교량 정류기 이해 : 원리, 분류 및 실제 응용 프로그램
2024-07-09 10348

브리지 정류기는 4 개의 다이오드로 구성된 브리지 구조를 통해 전류 (AC)를 교대로 변환합니다.다이오드의 단방향 전도도는 동일한 방향으로 AC의 양성 및 음의 반 사이클을 DC로 교정하는 데 사용됩니다.브리지 정류기의 설계는 정류 효율을 향상시킬뿐만 아니라 안정적인 DC 출력 전압을 제공합니다.이 기사는 실제 응용 분야에서 브리지 정류기의 작업 원리, 분류 및 역할에 대해 자세히 설명합니다.

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정류기 란 무엇입니까?

정류기는 교대 전류 (AC)를 직접 전류 (DC)로 변환하는 데 사용되는 전자 장치입니다.전원 시스템 및 무선 신호 감지에 일반적으로 사용됩니다.정류기는 다이오드의 단방향 전도도를 활용하여 AC에서 DC 로의 전환을 용이하게하여 전류가 한 방향으로 만 흐를 수있게합니다.진공관, 점화 튜브, 고체 실리콘 반도체 다이오드 및 수은 아크를 포함한 다양한 재료로 만들 수 있습니다.반대 기능 (DC 변환 AC로 변환)을 수행하는 장치를 인버터라고합니다.

대기업 (무정전 전원 공급 장치)에서는 배터리 만 충전해야하므로 시스템에는 충전기가 포함되어 있지만 부하에 전원을 공급하지 않습니다.대조적으로, 이중 변환 업은 배터리를 충전 할뿐만 아니라 인버터에 전원을 공급하므로 정류기/충전기라고합니다.

정류기의 주요 기능은 AC를 DC로 변환하는 것입니다.AC를 DC로 변환 한 다음 두 가지 주요 프로세스를 통해이를 수행 한 다음이를 필터링하여 부하 또는 인버터에 안정적인 DC 출력을 제공하고 배터리에 충전 전압을 제공하여 충전기 역할을합니다.

통제되지 않은 정류기의 작동은 하중을 통해 AC 사이클의 절반을 통과시켜 맥동 DC 출력을 생성하는 것입니다.제어 정류기에서, 전류의 흐름은 트랜지스터 또는 기타 제어 가능한 장치의 전도를 제어하여 관리하여 제어 된 DC 출력을 초래합니다.

정류기의 분류

정류기는 다른 표준에 따라 분류됩니다.다음은 일반적인 분류 방법입니다.

정류 방법으로 분류

반파 정류기는 AC 사이클의 절반에서만 작동합니다 (포지티브 하프 사이클 또는 음의 반 사이클).다른 반주기에는 비활성 상태로 남아 있습니다.따라서 출력 전압은 AC 파형의 절반만으로 구성됩니다.

전파 정류기는 AC 사이클의 포지티브 반 사이클 모두에서 수행됩니다.이는 출력 전압이 사이클의 두 반 사이클에서 양수임을 의미합니다.

정류기로 분류

다이오드 정류기는 다이오드를 기본 정류 요소로 사용합니다.이들은 일반적으로 저전력 및 중간 전원 정류 회로에 사용됩니다.다이오드는 전류 만 한 방향으로 흐르도록하여 AC에서 DC로 변환 할 수 있습니다.

SCR은 정확하게 켜지거나 끄기 위해 정확하게 제어 할 수있는 반도체 장치입니다.정류 과정의 정확한 제어가 필요한 고전력 정류 회로에 적합합니다.SCR은 고효율과 높은 규제가 필요한 응용 분야에서 첫 번째 선택입니다.

이러한 분류는 다양한 전자 시스템에서 다양한 유형의 정류기의 특정 기능과 응용 프로그램을 이해하는 데 도움이됩니다.

그림 1 : 브리지 정류기

브리지 정류기는 어떻게 작동합니까?

브리지 정류기는 일반적으로 교대 전류 (AC)를 직접 전류 (DC)로 변환하는 데 사용되며 다이오드의 단방향 전도도를 사용하는 정류기 회로입니다.브리지 구성에 배열 된 4 개의 다이오드를 사용하여 AC 전력의 양고기 반 사이클을 일관된 DC 출력으로 바로 잡아냅니다.

