Ko'prik to'g'rilagichlar to'liq to'lqinli o'zgaruvchan tokni doimiy tokka aylantirishga qanday yordam beradi

O'zgaruvchan tokni pulsatsiyalangan doimiy tokka aylantirishdagi diametrlarning roli

Ko'prik to'g'ritgich to'rtta diametrga ulanish orqali ishlaydi, bu AC yoki o'zgaruvchan tokni hali ham maydak cho'qqilari va vodiyga ega bo'lgan doimiy tokka (DC) aylantiradi. Ushbu diametrlar asosan elektr uchun svetofor vazifasini bajaradi va ular faqat etarli kuchlanish ularning qarshiligiga qarama-qarshi ta'sir qilganda o'tishga imkon beradi. Oddiy kremniy diametrlari uchun bu taxminan 0,7 volt darajasida sodir bo'ladi. Buni juda yaxshi ishlashini ta'minlovchi narsa shundaki, ushbu komponentlar AC to'lqinning ikkala tomonini ham qanday boshqarishini bilishdir. Elektr tarmog'idan quvvat kirganda, u yuqoriga yoki pastga qarab ketayotganidan qat'i nazar, to'g'ritgich energiyani har qanday qurilma kerak bo'lgan bir xil yo'nalishda saqlab turaveradi. Natijada? Odatda AC bilan ko'riladigan oldinga-ortga tok o'rniga keyinchalik silliq sifatda tekislantirilishi mumkin bo'lgan musbat impulslarga ega bo'lamiz.

Musbat va Manfiy Yarim Tovush Davrlaridagi Ishlash

O'zgaruvchan tok kirishining musbat yarim davri bilan ishlashda D1 va D2 diametrlari ishtirok etadi, asosan quvvat manbaidan tashkil topgan o'tkazuvchi yo'lni hosil qiladi, bu esa ulangan yuk orqali o'tib, so'ngra ko'prik konfiguratsiyasi orqali qaytadi. Endi salbiy yarim davrga qarasak, aslida D3 va D4 o'z o'tkazuvchanligini boshlaydi, bu esa kirish polaritetidan qat'i nazar, yuk orqali tokning bir xil yo'nalishda oqishini saqlab turadi. Bu to'liq to'lqinli to'g'rilash usuli natijasida chiqish chastotasi oddiy yarim to'lqinli tuzilmagacha bo'lgan nisbatda ikki marta ortadi. Bu juda yaxshi ta'sir qiladi hamda to'g'riroq ishlash uchun ancha kamroq to'lqinli kuchlanish mavjud. Zanjir sinovlari ushbu afzalliklarning faqat nazariy emasligini ko'rsatdi.

To'liq To'lqinli Ko'prik Konfiguratsiyasida Nima Uchun To'rtta Dioddan Foydalaniladi

To'rtta diodli orali konfiguratsiya markaziy uzatiladigan murakkab transformatorlarga ehtiyojni bartaraf etadi, bu esa komponentlarda qurilishni soddalashtiradi va pul tejash imkonini beradi. Balanslangan tartib kiritilgan kuchlanishning yo'nalishidan qat'i nazar, quvvat oqimini saqlab turadi hamda transformatorning deyarli barcha energiyasidan foydalanish imkonini beradi. Uni eski maktabdagi ikkita diodli to'liq to'lqinli tuzilmaga nisbatan solishtirganda, bu erda atigi 40% kamroq energiya sarf bo'ladi. Ushbu samaradorlik oshishi muhandislarga sxemalarning ajoyib ishlashini saqlab, hamma narsani kichikroq joyga joylashtirish imkonini beradi.

Orali to'g'rilagich ishlashini tekshirish uchun zamonaviy simulatsiya vositalari

Muhandislar issiqlik so'rilishini, kuchlanish pasayishini va haqiqiy sharoitdagi o'tish jarayonlarini model qilish uchun LTspice va MATLAB Simulink kabi SPICE asosidagi vositalardan foydalanadi. Ushbu modellar jismoniy namuna yaratishdan oldin 10 ms davomida 300% ortiqcha yuklamani sinab ko'rishingiz mumkin, rivojlantirish vaqtini 30% gacha qisqartiradi hamda ishonchlilikni ta'minlaydi.

