseid kui ka negatiivseid pooltsükke.See tähendab, et väljundpinge on tsükli mõlemas pool-tsüklis positiivne.

Klassifikatsioon alaldi poolt

Dioodi alaldid kasutavad peamise leevendava elemendina dioodid.Neid kasutatakse tavaliselt vähese energiatarbega ja keskmise võimsusega korrigeerimisahelates.Diood võimaldab voolu voolata ainult ühes suunas, tagades teisenduse vahelduvvoolust alalisvooluks.

SCR on pooljuhtide seade, mida saab täpselt sisse- ja väljalülitamiseks juhtida.See sobib suure võimsusega rektifitseerimisahelateks, mis nõuavad parandusprotsessi täpset kontrolli.SCR on esimene valik rakendustes, mis nõuavad suurt tõhusust ja kõrget reguleerimist.

Need klassifikatsioonid aitavad meil mõista eri tüüpi alaldite konkreetseid funktsioone ja rakendusi erinevates elektroonilistes süsteemides.

Joonis 1: silla alald

Kuidas töötab silla alald?

Silla alaldi kasutatakse tavaliselt vahelduva voolu (AC) teisendamiseks alalisvooluks (DC) ja see on alaldi vooluring, mis kasutab dioodi ühesuunalist juhtivust.See kasutab nelja silla konfiguratsioonis paigutatud dioodi, et parandada vahelduvvoolu positiivseid ja negatiivseid pooltsükke ühtlaseks alalisvoolu väljundiks.

Silla alaldi komponendid

Silla alaldi komponendid on neli dioodi (D1, D2, D3, D4);vahelduvvooluallikas (sisend);koormustakisti (RL);ja filter kondensaator (valikuline, kasutatud väljundpinge silumiseks).

Tööpõhimõte

Silla-alaldi töö hõlmab kahte peamist protsessi: positiivne pooltsükli parandamine ja negatiivne pooltsükli parandamine.

Joonis 2: Silla alaldi lainekuju-positiivne pooltsükli ja negatiivne pooltsükkel

Positiivne pooltsükli parandamine

Pingepolaarsus vahelduvvoolu sisendi positiivse pooltsükli ajal, sisendi ülemine ots on positiivne ja alumine ots negatiivne.Juhtiväär on see, et dioodid D1 ja D2 on ettepoole kallutatud ja käituvad voolu.Vool voolab vahelduvvoolu allika positiivsest klemmist läbi D1, üle koormusetakisti RL ja tagasi vahelduvvoolu allika negatiivsesse klemmi D2 kaudu.Välisriik on see, et dioodid D3 ja D4 on vastupidiselt kallutatud ja jäävad välja.Selle tsükli ajal voolab vool läbi RL vasakult paremale.

Negatiivne pooltsükli refereerimine

Pingepolaarsus on see, et negatiivse pooltsükli ajal on vahelduvvoolu sisendi polaarsus vastupidine, muutes ülemise otsa negatiivseks ja alumise otsa positiivseks.Juhtiväär on see, et dioodid D3 ja D4 on ettepoole kallutatud ja käituvad voolu.Vool voolab vahelduvvoolu allika negatiivsest klemmist läbi D3, üle koormusetakisti RL ja tagasi vahelduvvoolu allika positiivsesse klemmi D4 kaudu.Väljas olek on see, et dioodid D1 ja D2 on vastupidiselt kallutatud ja jäävad välja.Vaatamata polaarsuse ümberpööramisele voolab RL -i kaudu voolav vool endiselt samas suunas (vasakult paremale).

Filtreerimine

Pärast parandamist pulseerib väljundpinge endiselt alalisvoolu.Selle pinge silumiseks ja pulsatsiooni vähendamiseks lisatakse filterkondensaator.Filtri kondensaator on ühendatud paralleelselt koormustakistiga (RL).See seadistus tasandab pulseerivat alalisvoolu, vähendab pinge pulsatsiooni ja tagab stabiilsema väljundi.

Silla alaldi vooluring

Silla alald paraneb dioodi poole laine rektifikatsioonil.Selle peamine funktsioon on vahelduva voolu (AC) teisendamine alalisvooluks (DC).See teeb seda, kasutades nelja konkreetse paigutusega dioodi, et parandada vahelduvvoolu sisendi positiivseid ja negatiivseid pooltsükke ühesuunalisse alalisvoolu väljundisse.

Joonis 3: Silla alaldi vooluring

Silla alald teisendab DC -ks, kasutades dioodide ühesuunalist juhtivust.Kui vahelduvpinge ja praegune perioodiliselt vahelduv suund, voolab silla alalisvoolu väljund alati ühes suunas.Sild-alaldid on tõhusamad kui ühefaasilised pool- ja täislaine alaldid, kuna nad kasutavad samaaegselt vahelduvvoolu tsükli mõlemat pooltsüklit.See võimaldab sujuvamat, pidevamat alalisvoolu väljundit.Sellistes rakendustes nagu toiteallikad, akulaadijad ja erinevad elektroonikaseadmed on vajalik stabiilne alalisvoolu toiteallikas.Silla alald koos filtreerimisega võib anda nende rakenduste jaoks vajaliku stabiilse alalisvoolu toite.

Silla alaldi funktsioonid

AC kuni alalisvoolu muundamine

Silla alaldi peamine funktsioon on vahelduvvoolu sisendi teisendamine alalisvoolu väljundiks.Vahelduvpinge ja vooluvoolu vaheldumisi, samal ajal kui alalisvoolupinge ja vooluvool konstantses suunas.Silla alaldi dioodid võimaldavad voolu voolata ainult ühes suunas, tagades sellega selle muundamise.

Paranenud efektiivsus

Silla alaldis kasutab nii vahelduvvoolu positiivseid kui ka negatiivseid pooltsükke.See kahekordne kasutamine parandab tõhusust võrreldes ühefaasilise alaldiga.Selle tulemuseks on sujuvam alalisvoolu väljund, kus on vähem pulbitseda.