브리지 정류기의 구성 요소

브리지 정류기의 성분은 4 개의 다이오드 (D1, D2, D3, D4)이며;AC 전원 (입력);하중 저항 (RL);필터 커패시터 (옵션, 출력 전압을 부드럽게하는 데 사용).

작동 원리

브리지 정류기의 작동에는 양의 반 사이클 정류 및 음의 반 사이클 정류의 두 가지 주요 공정이 포함됩니다.

그림 2 : 브리지 정류기 파형-포지티브 하프 사이클 및 음의 하프 사이클

양의 반 사이클 정류

전압 극성 AC 입력의 양수 반주기 동안 입력의 상단은 양수이고 하단은 음수입니다.전도 경로는 다이오드 D1 및 D2가 전진하여 전류를 수행한다는 것입니다.전류는 AC 소스의 양의 단자로부터 D1을 통해 부하 저항 RL을 가로 질러 D2를 통한 AC 소스의 음의 단자로 돌아갑니다.오프 상태는 다이오드 D3 및 D4가 역 바이어스되어 남아 있다는 것입니다.이주기 동안 전류를 통한 RL은 왼쪽에서 오른쪽으로 흐릅니다.

음의 반 사이클 정류

전압 극성은 음의 절반 사이클 동안 AC 입력의 극성이 반전되어 상단이 음의 음수와 하단의 양성이된다는 것입니다.전도 경로는 Diodes D3 및 D4가 전진하여 전류를 수행한다는 것입니다.전류는 AC 소스의 음의 단자로부터 D3을 통해 부하 저항 RL을 가로 질러 D4를 통한 AC 소스의 양의 단자로 돌아갑니다.오프 상태는 다이오드 D1과 D2가 역 바이어스되어 남아 있다는 것입니다.극성 반전에도 불구하고, RL을 통해 흐르는 전류는 여전히 같은 방향 (왼쪽에서 오른쪽으로)으로 흐릅니다.

필터링

정류 후, 출력 전압은 여전히 ​​DC를 맥동합니다.이 전압을 부드럽게하고 잔물결을 줄이려면 필터 커패시터가 추가됩니다.필터 커패시터는 부하 저항 (RL)과 병렬로 연결됩니다.이 설정은 맥동 DC를 부드럽게하고 전압 리플을 줄이며보다 안정적인 출력을 제공합니다.

브리지 정류기 회로

다이오드 반파 정류에서 브리지 정류기가 향상됩니다.주요 기능은 교대 전류 (AC)를 직류 (DC)로 변환하는 것입니다.AC 입력의 양고기 반 사이클을 단방향 DC 출력으로 바로 잡기 위해 특정 배열에 4 개의 다이오드를 사용하여이를 수행합니다.

그림 3 : 브리지 정류기 회로

브리지 정류기는 다이오드의 단방향 전도도를 사용하여 AC를 DC로 변환합니다.AC 전압과 전류는 주기적으로 번갈아 가지만 브리지 정류기의 DC 출력은 항상 한 방향으로 흐릅니다.브리지 정류기는 AC 사이클의 두 하프 사이클을 동시에 사용하기 때문에 단상 반파 및 전파 정류기보다 더 효율적입니다.이를 통해 더 부드럽고 연속적인 DC 출력이 가능합니다.전원 공급 장치, 배터리 충전기 및 다양한 전자 장치와 같은 애플리케이션에는 안정적인 DC 전원 공급 장치가 필요합니다.필터링과 결합 된 브리지 정류기는 이러한 애플리케이션에 필요한 안정적인 DC 전력을 제공 할 수 있습니다.

브리지 정류기의 기능

AC에서 DC 변환

브리지 정류기의 주요 기능은 AC 입력을 DC 출력으로 변환하는 것입니다.AC 전압 및 전류 흐름이 번갈아 가며 DC 전압 및 전류 흐름은 일정한 방향으로 흐릅니다.브리지 정류기의 다이오드는 전류가 한 방향으로 만 흐르도록하여 이러한 변환을 보장합니다.

효율성 향상

브리지 정류기는 AC 전력의 양고기와 음의 반 사이클을 모두 사용합니다.이 이중 활용은 단일 상 정류기에 비해 효율성을 향상시킵니다.잔물결이 적은 더 부드러운 DC 출력이 발생합니다.