Bir fazali va Uch fazali Kmost to'g'rilovchi Konfiguratsiyalari

Istеmiy elektronikada Bir fazali Kmost to'g'rilovchilarning dizayni va qo'llanilishi

Bir fazali ko'prik to'g'ri to'rtburchakli tuzilishlarni kichik quvvat talab qiladigan har kundlik qurilmalarda hamma joyda uchratamiz. Devorga ulanadigan kichik telefon zaryadlovchilarni, LED chiroqlar boshqaruvchisini, hatto ba'zi oshxona asboblari ham eslang. Ular yaxshi ishlashining sababi sakkizta diametrdan iborat aqlli tartibki, oddiy devor elektr energiyasini (odatda 120 dan 240 voltgacha) elektronikamiz foydalanishi mumkin bo'lgan narsaga aylantiradi. Eng yaxshisi? Bu sxemalar umuman murakkab emas. Ko'pchilik qurilma yaratishda samaradorlik muhimligini biladi va ushbu to'g'ri to'rtburchaklar taxminan 90 dan 95% gacha bo'lgan samaradorlikka ega, bu esa juda ta'sir qoldiradi. Shu sababli ham ishlab chiqaruvchilar korpus ichida cheklangan joy bo'lgan mahsulotlarga ularni o'rnatishni yoqtirishadi va hech kim kattaroq komponentlar uchun qo'shimcha to'lov qilishni xohlamaydi. Zamonaviy telefon zaryadlovchilarning yillar oldingi narsalarga qaraganda qanchalik ingichka ekanligiga e'tibor bering!

Sanoat dvigatellaridagi uch fazali ko'prik to'g'ri to'rtburchakli tuzilishlar va yangilanuvchi energiya tizimlari

Uch fazali orinli to'g'ri to'lqinli to'g'rilagichlar oltita diametrdan iborat maxsus konfiguratsiyada ishlaydi va ba'zan 690 voltgacha bo'lgan o'zgaruvchan tok kuchlanishlari bilan ishlash qobiliyatiga ega. Bu tuzilmalar birlamchi fazali tizimlarga nisbatan ancha silliq doimiy tok chiqishini beradi va odatda kuchlanish to'lqinlanishini taxminan uchdan besh marta kamaytiradi. Sanoat sohasidagi dasturlar ishlash samaradorligi uchun aynan shu to'g'rilagichlarga tayanadi. Kompyuter boshqaruvdagi mashinalar, katta shamol energiya o'rnatmalari va quvvat talabi 10 kilovatt dan 500 kilovatgacha o'zgarishi mumkin bo'lgan elektr avtomobillar uchun zaryadlash punktlari kabi narsalarni o'ylab ko'ring. Samaradorlik ham bu yerda juda muhim, iqtisodiy jihatdan ma'qul bo'lish uchun ko'pincha 96 foizdan yuqori darajada saqlanishi kerak. Hatto quyosh energiya uyalarida ham asosiy elektr tarmog'iga ulanganda barqaror doimiy tok darajasini saqlashda yordam beradigan uch fazali to'g'rilash texnologiyasidan foydalaniladi, bu esa barqaror quvvat yetkazib berish uchun juda muhim.

Konfiguratsiya	Diodlar	Oddiy qoʻllanmalar	Ish samaradorligi	Yuk ko'tarish qobiliyati
Bir fazali	4	Zaryadlovchilar, SMPS, IoT qurilmalari	90–95%	<5 kW
Uch-fazali	6	Sanoat dvigatellari, quyosh elektr stansiyalari	96–98%	5–500 kW

Yuklama va quvvat talablari asosida to'g'ri konfiguratsiyani tanlash

Ba'zi silkinishlar muhim bo'lmagan 5kW dan kam yuklamalar bilan ishlaganda, bir fazali to'g'rilagichlar odatda pul (narx) uchun yaxshi qiymat beradi va baribir etarli darajada ishlaydi. Biroq, barqarorlik muhim bo'lganda vaziyat o'zgaradi. Doimiy kuchlanish darajasi, maksimal samaradorlik yoki 10kW dan ortiq quvvatni boshqarishni talab qiladigan dasturlar odatda uch fazali tizimlarga murojaat qiladi. Aynan shu tizimlarga ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar va qayta tiklanadigan energiya o'rnatmalari og'irroq ehtiyojlari uchun tayanadilar. Har qanday sozlamani yakunlashdan oldin tizim orqali haqiqatan ham o'tishi mumkin bo'lgan pik teskari kuchlanish (PIV) xususiyatlarini tekshirish aqlli harakatdir. Ko'plab dastlabki ishdan chiqishlar o'rnatish davrida kimdir ushbu reytinglarni e'tiborsiz qoldirgani uchun sodir bo'ladi.