Stabiilne alalisvool

Stabiilne alalisvoolu toide sobib elektrooniliste seadmete, toiteallikate ja akulaadijate jaoks.Selle stabiilse toiteallikaga võib pakkuda silla alald koos filtreerimiskondensaatoritega.

Ideaalis saab silla alaldi väljundpinget (keskmine väärtus) väljendada järgmiselt

V_out = (2v_m)/π- (4v_f)/π

Kus v_mis on sisendpinge maksimaalne pinge ja v_f on iga dioodi ettepoole suunatud pinge langus.

Näide

Oletame, et meil on vahelduvvoolu toiteallikas, mille sisendpinge on 220 V (efektiivne väärtus, RMS) ja kasutage parandamiseks silla alaldi.Dioodi edasisi pinge langus on 0,7 V.

Sisendtingimused ：

Sisendpinge 220V AC (RMS)

Tipppinge V_M = 220 × √2 ≈311V

Dioodi edasisuunaline pinge tilk v_f = 0,7 V

Arvutage väljund ：

Keskmine väljundpinge V_AVG = (2 × 311)/π- (4 × 0,7)/π ≈198V

Sel viisil teisendab silla alald vahelduvpinge DC pingeks, mis on lähedal 198 V.Ehkki endiselt on kõikumisi, saab väljundit veelgi siluda, kasutades stabiilse alalisvoolu toiteallika saamiseks sobivaid filtreerimisseadmeid.Pärast filtri vooluahela ühendamist on keskmine väljundpinge sisend-vahelduvvoolu RMS-i väärtusest umbes 1,2-kordne, samal ajal kui avatud vooluhulga koormuspinge on umbes 1,414-kordne RMS-i väärtus.See arvutus aitab määrata vajalikud komponendid stabiilse ja sujuva alalisvoolu väljundi saavutamiseks vahelduvvoolu sisendist.

Kuidas töötavad kondensaatorid filtritena?

Filtreerimine eemaldab soovimatud signaalilained.Kõrge passi filtreerimisel läbivad kõrgema sagedusega signaalid hõlpsalt vooluahela väljundisse, madalama sagedusega signaalid on aga blokeeritud.Vahelduvvooluahelad sisaldavad erinevate sageduste pinget või voolu signaale, mis pole kõik vajalikud.Soovimatud signaalid võivad põhjustada häireid, mis häirivad vooluringi toimimist.Nende signaalide filtreerimiseks kasutatakse erinevaid filtreerimisahelaid, milles kondensaatorid mängivad võtmerolli.Ehkki kõrvaldatud signaalid ei ole vahelduvvoolu signaalid, on kontseptsioon sarnane.Kondensaator koosneb kahest dirigendist, mis on eraldatud isolaatoriga.Filtreerimisahelates salvestavad kondensaatorid energiat, et vähendada vahelduvvoolu pulsi ja parandada alalisvoolu väljundit.

Joonis 4: Kõrge läbimise filtri vooluahela skeem

Kuidas kondensaatorid filtreerivad signaalid

Kondensaatorid saavad laadida ja vabastada.Kui pinge suureneb, tasub kondensaator;Kui pinge väheneb, tühjeneb kondensaator.See iseloomulik silub pinge kõikumisi.Alaldi vooluringis, näiteks silla alaldi, pole väljund alalisvoolupinge sile, vaid pulseeriv.Filtri kondensaatori ühendamine väljundiga võib neid pulsatsioone siluda.

Joonis 5: Silla alald - täislaine dioodimoodul

• Positiivne pooltsükkel: Positiivse pooltsükli ajal suureneb pinge, põhjustades kondensaatori laadimise.Salvestatud elektrienergia saavutab oma maksimaalse väärtuse pinge tipus.

• Negatiivne pooltsükkel: Negatiivse pooltsükli ajal väheneb pinge ja kondensaator lasub koormuse kaudu.See tühjendus annab koormusele voolu, takistades väljundpinge järsult langemist ja lainekuju silumist.

Kondensaatori laadimine ja tühjendamine silub parandatud väljundpinge konstantsema alalisvoolu tasemeni, vähendades pinge kõikumisi ja pulsatsiooni.

Õige kondensaatori valimine

Filtri kondensaatori suurus mõjutab otseselt filtreerimise efekti.Üldiselt, mida suurem on mahtuvusväärtus, seda parem on filtreerimisefekt, kuna suur kondensaator suudab rohkem laadida ja pakkuda stabiilsemat pinget.Kuid mahtuvusväärtus ei saa olla liiga suur, vastasel juhul põhjustab see pikemat vooluringi käivitamisaega, kondensaatori mahu suurenemist ja kulude suurenemist.

Empiiriline valem filtri kondensaatorite valimiseks

C = i/(f × ΔV)

Kus C on mahtuvuse väärtus (Farad, F)

I on koormusvool (Ampere, a)

F on võimsuse sagedus (Hertz, Hz)

ΔV on lubatud väljundpinge pulsatsioon (Volt, V)

Filtri kondensaatorite roll

Kui parandatud pinge suureneb, laadib filterkondensaator, põhjustades pinge järk -järgult.Kui parandatud pinge väheneb, tühjeneb filterkondensaator, pakkudes ühtlast voolu ja siludes väljundpinget.Filtri kondensaatori laadimine ja tühjendamine tasandab parandatud pulseerivat pinget, vähendades pinge pulsatsiooni ja kõikumisi.Kondensaatorid on filtreerimiseks tõhusad, kuna need võimaldavad DC signaalide blokeerimisel vahelduvvoolu signaale läbi viia.Kõrgemate sagedustega vahelduvvoolu signaalid läbivad kergemini kondensaatorid, väiksema vastupanuga, mille tulemuseks on kondensaatori madalam pinge.Seevastu madalama sagedusega vahelduvvoolu signaalid seisavad kõrgema takistusega, mille tulemuseks on kõrgem pinge kogu kondensaatoris.DC jaoks toimib kondensaator avatud vooluringina, vool on null ja sisendpinge on võrdne kondensaatori pingega.