안정적인 DC 파워

안정적인 DC 전원은 전자 장치, 전원 공급 장치 및 배터리 충전기에 적합합니다.필터링 커패시터와 결합 된 브리지 정류기는이 안정적인 전원 공급 장치를 제공 할 수 있습니다.

이상적으로는 브리지 정류기의 출력 전압 (평균 값)은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

v_out = (2v_m)/π- (4v_f)/π

여기서 v_mis 입력 AC 전력의 피크 전압 및 V_F는 각 다이오드의 순방향 전압 강하입니다.

예

입력 전압이 220V (유효 값, RMS)의 AC 전원 공급 장치를 가지고 있다고 가정하고 정류에 브리지 정류기를 사용한다고 가정하십시오.다이오드의 순방향 전압 강하는 0.7V입니다.

입력 조건 ：

입력 전압 220V AC (RMS)

피크 전압 V_M = 220 × √2 ≈311V

다이오드 전방 전압 드롭 V_F = 0.7V

출력 계산 ：

평균 출력 전압 v_avg = (2 × 311)/π- (4 × 0.7)/π ≈198V

이러한 방식으로 브리지 정류기는 AC 전압을 198V에 가까운 DC 전압으로 변환합니다.여전히 약간의 변동이 있지만 적절한 필터링 장치를 사용하여 안정적인 DC 전원 공급 장치를 제공함으로써 출력을 더욱 부드럽게 할 수 있습니다.필터 회로를 연결 한 후, 평균 출력 전압은 입력 AC의 RMS 값의 약 1.2 배이고 개방 회로로드 전압은 RMS 값의 약 1.414 배입니다.이 계산은 AC 입력에서 안정되고 부드러운 DC 출력을 달성하는 데 필요한 구성 요소를 결정하는 데 도움이됩니다.

커패시터는 필터로 어떻게 작동합니까?

필터링은 원치 않는 신호파를 제거합니다.고역 통과 필터링에서는 고주파 신호가 회로를 통해 출력으로 쉽게 전달되는 반면, 낮은 주파수 신호는 차단됩니다.AC 회로에는 다양한 주파수의 전압 또는 전류 신호가 포함되어 있으며 모두 필요한 것은 아닙니다.원치 않는 신호는 회로 작동을 방해하는 간섭을 유발할 수 있습니다.이러한 신호를 걸러 내리려면 커패시터가 중요한 역할을하는 다양한 필터링 회로가 사용됩니다.정류 된 신호는 AC 신호는 아니지만 개념은 비슷합니다.커패시터는 절연체로 분리 된 2 개의 도체로 구성됩니다.필터링 회로에서 커패시터는 에너지를 저장하여 AC 리플을 줄이고 DC 출력을 향상시킵니다.

그림 4 : 고역 패스 필터 회로도

커패시터가 신호를 필터링하는 방법

커패시터는 요금을 저장하고 해제 할 수 있습니다.전압이 증가하면 커패시터가 충전됩니다.전압이 감소하면 커패시터가 방전됩니다.이 특성은 전압 변동을 부드럽게합니다.브리지 정류기와 같은 정류기 회로에서 출력 DC 전압은 매끄럽지 않고 맥동합니다.필터 커패시터를 출력에 연결하면 이러한 맥동이 부드럽습니다.

그림 5 : 브리지 정류기 - 전파 다이오드 모듈

• 긍정적 인 반 사이클 : 양의 절반 사이클 동안 전압이 증가하여 커패시터가 충전됩니다.저장된 전기 에너지는 전압 피크에서 최대 값에 도달합니다.

• 음의 절반 사이클 : 음의 절반 사이클 동안 전압이 감소하고 커패시터는 하중을 통해 방전됩니다.이 방전은 하중에 전류를 제공하여 출력 전압이 급격히 떨어지고 파형을 부드럽게하지 못하게합니다.

커패시터의 충전 및 배출 동작은 정류 된 출력 전압을보다 일정한 DC 레벨로 부드럽게하여 전압 변동 및 리플을 감소시킵니다.

오른쪽 커패시터 선택

필터 커패시터의 크기는 필터링 효과에 직접 영향을 미칩니다.일반적으로, 커패시턴스 값이 클수록 큰 커패시터가 더 많은 충전을 저장하고 더 안정적인 전압을 제공 할 수 있기 때문에 필터링 효과가 더 좋습니다.그러나 커패시턴스 값은 너무 커질 수 없습니다. 그렇지 않으면 회로 시작 시간이 길어지고 커패시터 부피 증가 및 비용 증가로 이어집니다.