Asosiy ishlash me'yorlari: samaradorlik, silkinish omili va pik teskari kuchlanish

Ko'prik to'g'rilagichlarni baholashda quvvat konvertatsiya tizimlarida ularning samaradorligini belgilovchi uchta asosiy ishlash me'yorlari mavjud: foydali ish koeffitsienti, to'lqinlik omili va maksimal teskari kuchlanish (PIV). Ushbu parametrlar iste'mol elektronikasidan boshlab sanoat dvigatellarini boshqarishgacha bo'lgan turli sohalarda ishlash ishonchliligi hamda uzoq muddatli xarajatlarga ta'sir qiladi.

To'lqinlik omilini tushunish va chiqish barqarorligiga ta'siri

Ripple koeffitsiyenti bizga to'g'rilagichdan oqlik oqimi chiqishi ichida qancha AC shovqini qolganligini ko'rsatadi. Bu raqam qanchalik past bo'lsa, energiya ta'minoti shunchalik toza va barqaror bo'ladi. Ko'pchilik ko'prik to'g'rilagichlarda 0,48 ta to'lqinli omil bor, bu esa juda toza quvvatga muhtoj bo'lgan mikroprosessorlar yoki aloqa moslamalari uchun yaxshi ishlaydi. Ammo juda ko'p to'lqin bo'lganda, u to'g'rilagichdan keyin kelgan har qanday komponentlarda qo'shimcha issiqlik hosil qiladi. Bundan ham yomoni, bu kuchlanish o'zgarishlariga ayniqsa sezgir bo'lgan qurilmalarni buzishi mumkin. Agar tizimning to'lqin ko'rsatkichlari 0,6-dan katta bo'lsa, muhandislar odatda narsalarni silliqlashtirish uchun filtrlar qo'shishadi. Bu filtrlar ham arzon emas, odatda loyiha xarajatlari 18 dan 22 foizgacha oshadi, qaysi filtrlash echimi joriy etilishiga qarab.

Parametr	To'rtburchakli to'g'rilovchi	Markazga bosilgan ekvivalent
Oddiy Ripple omillari	0.48	0.48
Ripple tufayli koʻrilgan zararlar	6-9%	8-12%

Koʻprikni tuzatish vositalarining odatiy samaradorligi va unga taʼsir koʻrsatuvchi omillar

Standart ko'prik to'g'ritgichlar taxminan 81,2% samaradorlikka erishadi va yarim to'lqinli to'g'ritgichlarni 40–50% bilan orttiradi. Yo'qotishlarning asosiy manbalari quyidagilardan iborat:

• Diodlarning umumiy to'g'ri tushish kuchlanishi (ikkita o'tkazuvchan kremniy diodlari uchun 1,4V)
• Transformatorning mis o'g'inchilari (o'ram o'lchami 3–7% ga bog'liq)
• 85°C dan yuqori atrof muhit haroratida issiqlik tushishining pasayishi

Yuqori tokli sanoat muhitlarida xususan, diodlarni optimallashtirish (masalan, Shottki diodlari) va to'g'ri issiqlikni so'ndirish orqali samaradorlikni 10–15% ga oshirish mumkin.

