I. INLEIDING
BRUGGELIJKRICHTERS (BRIDGE RECTIFIERS) zijn een belangrijke gelijkrichter op het gebied van de vermogenselektronica, waarvan de belangrijkste functie het omzetten van wisselstroom (AC) in gelijkstroom (DC) is. Met zijn voordelen van hoog rendement, stabiliteit en eenvoudige structuur wordt de bruggelijkrichter veel gebruikt op het gebied van elektrische energie, communicatie, industriële besturing en andere gebieden. In dit artikel worden het werkingsprincipe en de belangrijkste typen bruggelijkrichters in detail geïntroduceerd, om de lezers een uitgebreid en diepgaand-diepgaand inzicht te geven.
II. Werkingsprincipe van bruggelijkrichter
Het werkingsprincipe van de bruggelijkrichter is gebaseerd op de unidirectionele geleidbaarheid van de diode. Het maakt gebruik van vier diodes (D1, D2, D3, D4) om een circuit te vormen in overeenstemming met een specifieke verbinding (brugverbinding) om de gelijkrichting van wisselstroom te realiseren.
Wanneer de positieve halve-week van de AC-voeding wordt toegepast op de bruggelijkrichter, zijn de D1- en D3-diodes in voorwaartse richting voorgespannen, terwijl de D2- en D4-diodes in sperrichting zijn voorgespannen. Op dit moment geleiden de diodes D1 en D3 en gaat de stroom van de positieve aansluiting van de voeding via D1, de belasting en D3 terug naar de negatieve aansluiting van de voeding, waardoor een voorwaarts stroompad wordt gevormd. Tegelijkertijd worden de D2- en D4-diodes uitgeschakeld, niet betrokken bij het geleidingsproces.
Wanneer de negatieve halve-week van de wisselstroomvoeding op de bruggelijkrichter inwerkt, bevinden de D2- en D4-diodes zich in de voorwaartse bias-status, terwijl de D1- en D3-diodes zich in de omgekeerde bias-status bevinden. Op dit moment geleiden de diodes D2 en D4 en keert de stroom terug van de negatieve aansluiting van de voeding via D4, de belasting en D2 naar de positieve aansluiting van de voeding, waardoor een tegenstroompad wordt gevormd. Tegelijkertijd worden de D1- en D3-diodes uitgeschakeld en nemen ze niet deel aan het geleidingsproces.
Via het bovenstaande proces realiseert de bruggelijkrichter de volledige-golfgelijkrichting van wisselstroom. Of de AC-voeding zich nu in de positieve of negatieve halve cyclus bevindt, de bruggelijkrichter kan ervoor zorgen dat de stroom van de voeding positief naar de belasting stroomt, en vervolgens van de belasting terugvloeit naar de negatieve voeding, de vorming van een stabiele gelijkstroom.
III. De belangrijkste soorten bruggelijkrichters
Bruggelijkrichters kunnen worden onderverdeeld in verschillende typen, afhankelijk van verschillende structuren, functies en toepassingsscenario's. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende typen bruggelijkrichters:
Enkel-fasige bruggelijkrichter
De enkel-fasige bruggelijkrichter is het meest basale type bruggelijkrichter en is alleen geschikt voor enkel-fasige wisselstroomvoedingen. Een bruggelijkrichter met één-fase bestaat uit vier diodes die in een brugverbinding zijn aangesloten. Wanneer een enkel-fasige wisselstroombron op de gelijkrichter wordt toegepast, kan de bruggelijkrichter volledige-golfgelijkrichting van wisselstroom realiseren en stabiele gelijkstroom leveren.
Drie-bruggelijkrichters
Drie-fasige bruggelijkrichters zijn geschikt voor drie-wisselstroomvoedingen. Vergeleken met enkelfasige bruggelijkrichters hebben driefasige bruggelijkrichters een hogere rectificatie-efficiëntie en een kleinere pulsatiefactor. Een drie-fasige bruggelijkrichter bestaat gewoonlijk uit zes diodes, waarbij twee diodes op elke fase van de voeding zijn aangesloten en zo drie afzonderlijke enkel-fasige bruggelijkrichters vormen. Wanneer de drie{9}}wisselstroomvoeding op de gelijkrichter inwerkt, werken de drie enkel-fasige bruggelijkrichters tegelijkertijd om de volledige-golfgelijkrichting van drie-fasige wisselstroom te realiseren.
Thyristor-gestuurde bruggelijkrichter
SCR-bruggelijkrichter is een soort bruggelijkrichter met regelbare gelijkrichtfunctie. Het maakt gebruik van SCR als gelijkrichtelement en regelt de gelijkrichtspanning en -stroom door de geleidingshoek van de SCR te regelen. SCR-bruggelijkrichter heeft de voordelen van instelbare uitgangsspanning, snelle responssnelheid, hoog rendement, enz. Het wordt veel gebruikt in vermogenselektronische omzetters, motorbesturing en andere gebieden.
Schakelbruggelijkrichter
Schakelbruggelijkrichter is een bruggelijkrichter die gebruik maakt van schakelbuizen (zoals MOSFET, IGBT, enz.) voor gelijkrichting. Het maakt gebruik van hoog-schakeltechnologie om de gelijkrichting van wisselstroom te realiseren door het aan-uitschakelen van schakelbuizen te regelen. Schakelbruggelijkrichter heeft de voordelen van een klein formaat, lichtgewicht, hoog rendement, goede uitgangsgolfvormen, enz., en is geschikt voor toepassingsscenario's die een hoog rendement en hoge precisie-rectificatie vereisen.
IV. Voor- en nadelen van bruggelijkrichters
Bruggelijkrichter heeft de volgende voordelen:
Hoge rectificatie-efficiëntie:De bruggelijkrichter kan de volledige-golfgelijkrichting van wisselstroom realiseren, met een hoge gelijkrichtefficiëntie.
Goede uitgangsgolfvorm:bruggelijkrichteruitgang DC-stroomgolfvorm is stabiel, kleine pulsatiecoëfficiënt.
Eenvoudige structuur:bruggelijkrichterstructuur is eenvoudig, gemakkelijk te vervaardigen en te onderhouden.
De bruggelijkrichter heeft echter ook enkele nadelen:
Groot aantal diodes:De bruggelijkrichter heeft vier diodes nodig, wat de kosten en onderhoudsproblemen verhoogt.
Groot formaat:Vanwege de behoefte aan vier dioden en de bijbehorende circuitstructuur is de afmeting van de bruggelijkrichter relatief groot.
Problemen met warmteafvoer:de bruggelijkrichter zal tijdens het werkproces een bepaalde hoeveelheid warmte produceren en moet overeenkomstige warmteafvoermaatregelen nemen om een normale werking te garanderen.
V. Conclusie
De bruggelijkrichter is een belangrijke gelijkrichter met de voordelen van hoog rendement, stabiliteit en eenvoudige structuur. Het maakt gebruik van vier diodes om een circuit te vormen volgens een specifieke verbinding (brugverbinding) om de gelijkrichting van wisselstroom te realiseren. Volgens verschillende structuren, functies en toepassingsscenario's kunnen bruggelijkrichters worden onderverdeeld in verschillende typen, zoals enkel- fase bruggelijkrichters, drie- fase bruggelijkrichters, siliciumgestuurde bruggelijkrichters en schakelende bruggelijkrichters. In praktische toepassingen is het noodzakelijk om het juiste type bruggelijkrichter te selecteren op basis van specifieke behoeften en overeenkomstige maatregelen te nemen om de tekortkomingen ervan te overwinnen en de beste prestaties en voordelen te realiseren.