필터 커패시터를 선택하기위한 경험적 공식

C = I/(F × ΔV)

여기서 C는 커패시턴스 값 (Farad, F)

나는 하중 전류입니다 (Ampere, a)

F는 전력 주파수 (Hertz, HZ)입니다.

ΔV는 허용 출력 전압 리플 (Volt, V)입니다.

필터 커패시터의 역할

정류 된 전압이 증가하면 필터 커패시터가 충전되어 전압이 점차 상승합니다.정류 전압이 감소하면 필터 커패시터가 방전되어 정상 전류를 제공하고 출력 전압을 평활화합니다.필터 커패시터의 충전 및 방전 동작은 정류 된 맥동 전압을 부드럽게하여 전압 리플 및 변동을 감소시킵니다.커패시터는 DC 신호를 차단하는 동안 AC 신호를 통과 할 수 있기 때문에 필터링에 효과적입니다.더 높은 주파수를 갖는 AC 신호는 커패시터를 더 쉽게 통과하고 저항이 적어 커패시터의 전압이 낮아집니다.반대로, 주파수가 낮은 AC 신호는 저항이 높아져 커패시터 전체의 전압이 더 높습니다.DC의 경우, 커패시터는 개방 회로 역할을하고, 전류는 0이며, 입력 전압은 커패시터 전압과 동일합니다.

정류기 회로에서 다른 주파수를 필터링합니다

필터 커패시터가 다른 주파수를 어떻게 처리하는지 이해하려면 푸리에 시리즈 확장을 간단히 설명해 봅시다.푸리에 시리즈는 비 시노 이드주기 신호를 상이한 주파수의 정현파 신호의 합으로 분해한다.예를 들어, 복잡한 주기파는 다른 주파수의 다중 정현파파로 분해 될 수 있습니다.

그림 6 : 맥동 파

정류기 회로에서 출력은 맥동 파인데, 이는 푸리에 시리즈를 사용하여 다른 주파수의 정현파 성분으로 분해 될 수 있습니다.고주파 성분은 커패시터를 직접 통과하는 반면 저주파 부품은 출력에 도달합니다.

그림 7 : 커패시터 필터 회로도

커패시터가 클수록 출력 파형이 부드럽습니다.더 큰 커패시터는 더 많은 충전을 저장하여보다 안정적인 전압을 제공합니다.

그림 8 : 커패시터 필터링 다이어그램

맥동 전압 파에서, 전압이 커패시터 전압 아래로 떨어지면 커패시터는 하중으로 방출되어 출력 전압이 0으로 떨어지지 않도록합니다.이 연속 충전 및 배출은 출력 전압을 부드럽게합니다.

고역 통과 및 저역 통과 필터 회로

고역 통과 필터에서 커패시터와 저항은 직렬로 연결됩니다.고주파 신호는 커패시터를 통과 할 때 최소 전압 강하를 가지므로 저항을 가로 질러 더 큰 전류 및 출력 전압이 더 높습니다.저주파 신호는 커패시터를 가로 질러 더 큰 전압 강하를 향하여 최소 출력 전압을 나타냅니다.저역 통과 필터에서 커패시터는 고주파 신호를 차단하고 저주파수 만 통과 할 수 있습니다.고주파 신호는 높은 임피던스와 최소 출력 전압을 갖는 반면, 저주파 신호는 임피던스가 낮고 출력 전압이 높습니다.

그림 9 : 높고 저 패스 필터 회로

브리지 정류기의 유형

브리지 정류기는 구조 및 응용 프로그램에 따라 분류됩니다.다음은 몇 가지 일반적인 유형입니다.

단상 브리지 정류기

단일 상 브리지 정류기는 가장 간단한 형태이며 종종 소형 전원 공급 장치에 사용됩니다.단일 상 AC를 맥동 DC로 변환하는 4 개의 다이오드가 있습니다.AC의 양의 절반 사이클 동안, D3 및 D4가 꺼져있는 반면, D1 및 D2는 D1 및 D2를 수행합니다.음의 절반 사이클 동안 D3 및 D4가 행동하고 D1 및 D2가 꺼져 있습니다.이를 통해 AC의 양수 및 음의 절반 사이클이 양성 DC로 정류 될 수 있습니다.