Alaldi vooluahelates erinevate sageduste filtreerimine

Et mõista, kuidas filtri kondensaatorid erinevate sagedustega tegelevad, arutame lühidalt Fourier Seriesi laienemist.Fourier seeria lagundab mitte-sinusoidsed perioodilised signaalid erinevate sageduste sinusoidaalsete signaalide summaks.Näiteks võib keeruka perioodilise laine lagundada erineva sagedusega mitmeks sinusoidseks laineks.

Joonis 6: pulseeriv laine

Alaldi vooluringis on väljund pulseeriv laine, mille saab Fourieri seeria abil lagundada erinevate sageduste sinusoidseteks komponentideks.Kõrgsageduslikud komponendid läbivad otse kondensaatori, madala sagedusega komponendid jõuavad väljundini.

Joonis 7: kondensaatori filtri vooluahela skeem

Mida suurem on kondensaator, seda sujuvam on väljundlainekuju.Suuremad kondensaatorid salvestavad rohkem laadimist, pakkudes stabiilsemat pinget.

Joonis 8: kondensaatori filtreerimisskeem

Pulseeriva pingelaine korral, kui pinge langeb alla kondensaatori pinge, laskub kondensaator koormusele, takistades väljundpinge langemist nullini.See pidev laadimine ja tühjendamine silub väljundpinge.

Kõrge ja madala päästega filteriahelad

Kõrgpääsfiltris on kondensaator ja takisti ühendatud järjestikku.Kõrgsagedussignaalidel on kondensaatori läbimisel minimaalne pinge langus, mille tulemuseks on suurem vool ja kõrgem väljundpinge kogu takisti kohal.Madala sagedusega signaalid seisavad silmitsi suurema pingelangusega üle kondensaatori, mille tulemuseks on minimaalne väljundpinge.Madalapääsfiltris blokeerib kondensaator kõrgsagedussignaale ja võimaldab ainult madalaid sagedusi läbi viia.Kõrgsagedussignaalidel on kõrge impedants ja minimaalne väljundpinge, samas kui madala sagedusega signaalidel on madal impedants ja suurem väljundpinge.

Joonis 9: Kõrge ja madala läbipääsuga filtri vooluring

Sillade alaldi tüüpide tüübid

Sillade alaldid klassifitseeritakse nende ehituse ja rakenduse põhjal.Siin on mõned tavalised tüübid:

Ühefaasiline silla alald

Ühefaasiline silla alald on kõige lihtsam vorm ja seda kasutatakse sageli väikestes toiteseadmetes.Sellel on neli dioodi, mis muudavad ühefaasilise AC pulseerivaks alalisvooluks.AC positiivse pooltsükli ajal käituvad dioodid D1 ja D2, samal ajal kui D3 ja D4 on välja lülitatud.Negatiivse pooltsükli ajal on D3 ja D4 käitumine ning D1 ja D2 välja lülitatud.See võimaldab vahelduvvoolu nii positiivset kui ka negatiivset pooltsüklit parandada positiivseks alalisvooluks.

Joonis 10: ühefaasilise täislainega kontrollitud alaldi lainekuju skeem

Kolmefaasiline silla alald

Kolmefaasilisi silla alaldiid kasutatakse kõrgema võimsusega rakendustes, näiteks tööstusseadmed ja suured energiasüsteemid.Need sisaldavad kuut dioodi, mis muudavad kolmefaasilise vahelduvvoolu sujuvamaks alalisvoolu.Kolmefaasilise vahelduvvoolu iga tsükli ajal läbivad erinevad dioodide kombinatsioonid, parandades positiivsed ja negatiivsed poole tsüklid alalisvooluks.See meetod pakub sujuvama alalisvoolu väljundi, mis sobib suure võimsusega nõuetele.

Joonis 11: Kolmefaasiline silla täielikult juhitav alaldi vooluring

Kontrollitud silla alald

Kontrollitud silla alaldis kasutab väljundpinge reguleerimiseks tavapärase dioodi asemel räni juhitavat alaldi (SCR).SCR juhtivuse nurga juhtimisega saab keskmist alalisvoolu väljundit muuta.SCR -i tulistamisnurga reguleerimine kontrollib selle juhtivuse aega igas tsüklis, muutes seeläbi keskmist väljundi alalisvoolu pinget.Seda tüüpi kasutatakse sageli reguleeritavates toiteallikates ja alalisvoolu mootori juhtimissüsteemides.

Kõrgsageduslik silla alald

Kõrgsageduslike sillade alalditeid kasutatakse kõrgsageduslikes energiasüsteemides ja tavaliselt kasutavad kiired taastumisdioodid, et rahuldada toiteallikate (SMP) vajadusi.Kiirete taastumisdioodidel on lühike vastupidise taastumisaeg ja nad saavad kiiresti reageerida kõrgsageduslike vahetamise toimingutele, parandades sellega parandamise tõhusust ning vähendades kahjusid ja müra.

Monoliitne silla alald

Monoliitsete silla alaldid integreerivad neli alaldi dioodi ühte kiibi või moodulisse, lihtsustades vooluringi kujundust ja neid kasutatakse peamiselt väikestes elektroonikaseadmetes ja toiteadapterites.Sarnaselt standardse silla alaldiga pakub monoliitne versioon suuremat töökindlust ja hõlpsamat installimist, kuna see on integreeritud ühte paketti.

Täielikult juhitav silla alald

Täielikult kontrollitud silla alaldis kasutab normaalse dioodi asemel türistori alaldi (SCR).Iga alaldi element on kontrollitav, võimaldades väljundpinge ja voolu täpset reguleerimist.Varieerides SCR -i juhtivusnurka, saab alaldi väljundit täpselt juhtida.See alald on ideaalne peent pinge juhtimist vajavate rakenduste jaoks, näiteks alalisvoolu mootori draivid ja reguleeritavad toiteallikad.Võimalus varieerida SCR -i tulistamisnurka võimaldab väljundi täpset haldamist.