Pik teskari kuchlanish va uning diod tanlovi hamda narxiga ta'siri

Diodlarning ishlash paytida duch keladigan eng yuqori teskari kuchlanishni, ya'ni muhandislar tomonidan qisqartirilgan holda pik teskari kuchlanish (PIV) deb ataladigan kattalikni, ushlab turish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak. Körpü to'g'rilagichlarda bu PIV qiymati Vm bilan belgilangan o'zgaruvchan tok kirish kuchlanishining pik qiymatiga mos keladi. 600 voltli ko'pchilik standart diodlar oddiy 240 voltli o'zgaruvchan tok tizimlari uchun ajoyib ishlaydi. Biroq, 480 voltli o'zgaruvchan tok liniyalari asosidagi qayta tiklanadigan energiya tizimlarida vaziyat boshqacha bo'ladi. Bu uskunalar kamida taxminan 1000 voltli diodlarni talab qiladi va xususiyatlardagi bu o'sish komponent narxlarini 35% dan 60% gacha oshirishi mumkin. To'g'ri PIV reytingini tanlash moliyaviy jihatdan ham ma'qul, chunki bu tizimda ba'zan sodir bo'ladigan bashorat qilinmaydigan kuchlanish impulslariga qarshi himoyani saqlab, bir vaqtning o'zida ortiqcha quvvatli komponentlarga pul sarflashdan saqlaydi.

Amaliyotda kondensator filtrlari yordamida silkitishni kamaytirish

Chiqishga parallel kondensator qo'shish tebranishni 65–90% ga qisqartiradi, bu esa sig'im qiymatiga, ekvivalent ketma-ket qarshilik (ESR) va yuk xarakteristikalariga bog'liq. Tebranishni kamaytirish uchun eng keng tarqalgan qoida — har bir amper yuk tokiga 1000µF dan olishdir. Samarali filtrlash tibbiyot asboblari va aniq o'lchov asboblari kabi qattiq talablarga javob berish imkonini beradi (<10%).

Ko'prikli to'g'rilagichlarning turli sohalardagi keng tarqalgan qo'llanilishi

Istеmatik еlеktronika va SMPS sxеmalari uchun quvvat manbalari

Hozirda noutbuk zaryad qurilmalaridan tortib LED televizorlarga va turli xil mobil qurilmalar adapterlarigacha hamma joyda uchraydigan kalitlanuvchi rejimli quvvat manbalari (SMPS) da oddiy kumirlovchi to'g'ri ishlov beruvchining ahamiyati katta. Aksariyat ishlab chiqaruvchilar ham ma'lum sababga ko'ra to'lqinli oraliq sxemalarga ega bo'lib, zamonaviy SMPS qurilmalarining taxminan 92 foizi shu konfiguratsiyaga tayanadi. Nima uchun? Aslida, ular juda samarali — aksariyat hollarda 80% dan ortiq samaradorlikka erishadi, shuningdek, kamroq joy egallaydi, bu doimiy afzallikdir. Shuni ham unutmangki, ular taxminan 100 kHz atrofida ishlaydigan yuqori chastotali kalitlar bilan qanday yaxshi ishlaydi. Ammo asosiy muhim jihat — ular devor rozetkalaridan kelib tushadigan standart 120 volt o'zgaruvchan tokni hech qanday muammossiz barqaror doimiy tokga aylantira olish qobiliyatidir. Shu sababli ham zamonaviy davrda ishonchli quvvat o'zgartirish talab qilinadigan deyarli barcha uy anjomlarida ularni uchratishimiz mumkin.

Yoyilish mashinalari va dvigatellar boshqaruvi sohasidagi sanoatdagi foydalanish

Ko'prik to'g'rilagichlar standart 3 fazali 480V o'zgaruvchan tokni 200 dan 600 ampergacha bo'lgan doimiy tokga aylantirish orqali sanoatda payvandlash ishlarini bajarishda muhim rol o'ynaydi, bu esa operatsiya davomida payvand yoyini barqaror saqlashga yordam beradi. O'tgan yili taxminan ellikta turli ishlab chiqarish korxonasini o'z ichiga olgan sanoat hisobotlariga ko'ra, har beshdan to'rti ushbu ko'prik to'g'rilangan doimiy tok usulini aynan motor haydovchilari uchun qabul qilgan. Sababi? Ko'plab ishlab chiqarish liniyalarida konveyer tezligini yanada yaxshiroq nazorat qilish juda muhim. Oddiy o'zgaruvchan tok o'rniga boshqariladigan doimiy tokka o'tish ham sezilarli farq hosil qiladi. Ushbu tizimlarni foydalanish paytida payvandchilar taxminan uchdan bir kamroq porax (chana) hosil bo'lishini bildirishmoqda, ya'ni umuman olganda tozaroq ulanishlar va keyingi qayta ishlash muammolari kamayadi. Yuqori hajmdagi ishlab chiqarish jarayonlari bilan shug'ullanadigan korxonalarda bunday yaxshilanish sifat va samaradorlik jihatidan tezda katta farq qiladi.