그림 10 : 단일 단계 전파 제어 정류기 파형 다이어그램

3 상 브리지 정류기

3 상 브리지 정류기는 산업 장비 및 대형 전력 시스템과 같은 고급 전력 응용 분야에서 사용됩니다.여기에는 3 상 AC를 더 매끄러운 DC로 변환하는 6 개의 다이오드가 포함되어 있습니다.3 상 AC의 각 사이클 동안, 다이오드의 다양한 조합이 수행되어 양성 및 음의 절반 사이클을 DC로 수정합니다.이 방법은 높은 전력 요구 사항에 적합한 부드러운 DC 출력을 제공합니다.

그림 11 : 3 상 브리지 완전히 제어 된 정류기 회로

제어 된 브리지 정류기

제어 브리지 정류기는 기존 다이오드 대신 실리콘 제어 정류기 (SCR)를 사용하여 출력 전압을 조절합니다.SCR 전도 각도를 제어함으로써 평균 DC 출력을 변경할 수 있습니다.SCR 발사 각도 조정은 각 사이클에서 전도 시간을 제어하여 평균 출력 DC 전압을 수정합니다.이 유형은 종종 조정 가능한 전원 공급 장치 및 DC 모터 제어 시스템에 사용됩니다.

고주파교 교량 정류기

고주파수 브리지 정류기는 고주파 전력 시스템에 사용되며 일반적으로 빠른 복구 다이오드를 사용하여 전원 공급 장치 (SMP)의 요구를 충족시킵니다.빠른 복구 다이오드는 짧은 역 복구 시간을 가지며 고주파 전환 작업에 빠르게 반응하여 정류 효율을 향상시키고 손실 및 소음을 ​​줄일 수 있습니다.

모 놀리 식 브리지 정류기

모 놀리 식 브리지 정류기는 4 개의 정류기 다이오드를 단일 칩 또는 모듈에 통합하여 회로 설계를 단순화하며 주로 소형 전자 장치 및 전력 어댑터에 사용됩니다.표준 브리지 정류기와 마찬가지로 Monolithic 버전은 단일 패키지에 통합되므로 신뢰성이 높아지고 설치가 쉬워집니다.

완전히 제어 된 브리지 정류기

완전히 제어 된 브리지 정류기는 정상 다이오드 대신에 사이리스터 정류기 (SCR)를 사용합니다.각 정류기 요소는 제어 가능하므로 출력 전압 및 전류의 정확한 조절이 가능합니다.SCR의 전도 각도를 변경함으로써 정류기의 출력을 정확하게 제어 할 수 있습니다.이 정류기는 DC 모터 드라이브 및 조정 가능한 전원 공급 장치와 같은 미세 전압 제어가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.SCR의 발사 각도를 변경하는 기능은 출력을 정확하게 관리 할 수있게합니다.

반 제어 브리지 정류기

반 제어 브리지 정류기는 사이리스터 (SCR)를 일반 다이오드와 결합합니다.일반적으로, 단일 위상 응용 분야에서, 반대 정류기 요소 중 2 개는 SCR이고, 다른 두 개는 다이오드이다.이 설정은 부분 규제 기능을 제공합니다.일부 요소 만 제어 할 수 있지만 저렴한 비용으로 제한된 규제를 제공합니다.반 제어 정류기는 부분 제어가 필요하고 소형 모터 드라이브 및 비용에 민감한 조절 가능한 전원 공급 장치와 같이 비용이 많이받지 않는 시스템에 적합합니다.

통제되지 않은 다리 정류기

통제되지 않은 브리지 정류기는 일반 다이오드 만 사용하며 모든 정류 요소는 통제 할 수 없습니다.가장 단순하고 가장 일반적으로 사용되는 교량 정류기입니다.이 정류기에는 조절 기능이 부족하고 출력 전압 또는 전류를 조정할 수 없으며 기본 정류 만 수행합니다.전원 어댑터 및 배터리 충전기와 같은 안정적인 DC 전원 공급 장치가 필요한 다양한 전자 장치에 적합합니다.