Poolkontrollitud silla alald

Poole kontrollitud silla alaldikoht ühendab türistori (SCR) normaalse dioodiga.Tavaliselt on ühefaasiliste rakenduste korral kaks vastandlikku alaldi elementi SCR-id, ülejäänud kaks dioodid.See seadistus pakub osalist reguleerimisvõimet.Kuigi ainult mõned elemendid on kontrollitavad, pakuvad need madalama hinnaga piiratud regulatsiooni.Poole juhitavad alaldid sobivad süsteemidele, mis nõuavad osalist juhtimist ja mis ei ole kulukaitselised, näiteks väikesed mootori draivid ja kulutundlikud reguleeritavad toiteallikad.

Kontrollimatu silla alald

Kontrollimatu silla alaldi kasutamine kasutab ainult tavalisi dioode ja kõik paranduselemendid on kontrollimatud.See on lihtsaim ja kõige sagedamini kasutatav silla alald.Sellel alaldil puudub reguleerimisvõime, ei saa väljundpinget ega voolu reguleerida ja see teostab ainult põhilist rektifikatsiooni.See sobib mitmesuguste elektroonikaseadmete jaoks, mis vajavad stabiilset alalisvoolu toiteallikat, näiteks toiteadapterid ja akulaadijad.

Silla -alaldite rakendused

Polariseeritud ja stabiilse alalisvoolu pinge pakkumine keevitamisel

Keevitusseadmetes suudavad silla alaldid pakkuda stabiilset alalisvoolu pinget.See stabiilsus võimaldab kvaliteetset keevitamist, kuna toiteallikas mõjutab otseselt keevitusprotsessi.Alaldiga teisendab vahelduvvoolu alalisvoolu võimsuseks, vähendades praeguseid kõikumisi ja tagades stabiilse keevituskaare, mis parandab keevitatud liigese tugevust ja kvaliteeti.See stabiilsus minimeerib keevitusdefekte ja parandab üldist täpsust, eriti kaarekeevitamise korral.

Joonis 12: keevitusmasinas kasutatavad sillad alaldid

Veel üks silla alaldi põhifunktsioon on polariseeritud alalispinge pakkumine.See on eriti oluline professionaalsetes keevitustegevustes, näiteks alumiiniumist või roostevabast terasest keevitamisel, kus oksiidikihtide moodustumine võib mõjutada keevisõmbluse kvaliteeti.Polariseeritud pinge vähendab oksüdatsiooni, tagades keevisõmbluse pinna ja tugevama liigendi.Ühendades silla alaldi, võivad keevitusseadmed pakkuda stabiilsemat ja kvaliteetsemat voolu, mis suurendab kogu keevitusprotsessi.

Alalisvoolu väljundi edasiseks silendamiseks ja pinge kõikumiste vähendamiseks kasutatakse silla alaldijaid sageli koos filtri kondensaatorite ja pingeregulaatoritega.Filterkondensaator välistab rippid ja muudab väljundpinge sujuvamaks, samal ajal kui pingeregulaator tagab väljundpinge konstantse, kaitstes keevituskvaliteeti pinge v ariat ioonide eest.See kombinatsioon parandab keevitusvõimsuse stabiilsust ja pikendab seadmete eluiga.

Sisemine toiteallikas

Kaasaegsed elektroonikaseadmed, sealhulgas majapidamisseadmed, tööstuslikud juhtimisseadmed ja kommunikatsiooniseadmed, vajavad korralikuks tööks stabiilset alalisvoolu toiteallikat.Sild -alaldid muudavad vahelduvvoolu ruudustikust nende seadmete nõutavate alalisvoolu võimsuseks ning enamik elektroonilisi komponente ja vooluahelaid tugineb alalisvoolu võimsusele.

Silla alaldis moodustavad neli dioodi silla vooluahela, et muuta vahelduvvoolu toide pulseerivaks alalisvoolu võimsuseks.Seejärel silub filterkondensaator väljundit, vähendades pinge kõikumisi ja saades stabiilsema alalisvoolu toiteallika.Täpset võimsust vajavate seadmete jaoks tagab pingeregulaator (näiteks lineaarne või lülitusregulaator) konstantse ja täpse väljundpinge.See seadistus parandab seadmete töökindlust ja eluiga, hoides ära pinge kõikumistest põhjustatud kahjustusi.

Leibkonnaseadmetes kasutatakse silla alaldijaid sellistes seadmetes nagu telerid, helisüsteemid ja arvutid.Näiteks teleri toiteallikas teisendab silla alaldi vahelduvvoolu toite alalisvooluks, mis seejärel filtreeritakse ja stabiliseeritakse enne teleringi levitamist.See tagab, et pinge püsib stabiilsena vaatamata välise toiteallika kõikumistele, säilitades seeläbi pildi ja helikvaliteedi.

Tööstusliku juhtimisseadmete keeruka töökeskkonna tõttu on toiteallikate stabiilsus kõrgemad nõuded.Nendes seadmetes sisalduvad alaldid pakuvad stabiilset alalisvoolu ning parandavad süsteemi ohutust ja usaldusväärsust kaitseahelate, näiteks ülepinge ja ülevoolukaitse kaudu.Näiteks programmeeritavates loogikakontrollerites (PLC) saavad silla alaldid töötada stabiilselt erinevates tingimustes.

Ühendusseadmetes, näiteks ruuterites ja lülitites, võivad sillad alaldid pakkuda kõrge stabiilsuse, madala müraga energiat.See tagab usaldusväärse signaali edastamise ja seadmete sujuva töö.Teisendades vahelduvvoolu alalisvooluks ning kasutades tõhusat filtreerimis- ja pingeregulatsiooni, toetavad sillad alaldid kommunikatsiooniseadmete usaldusväärset jõudlust keerulises võrgukeskkonnas.