Avtomobil alternatorlari va zaryadlash tizimi integratsiyasi

Bugungi avtomobil alternatorlari 12 dan 48 voltgacha bo'lgan 3 fazali o'zgaruvchan tok chiqishini olib, batareyalarni zaryadlash va turli xil transport vositalari elektr komponentlarini ishlatish uchun kerak bo'lgan doimiy tokga aylantiruvchi ichki kumirli to'g'rilagichlar bilan jihozlangan. Bu to'g'rilagichlarning foydali ishlash koeffitsienti odatda 88% dan 92% gacha bo'ladi, bu esa dvigatel qanday tezlikda ishlashi mumkinligiga qaramay, akkumulyatorlarni sog'lom saqlash jihatidan haqiqiy farqni yaratadi. Sanoat ko'rsatkichlariga qarasak, o'ttgan yili butun dunyo bo'ylab fabrikalardan taxminan 240 millionta avtomobil kumirli to'g'rilagich chiqdi. Ushbu katta ishlab chiqarish hajmi elektr kuch yo'nalish tizimlari yoki zamonaviy yangi avtomobillarda uchrab turadigan infotayinment tizimlari kabi narsalarda takomillashtirishga katta hissa qo'shdi.

Quyosh invertorlari va qayta tiklanadigan energiya uchun oldindan o'zgartirish bosqichlari

Ko'prik to'g'rilagichlar quyosh mikroinvertorlarida paneldan keladigan o'zgaruvchan kuchlanishni barqarorlashtirishda muhim rol o'ynaydi, bu esa odatda 18 dan 40 voltgacha bo'lgan doimiy tok (DC) oralig'ida bo'ladi va maksimal quvvat nuqtasi izlash jarayonidan o'tadi. Kattaroq xususiy tuzilmalarga e'tibor qaratganda, uch fazali ko'prik konfiguratsiyalari DC magistral liniyada yaxshiroq barqarorlik ta'minlaydi, bu ko'pincha hali ham kichik tizimlarda ishlatiladigan yarim to'lqinli variantlarga qaraganda taxminan 25-30% yaxshiroq natija beradi. Shu o'z to'g'rilagich dizaynlari shamol turbinlarining palestka boshqaruv sohasiga ham keng tarqalgan. Ushbu joydagi aylantirish jarayoni 480 volt o'zgaruvchan tokni (AC) atigi 48 volt doimiy tok (DC) gacha pasaytiradi va sistemaga kundan-kunga tushadigan yuklama hisobiga to'lqinlarni taxminan 2% dan past saqlab turadi, bu juda ham ta'sir etarli natijadir.

Ko'prik To'g'rilagich va Markaziy Chiqishli To'g'rilagich: Dizayn Xususiyatlari Solishtirmasi

Transformatorni Foydalanish va Quvvat Yutishni Solishtirish

Ko'prik to'g'rilagichlar markaziy ulanishli modellarga qaraganda taxminan bir xil samaradorlik darajasida (taxminan 81,2%) ishlaydi, lekin aslida ular transformatorlardan yanada yaxshiroq foydalanadi. Transformatorlardan foydalanish omillarini ko'rib chiqsak, ko'prik sxemalari 0,812 ga erishadi, markaziy ulanishlilari esa faqat 0,693 ga erisha oladi. Bu muhandislarning materiallar va joyni tejash uchun kichikroq transformatorlardan foydalanishiga imkon beradi. Buning sababi nimada? Aslida, ko'prik to'g'rilagichlar AC tsiklining ikkala yarmi davomida butun ikkilamchi o'ramdan foydalanadi, bu asosan ularning raqiblariga qaraganda kuchlanishni o'tkazishda yanada ko'proq imkoniyat yaratadi. Shu sababli ham ular joy muhim bo'lganda yoki byudjet cheklovlari qat'iy bo'lganda juda ommabop tanlovdir.