브리지 정류기의 응용

용접에서 편광 및 안정적인 DC 전압을 제공합니다

용접 장비에서 브리지 정류기는 안정적인 DC 전압을 제공 할 수 있습니다.이 안정성은 전원 공급 장치가 용접 공정에 직접 영향을 미치기 때문에 고품질 용접을 가능하게합니다.정류기는 AC 전력을 DC 전력으로 변환하여 전류 변동을 줄이고 안정적인 용접 아크를 보장하여 용접 조인트의 강도와 품질을 향상시킵니다.이 안정성은 용접 결함을 최소화하고 특히 아크 용접에서 전반적인 정확도를 향상시킵니다.

그림 12 : 용접 기계에 사용되는 브리지 정류기

브리지 정류기의 또 다른 주요 기능은 편광 DC 전압을 제공하는 것입니다.이것은 산화물 층의 형성이 용접 품질에 영향을 줄 수있는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 용접과 같은 전문 용접 작업에서 특히 중요합니다.편광 전압은 산화를 감소시켜 깨끗한 용접 표면과 더 강한 관절을 보장합니다.브리지 정류기를 결합함으로써 용접 장비는보다 안정적이고 고품질 전류를 제공하여 전체 용접 공정을 향상시킬 수 있습니다.

DC 출력을 더욱 부드럽게하고 전압 변동을 줄이기 위해 브리지 정류기는 종종 필터 커패시터 및 전압 조정기와 함께 사용됩니다.필터 커패시터는 잔물결을 제거하고 출력 전압을 더 매끄럽게 만듭니다. 전압 조절기는 출력 전압이 일정하게되도록하여 전압 v ariat 이온으로부터 용접 품질을 보호합니다.이 조합은 용접 전원 공급 장치의 안정성을 향상시키고 장비의 수명을 연장합니다.

내부 전원 공급 장치

가정용 기기, 산업 제어 장비 및 통신 장비를 포함한 최신 전자 장치는 제대로 작동하기 위해 안정적인 DC 전원 공급 장치가 필요합니다.브리지 정류기는 그리드에서 AC 전력을 이러한 장치에서 요구하는 DC 전원으로 변환하며 대부분의 전자 구성 요소와 회로는 DC 전원에 의존합니다.

브리지 정류기에서, 4 개의 다이오드는 브리지 회로를 형성하여 AC 전원을 DC 전력으로 변환합니다.그런 다음 필터 커패시터는 출력을 부드럽게하여 전압 변동을 줄이고보다 안정적인 DC 전원 공급 장치를 생성합니다.정밀한 전력이 필요한 장치의 경우, 전압 조절기 (예 : 선형 또는 스위칭 레귤레이터)는 일정하고 정확한 출력 전압을 보장합니다.이 설정은 전압 변동으로 인한 손상을 방지하여 장비의 신뢰성과 수명을 향상시킵니다.

가전 ​​제품에서 브리지 정류기는 텔레비전, 사운드 시스템 및 컴퓨터와 같은 장치의 내부 전력 모듈에 사용됩니다.예를 들어, TV의 전원 공급 장치에서 브리지 정류기는 AC 전원을 DC 전원으로 변환 한 다음 TV 회로에 분배되기 전에 필터링되고 안정화됩니다.이를 통해 외부 전원 공급 장치의 변동에도 불구하고 전압이 안정적으로 유지되어 이미지 및 음질을 유지합니다.

산업 제어 장비는 복잡한 운영 환경으로 인해 전원 공급 장치 안정성에 대한 요구 사항이 높습니다.이 장치의 브리지 정류기는 과전압 및 과전류 보호와 같은 보호 회로를 통해 안정적인 DC 전력을 제공하고 시스템의 안전성과 신뢰성을 향상시킵니다.예를 들어, 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러 (PLC)에서 브리지 정류기는 다른 조건에서 안정적으로 작동 할 수 있습니다.

라우터 및 스위치와 같은 통신 장비에서 Bridge Extrifier는 높은 안정성, 저 잡합력을 제공 할 수 있습니다.이를 통해 안정적인 신호 전송 및 장비의 원활한 작동을 보장합니다.AC를 DC로 변환하고 효율적인 필터링 및 전압 조절을 채택함으로써 Bridge Extifiers는 복잡한 네트워크 환경에서 통신 장비의 신뢰할 수있는 성능을 지원합니다.