Akulaadija sees

Silla alaldjaotis teisendab vahelduvvoolu aku laadija aku laadimiseks vajaliku stabiilse alalisvoolu toite.Kaasaskantavate seadmete ja elektrisõidukite tõusuga on oluliseks muutunud usaldusväärsed akulaadijad.Alaldi tagab, et laadija pakub pidevat voolu ja pinget, mis vastab erinevate aku tüüpide konkreetsetele vajadustele.See stabiilne toiteallikas võimaldab tõhusat laadimist ja pikendatud aku kestvust.

Silla alald koosneb tavaliselt neljast dioodist, mis moodustavad silla vooluringi.See teisendab vahelduvvoolu positiivsed ja negatiivsed poole tsüklid pulseerivaks alalisvoolu võimsuseks.Kuigi see pulseeriv alalisvoolu võimsus vastab põhinõuetele, kõigub see siiski.Seetõttu sisaldavad akulaadijad tavaliselt filtri kondensaatoreid, et pinge siluda ja stabiilsema väljundi tagamiseks.

Erinevad akud vajavad konkreetseid laadimispingeid ja voolusid.Nende vajaduste rahuldamiseks ühendatakse silla alaldid teiste vooluringi moodulitega.Näiteks vajavad liitiumpatareisid täpset pinget ja voolu juhtimist, et vältida ülelaadimist ja ülelaskmist.Alaldiga integreerib konstantsed voolu- ja konstantsed pinge laadimisrežiimid ning teeb koostööd laadimisjuhtimisahelaga, et pakkuda täpset pinget ja voolu laadimisprotsessi optimeerimiseks.

Lisaks energia muundamisele saavad silla alaldid kaitsta ka akulaadijaid.Toiteallika pinge võib kogeda hetkelist ülepinget või tõusu, mis võib kahjustada akut ja laadijat.Alaldiga moodustab tõhusa kaitsemehhanismi koos kaitsekomponentidega, näiteks valistrid ja kaitsmed.Kui sisendpinge ületab ohutut taset, katkestab kaitseahel kiiresti toiteallika või suunab aku ja laadija kaitsmiseks liigse voolu.

Sillade alaldit ei kasutata mitte ainult väikeste seadmete laadijates, vaid ka suure võimsusega elektrisõidukite laadimissüsteemides.Need süsteemid saavad hakkama suurema võimsusega ja vooluga ning alaldid tagavad oma usaldusväärse jõudlusega ohutu ja tõhusa laadimise.Tõhus korrigeerimise ja pingeregulatsiooni tehnoloogia võimaldab kiiret laadimist ja pikendamist elektrisõidukite aku tööiga.

Tuuleturbiini sees

Tuuleturbiinis teisendab silla alaldtuult tuule poolt tekkinud vahelduvvoolu alalisvoolu võimsus.See alalisvoolu võimsus on järgneva energia muundamise ja ladustamise alus.Tuuleturbiinid toodavad elektrit erineva tuulekiiruse kaudu, tekitades ebastabiilse vahelduvvoolu.Alaldistaja teisendab selle kõikuva vahelduvvoolu stabiilsemaks alalisvooluks, mida on hõlpsasti salvestada või teisendada ruudustikku ühilduvaks vahelduvvooluks.

Joonis 13: Tuuleturbiinides kasutatavad sillad alaldid

Tuuleturbiinigeneraatorid genereerivad tavaliselt kolmefaasilise vahelduvvoolu, mis seejärel teisendatakse alalisvooluga alalisvoolu abil.See muundamine stabiliseerib võimsust ja vähendab pinge kõikumiste mõju.Parandatud alalisvoolu toidet saab kasutada otse akusalvestussüsteemis või teisendada muunduri vahelduvvooluks, et optimeerida tuuleenergia tootmist.

Tuuleturbiini sees moodustavad silla alaldi, filtri vooluahela ja kaitseskeem tervikliku energia muundamise ja haldussüsteemi.Filter vooluring tasandab parandatud alalisvoolu võimsust, vähendab pinge kõikumisi ja rippimisi ning saavutab stabiilse väljundi.Kaitseahel hoiab ära ülepinge ja ülevoolukahjustuse, tagades süsteemi ohutuse ja usaldusväärsuse.

Karmide keskkonnatingimuste, näiteks avamere või mägiste alade tõttu, nõuavad tuuleenergia tootmise süsteeme suurt usaldusväärsust ja vastupidavust.Pikaajalise toimimise tagamiseks peavad silla alaldid vastu pidama sellistele tingimustele.Kvaliteetsed materjalid ja täiustatud tootmisprotsessid parandavad alaldimoodulite vastupidavust ja stabiilsust, parandavad süsteemi tõhusust, vähendavad hoolduskulusid ja pikendavad seadmete kasutusaega.

Silla -alaldite rakendamine tuuleturbiinides võimaldab tõhusat energiamuundamist ja haldamist.Need alaldid parandavad energia muundamise tõhusust ja energiakvaliteeti, soodustavad taastuvenergia arengut ja vähendavad sõltuvust fossiilkütustest.Kuna sellised puhtad energiaallikad nagu tuuleenergia saavad globaalse energiasegu lahutamatuks osaks, mängivad sillad alaldid selles ümberkujundamisel võtmerolli.

Moduleeritud signaali amplituudi tuvastamine

Elektroonilistes sidesüsteemides on vaja tuvastada moduleeritud signaali amplituud.See protsess on eriti oluline raadiosageduse (RF) kommunikatsiooni ja helisignaali töötlemisel.Sild -alaldid muudavad vahelduvvoolu signaalid alalisvoolu signaalideks, muutes amplituudi tuvastamise lihtsamaks ja täpsemaks.Muundades keerulised vahelduvvoolu signaalid mõõdetavateks alalispingeteks, võimaldavad alaldid täpset amplituudi tuvastamist.