Markaziy ulanishsiz bo'lishning afzalliklari va yuqori chiqish samaradorligi

O'rta kranni yo'q qilish ishlab chiqarish murakkabligi va qismlar sonini kamaytiradi. Koʻprik toʻgʻrilagichlari standart transformatorlar bilan yuqori chiqish kuchlanishiga imkon beradi va diodlar boʻylab issiqlik kuchlanishini bir xil taqsimlaydi, ayniqsa avtomobil va sanoat tizimlari kabi talabchan muhitlarda umrini uzaytiradi.

Kamchiliklari: kuchlanish pasayishi, issiqlik tarqalishi va murakkabligi

Markaziy ulanishli sxemalarga nisbatan ikki diodli o'tkazish yo'lini ishlatganda, 0,7 volt o'rniga taxminan 1,4 volt atrofida ancha yuqori to'g'ri kuchlanish tushishini kuzatamiz. Bu 5 dan 8 foizgacha bo'lgan yo'qotishlarga olib keladigan past kuchlanishli ilovalarda samaradorlikni pasaytiradi. 10 amperdan ortiq tokni boshqaradigan tizimlar uchun kattaroq issiqlikni sovutish radiatori kerak bo'ladi, bu esa taxminan 15 dan 25 foizgacha qo'shimcha joy egallaydi. Hozirgi kunda mavjud bo'lgan ba'zi ilg'or issiqlik boshqaruv usullariga qaramay, ushbu to'rt diodli sozlamalar hali ham maydondagi texniklar uchun muammolarga sabab bo'ladi. Tashxhis va ta'mirlash jarayoni ko'proq komponentlarni o'z ichiga olganligi sababli, muammolarni hal etish oddiyroq sozlamalarga nisbatan taxminan 30 foiz qiyinroq bo'ladi.

Koʻpincha soʻraladigan savollar

Ko'prik to'g'rilagich nima?

Ko'prik to'g'rilagich — to'rtta diodni ko'prik sxemasida joylashtirib, o'zgaruvchan tokni (AC) doimiy tokka (DC) aylantiradigan elektron qurilma.

Nega koʻprikni toʻgʻrilashga ishlatiladigan elektr uskunada toʻrtta diod ishlatiladi?

To'rtta diod ko'prik to'g'rilagichga butun AC to'lqin shaklini (ham ijobiy, ham salbiy yarim tsikllarni) DC ga aylantirishga imkon berish uchun ishlatiladi, bu esa sodda to'g'rilash usullariga qaraganda samarali konvertatsiyani taklif qiladi.

SPICE asosida yaratilgan vositalar nima va ular nima uchun ishlatiladi?

SPICE-ga asoslangan LTspice va MATLAB Simulink kabi vositalar elektron sxemalarni modellashtirish va tahlil qilish uchun ishlatiladigan simulyatsiya dasturlari bo'lib, muhandislarga jismoniy prototipdan oldin turli sharoitlarda sxema xatti-harakatlarini bashorat qilishga yordam beradi.

Bitta fazal va uch fazal toʻgʻrilagichlar qanday farq qiladi?

Bir fazalli tuzatgichlar odatda to'rtta dioddan foydalanadi va past quvvatli dasturlar uchun mos keladi, uch fazalli tuzatgichlar esa oltita dioddan foydalanadi va yuqori quvvatni boshqaradi, sanoat dasturlari uchun silliq DC chiqishini taklif qiladi.

To'lqinli omil nima?

Ripple koeffitsiyenti toʻgʻrilagichning DC chiqishida qolgan AC komponentlarini oʻlchaydi. Kamroq to'lqinli omillar toza va barqaror DC chiqishini ko'rsatadi.

Ko'prikli to'g'rilagichlarning eng keng tarqalgan qo'llanilishi qanday sohalarda?

Ko'prikli to'g'ritgichlar iste'mol elektronikasi, sanoat dvigatellari boshqaruvi, avtomobil alternatorlari hamda quyosh va qayta tiklanadigan energiya tizimlari uchun quvvat manbalarini o'z ichiga olgan turli dasturlarda ishlatiladi.