Niniejszy artykuł szczegółowo przedstawia budowę, zasadę działania, typy obudów, scenariusze zastosowań oraz parametry doboru mostkowych prostowników, a także omawia ich rozwój technologiczny.
I. Jaka jest zasada działania prostownika mostkowego?
Prostownik mostkowy to obwód złożony z czterech diod, który przekształca prąd zmienny (AC) w prąd stały (DC). W standardowej topologii dodatnie i ujemne części przebiegu prądu zmiennego są przekierowywane do tego samego bieguna na zacisku odbiornika, umożliwiając prostowanie pełnookresowe.
W porównaniu z prostownikami półokresowymi, które wykorzystują tylko jedną połowę przebiegu prądu zmiennego, konfiguracja mostkowa jest bardziej wydajna i zapewnia gładziej przebiegający prąd wyjściowy, co czyni ją standardowym wyborem w konwersji prądu zmiennego na stały w zasilaczach.
II. Najczęstsze zastosowania prostownika mostkowego
Prostowniki mostkowe działają jako „strażnicy bram” w wielu systemach zasilania prądem zmiennym, przekształcając napięcie sieciowe na użyteczny prąd stały. Oto niektóre z najbardziej typowych scenariuszy zastosowania:
1. Zasilacze do elektroniki użytkowej
Prostowniki mostkowe są stosowane z przodu zasilaczy w ładowarkach USB, lampach biurkowych, telewizorach i wielu innych urządzeniach. Konwertują one prąd zmienny z sieci na napięcie stałe do dalszego przetwarzania przez zasilacze impulsowe (SMPS).
2. Przemysłowe systemy sterowania silnikami
Prostowniki mostkowe odgrywają kluczową rolę w budowie wysokonapięciowych szyn prądu stałego dla przemysłowych napędów silników prądu zmiennego. W tych systemach prostownik jest zazwyczaj łączony z dużymi kondensatorami elektrolitycznymi w celu ustabilizowania napięcia wyjściowego.
3. Oświetlenie LED i moduły zasilające
Prostowniki mostkowe są stosowane w zasilaczach LED w celu uzyskania płynnego napięcia stałego dla regulatorów prądu stałego, zapewniając spójną jasność i wydajność.
III. Typowe obudowy i wartości prądu znamionowego prostowników mostkowych
Prostowniki mostkowe dostępne są w kilku standardowych obudowach, w zależności od wymagań prądowych i cieplnych:
IV. Jak wybrać odpowiedni prostownik mostkowy?
Podczas wyboru prostownika mostkowego następujące parametry są krytyczne:
Maksymalny prąd w kierunku przewodzenia (IF): Musi obsługiwać prąd szczytowy obwodu.
Napięcie wsteczne szczytowe (VRRM): Optymalnie 1,5-krotność napięcia wejściowego AC.
Wytrzymałość na prąd udarowy (IFSM): Dla warunków rozruchowych lub zwarciowych.
Zakres temperatury pracy: Szczególnie istotny w zastosowaniach zewnętrznych lub przemysłowych.
Zarządzanie termiczne: Obudowy metalowe lub radiatory dla zastosowań o większej mocy.
V. Trendy technologiczne: Miniaturyzacja, wysoka gęstość i integracja
W miarę jak projekty systemów zasilania zmierzają ku mniejszym rozmiarom, wyższym częstotliwościom i większej efektywności, prostowniki mostkowe ewoluują w następujący sposób:
Stosowanie diod o szybkim czasie odzyskiwania do lepszej wydajności przełączania
Integracja filtrów EMI i obwodów zabezpieczających
Obudowy SMD zastępujące przewlekane w celu oszczędzania miejsca
Prostowniki z węglika krzemu (SiC) wchodzą na rynek wysokonapięciowy
Prowianty mostkowe | Konwersja prądu zmiennego na stały | Moduły prostownika | Projektowanie zasilaczy
EN