Silla vooluringis neljast dioodist koosnev silla alald töötleb nii AC positiivseid kui ka negatiivseid pooltsüklit, mis annavad sujuvama, stabiilsema alalisvoolu väljundi.Preatitud alalisvoolupinge on võrdeline algse signaali amplituudiga, võimaldades moduleeritud signaali amplituudi täpset mõõta.

Sillade alaldid on hädavajalikud amplituudi tuvastamise ahelates RF -vastuvõtjate ja saatjate piires.Need vooluringid jälgivad signaali tugevust reaalajas, võimaldades stabiilse ja kvaliteetse signaali edastamise vajalikke reguleerimisi.Need on levinud ka heliseadmetes, näiteks võimendid ja helitugevuse juhtimisahelad, kus helisignaali amplituudi tuvastamine võimaldab täiustatud kuulamiskogemuse jaoks dünaamilist helitugevust.

Amplituudi tuvastamise täpsuse parandamiseks ühendatakse silla alaldid sageli filtreerimis- ja amplifikatsiooniskeemidega.Filteriahel tasandab rectified DC signaali, eemaldades rippid, võimendi vooluring aga suurendab signaali amplituudi, parandades sellega tuvastustundlikkust ja täpsust.See kombinatsioon töötab mitmesuguste modulatsioonisignaalide ja sagedustega, pakkudes usaldusväärset tehnilist tuge paljudele rakendustele.

Lisaks kommunikatsiooni- ja helitehnikale kasutatakse kajasignaali amplituudi tuvastamiseks ka radarisüsteemides sildade alaldiid, aidates kindlaks teha sihtmärgi vahemaa ja suuruse.Meditsiiniseadmetes aitavad need tuvastada elektrokardiogrammi (EKG) signaalide amplituudi, pakkudes väärtuslikke andmeid haiguste diagnoosimiseks.

Kõrge vahelduvvoolu muutmine madala alalispingeks

Sillade alaldireid kasutatakse laialdaselt energiaelektroonikas, et muuta kõrge vahelduvvoolu pinge madala alalisvoolu pingeks selliste rakenduste jaoks nagu toiteadapterid, tööstusseadmed ja erinevad elektroonikaseadmed.Alaldid tagavad madala pingega alalisvoolu nõudvate seadmete usaldusväärse toimimise, muutes tõhusalt suurepinge vahelduvvoolu peamisest toiteallikast.

Silla alald töötab, kasutades nelja dioodi, et moodustada silla vooluahel, et parandada sisend-vahelduvvoolu kahe pool tsüklit ja muuta see pulseerivaks alalisvoolu võimsuseks.Kuigi see pulseeriv alalisvoolu võimsus sisaldab mõningast pulsatsiooni, annab järgnev filtreerimine ja pingeregulatsioon stabiilse madala pingega alalisvoolu.Filtri kondensaatorid siluvad pinge kõikumisi, samal ajal kui pingeregulaatorid tagavad, et väljundpinge on täpne, tagades seadme järjepideva jõudluse.

Sillade alaldid mitte ainult ei teosta pinge muutmist, vaid kaitsevad ka vooluringid.Näiteks võib tööstusseadmetes kõrgepinge vahelduvvoolul tekkida ülepinge, kui teisendada madala pinge alalispinge.Alaldi kombineerimine ülepinge kaitseahelate ja kaitsmetega tagab seadme ohutuse.Kui sisendpinge ületab ohutut taset, katkestab kaitseahel kiiresti võimsuse või piirab voolu kahjustuste vältimiseks.

Võimsusadapterites on silla alaldid olulised komponendid.Näiteks kasutavad mobiiltelefoni laadijad sillaldi alaldid 220 V vahelduvvoolu alalisvooluks, mis seejärel filtreeritakse ja astutakse alla laadimiseks stabiilse 5 V või 9 V alalisvoolu väljastamiseks.See protsess tagab ohutu, tõhusa laadimise ja pikendab aku tööiga.

Tööstusseadmed nõuavad sageli madala pingega alalisvoolu toiteallikat toiteallikate ja juhtimissüsteemide jaoks.Sild-alaldid muudavad kõrgepinge tööstusliku vahelduvvoolu sobivaks madalapinge alalisvooluks, et tagada selliste seadmete, näiteks CNC tööpinkide ja mootori juhtimissüsteemide normaalne töö.Soojuse hajumine ja tõhusus on väljakutsed kõrgepinge vahelduvvoolu muutmisel madala pingega alalisvooluks.Kuna parandus tekitab soojust, on silla alaldid sageli jahutusvalamutega või valmistatud ülitõhusatest pooljuhtmaterjalidest, et parandada jõudlust ja vastupidavust.

Silla alald vs poolelaine alald

Sillade alaldid ja poollaine alaldid on tavalised alaldi tüübid, kuid ehituse, jõudluse ja rakenduste poolest erinevad need suuresti.Nende erinevuste mõistmine võib aidata teil valida kõige sobivama refereerituslahenduse mitmesuguste rakenduste jaoks.

Alald

Silla alald on tõhusam, kuna see teisendab võimsuse kogu vahelduvvoolu tsükli jooksul.See kasutab silla konfiguratsioonis paigutatud nelja dioodi, mis võimaldab sellel käsitleda vahelduvvoolu sisendi positiivseid ja negatiivseid pooltsükke.Kuna kasutatakse kogu sisendpinget, on väljundpinge suurem.Kui ühendate silla alaldi, saate selle tõhusust kohe märgata.Väljundpinge on sujuvam ja kõrgem kui poollaine alaldi.See efektiivsus on põhjus, miks silla alalditeid kasutatakse suure jõudlusega toiteallikatdes, näiteks toiteadapterid, keevitusseadmed ja tööstuslikud juhtimissüsteemid.Stabiilne alalisvoolu väljund muudab selle ideaalseks rakenduste jaoks, mis vajavad stabiilset võimsust.

Poollaine alald

Poolelaine alalditega on lihtsam ja nõuab põhilise parandamise jaoks ainult ühte dioodi.See juhib ainult vahelduvvoolu sisendi positiivse pooltsükli ajal, võimaldades voolul edasi minna ainult sel perioodil.Negatiivne pooltsükkel blokeeritakse, mille tulemuseks on pulseeriv alalisvoolu väljund, mis sisaldab ainult positiivset pooltsükli voolu.Poolelaine alaldi kasutamisel märkate selle lihtsust.Seda on lihtne seadistada, kuid väljund on vähem tõhus, madalama pinge ja suurema pulsatsiooniga.See muudab selle sobivaks vähese energiatarbega seadmetele, mis ei vaja suure võimsusega kvaliteeti, näiteks lihtsad laadijad ja vähese energiatarbega signaalitöötlusahelad.

Võrdlus ja rakendus

Tõhusus ja stabiilsus: silla alaldid pakuvad suuremat tõhusust ja stabiilsust.Nad kasutavad täielikku vahelduvvoolu tsüklit, mille tulemuseks on sujuvam alalisvoolu väljund minimaalse pulsatsiooniga.Kui siduda filtreerimisahelaga, vähendatakse väljundpinge pulsatsiooni veelgi, pakkudes stabiilset ja sujuvat alalisvoolu pinget.See muudab need sobivaks rakendusteks, mis nõuavad suurt energiakvaliteeti.

Keerukus ja kulud: Sild -alaldid on ehituses keerukamad ja vajavad nelja dioodi.Elektroonika edusammud on nende komponentide kulusid ja suurust vähendanud, muutes silla alaldid hõlpsamini kättesaadavaks.

Lihtsus ja kulutõhusus: poollaine alaldid on ehituse ja madala kuluga lihtsad, muutes need kasuks rakenduste jaoks, kus suur energiakvaliteet pole oluline.Need sobivad ideaalselt väikeste, vähese energiatarbega vooluahelate jaoks, näiteks kaasaskantavate seadmete või odavate elektroonikas.Ehkki neil on madalam tõhusus ja suuremad pinge kõikumised, muudab nende lihtsus nad mõneks kasutuseks taskukohase valiku.

Õige alaldi valimine

Silla alaldi ja poole laine alaldi vahel valimine sõltub rakenduse konkreetsetest nõuetest.Kõrge efektiivsuse ja stabiilse väljundi jaoks on parim valik silla alaldi.Lihtsuse ja odavate kulude huvides, eriti vähese energiatarbega rakendustes, võib poolelaine alald sobivam olla.

Silla -alaldi ja vahelduvvoolulülitite võrdlus

Silla -alaldi ja vahelduvvoolulülitid mängivad elektrienergial erinevaid rolle.Sild-alaldid muudavad vahelduvvoolu (AC) alalisvooluks (DC), samal ajal kui vahelduvvoolulülitid kontrollivad vahelduvvooluahela sisselülitamist.Nende funktsioonide ja rakenduste mõistmine aitab tõhusalt kujundada ja kasutada elektroonilisi seadmeid.

Alald

Silla alald teisendab AC positiivsed ja negatiivsed pooltsüklid alalisvooluks.See saavutatakse nelja dioodi abil, mis viivad vaheldumisi läbi, tagades, et vahelduvvoolu voolu voolab ühes suunas, mille tulemuseks on pulseeriv alalisvoolu väljund.Silla -alaldi kasutajate kasutamisel märkate, kui tõhusalt muudavad nad kogu tsükli jooksul vahelduvvoolu alalisvooluks.Väljundpinge on kõrgem ja sujuvam, eriti kui seda kombineeritakse filtri kondensaatorite ja pingeregulaatoritega, mis võib vähendada kõikumisi ja pakkuda stabiilset alalisvoolu.Need omadused muudavad silla alaldid ideaalseks energiaadapterite, keevitusseadmete ja tööstuslike juhtimissüsteemide jaoks, kus on vaja stabiilset ja usaldusväärset toiteallikat.

AC -lülitid

AC-lülitid kasutavad vahelduvvoolu vooluringide juhtivuse ja lahtiühendamise kontrollimiseks elektroonilisi lülituselemente nagu türistorid, kahesuunalised türistorid või tahkis-releed.AC -lülitite abil leiate, et need reageerivad kiiresti, on pikk kasutusaja ja on väga usaldusväärne.Need saavad töötada kõrgsagedustel, muutes need sobivaks rakenduste jaoks, mis nõuavad sagedast vahetamist, näiteks koduseadmed, valgustussüsteemid ja tööstusliku automatiseerimisseadmed.Nad haldavad tõhusalt energiajaotust, tagades, et süsteemid toimivad ohutult ja tõhusalt.

Kombineeritud rakendused

Mõnes süsteemis kasutatakse koos keerukate energiahalduse ja juhtimise jaoks koos sildade alaldi ja vahelduvvoolu lülitid.Näiteks katkematu toiteallika (UPS) süsteemis teisendab silla alald sisend vahelduvvoolu toite alalisvooluks aku salvestamiseks ja muunduri kasutamiseks.AC -lüliti juhib toitelülitust, tagades peamise toiteallika ajal pideva toite, lülitades kiiresti varutoiteallikale.See kombinatsioon kasutab mõlema komponendi tugevusi stabiilse ja usaldusväärse võimsuslahenduse tagamiseks.

Disaini kaalutlused

Silla alaldi ja vahelduvvoolu lüliti kavandamine ja valimine hõlmab erinevaid tegureid.Silla alaldi jaoks kaaluge sisendpinget ja praeguseid spetsifikatsioone, parandamise efektiivsust, soojusjuhtimist ja füüsilist suurust.Vahelduvvoolulülitite korral pöörake tähelepanu pingele ja praegustele reitingutele, lülituskiirusele, vastupidavusele ja elektromagnetilisele ühilduvusele.Insenerid peavad optimaalse jõudluse ja töökindluse saavutamiseks valima konkreetsete rakendusnõuete põhjal sobivad komponendid.

Järeldus

Alaldid on elektroonilistes ja energiasüsteemides suurt tähtsust.Ükskõik, kas tegemist on poolelaine alaldi, täislaine alaldi või silla alaldiga, nad kõik mängivad võtmerolli erinevates rakenduse stsenaariumides.Sillade alalditeid kasutatakse suure efektiivsuse ja stabiilsuse tõttu laialdaselt suure jõudlusega toiteallikad, keevitusseadmed ja tööstuslikes juhtimissüsteemides.Poolelaine alaldid sobivad oma lihtsa struktuuri ja odavate kulude tõttu vähese energiatarbega elektroonikaseadmetele.Piirangute kavandamisel ja valimisel peavad insenerid põhjalikult arvestama selliste teguritega nagu sisendpinge, praegused spetsifikatsioonid, parandamise tõhusus ja soojusjuhtimine vastavalt konkreetsetele rakendusnõuetele, et tagada optimaalne jõudlus ja usaldusväärsus.Alaldi arendamine ja rakendamine ei paranda mitte ainult elektroonikaseadmete tõhusust ja stabiilsust, vaid edendab ka tehnoloogilist arengut ja tööstuslikku täiendamist.

Korduma kippuvad küsimused [KKK]

1. Millised on silla alaldi eelised?

Kõrge efektiivsus: silla alaldid muudavad vahelduvvoolu tsükli mõlemad pooled DC-ks, muutes need tõhusamaks kui poollaine alaldid, mis kasutavad vaid pool vahelduvvoolu tsüklit.See tähendab, et vähem energiat raisatakse ja koormusele tarnitakse rohkem energiat.

Suurem väljundpinge: kuna silla alaldid kasutavad täielikku vahelduvvoolu lainekuju, on sellest tulenev alalisvoolu väljundpinge võrreldes poole laine alaldidega võrreldes.See viib tugevama toiteallikani.

Vähendatud pulsatsioon: täislaine rektifitseerimisprotsess loob sujuvama alalisvoolu väljundi, kus on vähem pulbitsemist (kõikumisi), võrreldes poole laine režiimiga.See sujuvam väljund on tundlike elektrooniliste seadmete jaoks ülioluline.

Usaldusväärne ja vastupidav: nelja dioodi kasutamine silla konfiguratsioonis tagab parema töökindluse ja vastupidavuse.Isegi kui üks diood ebaõnnestub, võib vooluring siiski toimida, ehkki vähenenud tõhususega.

Pole vaja keskpunktiga trafo: erinevalt täislainete alalditest, mis vajavad keskpunktiga trafo, ei vaja sillad alaldid seda, muutes disaini lihtsamaks ja sageli odavamaks.

2. Miks kasutatakse silla alaldites nelja dioodi?

Täislaine parandamine: nelja dioodi kasutamise peamine põhjus on täieliku laine parandamise saavutamine.See tähendab, et kasutatakse nii vahelduvvoolu tsükli positiivseid kui ka negatiivseid poolaale, mis suurendab alaldi efektiivsust ja väljundpinget.

Suundjuhtimine: dioodid on paigutatud silla konfiguratsioonis, mis suunab voolu voolu.Vahelduvvoolu sisendi positiivse pooltsükli ajal käituvad kaks dioodist ja lasevad voolul koorma ühes suunas läbida.Negatiivse pooltsükli ajal käituvad ülejäänud kaks dioodi, kuid need suunavad voolu siiski koormuse kaudu samas suunas.See tagab järjepideva alalisvoolu väljundi.

Pinge kasutamine: nelja dioodi abil saab silla alald kasutada kogu vahelduvvoolu pinget, maksimeerides energia muundamise efektiivsust.Iga dioodipaar läbib vaheldumisi, tagades, et koormus näeb alati ühesuunalist voolu.

3. Millised on sillade alaldite puudused?

Pinge langus: iga silla alaldi diood toob kaasa väikese pinge languse (tavaliselt 0,7 V räni dioodide jaoks).Nelja dioodiga põhjustab see kogupinge langus umbes 1,4 V, vähendades väljundpinget pisut.

Keerukus: silla alaldi ahel on keerulisem kui lihtne poollaine alald, kuna see nõuab ühe asemel nelja dioodi.See võib suurendada vooluringi kujunduse ja kokkupaneku keerukust.

Võimsuse kaotus: dioodide pinge langus tähendab ka energiakaotust, mis võib olla märkimisväärne suure voolu rakendustes.See vähendab toiteallika üldist tõhusust.

Soojuse genereerimine: dioodide võimsuse kaotus põhjustab soojuse genereerimist, mis võib ülekuumenemise vältimiseks vajada täiendavaid jahutusmeetmeid, näiteks jahutusradiaatorid, eriti suure võimsusega rakendustes.

4. Mis juhtub, kui paned DC silla alaldi?

Puudub parandus: silla alaldja on mõeldud vahelduvvoolu alalisvoolu muundamiseks, võimaldades voolul dioodid ühes suunas läbi viia.Kui rakendate sisendisse alalisvoolu, ei lülita ega paranda dioodid voolu, kuna DC on juba ühesuunaline.

Pinge langus: DC läbib korraga kaks dioodi (üks silla igas jalas), põhjustades pingelanguse umbes 1,4 V (0,7 V dioodi kohta).See tähendab, et väljundi alalispinge on pisut madalam kui sisend DC pinge.

Soojuse genereerimine: dioodide kaudu läbivad vool tekitavad võimsuse hajumise tõttu soojust (p = i²R).See kuumus võib muutuda oluliseks, kui sisendvool on kõrge, kahjustades potentsiaalselt dioode või vajades soojuse hajumise mõõtmeid.

Võimalik ülekoormus: kui rakendatud alalisvoolupinge on oluliselt kõrgem kui dioodi nimiväljak, võib see põhjustada dioodi lagunemist, põhjustades vooluahela rikke.Kahjude vältimiseks tuleb kinni pidada nõuetekohased pingehinnangud.