배터리 충전기 내부

브리지 정류기는 배터리 충전기에서 배터리 충전에 필요한 안정적인 DC 전원으로 AC 전력을 변환합니다.휴대용 장치와 전기 자동차가 증가함에 따라 안정적인 배터리 충전기가 필수화되었습니다.정류기는 충전기가 다양한 배터리 유형의 특정 요구를 충족시키는 일정한 전류 및 전압을 제공합니다.이 안정적인 전원은 효율적인 충전 및 확장 된 배터리 수명을 가능하게합니다.

브리지 정류기는 일반적으로 브리지 회로를 형성하는 4 개의 다이오드로 구성됩니다.AC 전력의 양수 및 음의 절반 사이클을 맥동 DC 전력으로 변환합니다.이 맥동 DC 전력은 기본 요구 사항을 충족하지만 여전히 변동합니다.따라서 배터리 충전기에는 일반적으로 필터 커패시터가 포함되어있어 전압을 부드럽게하고보다 안정적인 출력을 보장합니다.

다른 배터리에는 특정 충전 전압과 전류가 필요합니다.브리지 정류기는 이러한 요구를 충족시키기 위해 다른 회로 모듈과 결합됩니다.예를 들어, 리튬 배터리에는 과충전 및 과다 차전을 방지하기 위해 정밀한 전압 및 전류 제어가 필요합니다.정류기는 일정한 전류 및 일정한 전압 충전 모드를 통합하고 충전 제어 회로와 협력하여 충전 프로세스를 최적화하기 위해 정확한 전압 및 전류를 제공합니다.

전력 변환 외에도 브리지 정류기는 배터리 충전기를 보호 할 수 있습니다.전원 공급 장치 전압은 순간 과전압 또는 서지를 경험하여 배터리와 충전기를 손상시킬 수 있습니다.정류기는 바리스터 및 퓨즈와 같은 보호 구성 요소와 함께 효과적인 보호 메커니즘을 형성합니다.입력 전압이 안전 레벨을 초과하면 보호 회로가 전원 공급 장치를 빠르게 절단하거나 배터리 및 충전기를 보호하기 위해 과잉 전류를 전환합니다.

브리지 정류기는 소규모 장치 용 충전기뿐만 아니라 고전력 전기 자동차 충전 시스템에도 사용됩니다.이러한 시스템은 더 높은 전력과 전류를 처리 할 수 ​​있으며 정류기는 신뢰할 수있는 성능으로 안전하고 효율적인 충전을 보장합니다.효율적인 정류 및 전압 조절 기술을 통해 전기 자동차의 배터리 수명을 빠르게 충전하고 확장 할 수 있습니다.

풍력 터빈 내부

풍력 터빈에서 브리지 정류기는 바람에 의해 생성 된 AC 전력을 DC 전력으로 변환합니다.이 DC 전원은 후속 전력 변환 및 스토리지의 기초입니다.풍력 터빈은 다양한 풍속을 통해 전기를 생성하여 불안정한 AC ​​전력을 생성합니다.이 정류기는이 변동하는 AC 전력을 효과적으로 변환하여 저장하거나 GRID와 호환되는 AC 전력으로 쉽게 전환 할 수있는보다 안정적인 DC 전원으로 변환합니다.

그림 13 : 풍력 터빈에 사용되는 브리지 정류기

풍력 터빈 발전기는 일반적으로 3 상 AC 전력을 생성 한 다음 브리지 정류기에 의해 DC 전력으로 변환됩니다.이 변환은 전력을 안정화시키고 전압 변동의 영향을 줄입니다.정류 된 DC 전원은 배터리 저장 시스템에서 직접 사용하거나 인버터에 의해 AC 전원으로 변환되어 풍력 발전의 활용을 최적화 할 수 있습니다.

풍력 터빈 내부에는 브리지 정류기, 필터 회로 및 보호 회로가 포괄적 인 전력 변환 및 관리 시스템을 형성합니다.필터 회로는 정류 된 DC 전력을 부드럽게하고 전압 변동과 잔물결을 줄이며 안정적인 출력을 달성합니다.보호 회로는 과전압 및 과전류 손상을 방지하여 시스템의 안전성과 신뢰성을 보장합니다.

해외 또는 산악 지역과 같은 가혹한 환경 조건으로 인해 풍력 발전 시스템에는 높은 신뢰성과 내구성이 필요합니다.다리 정류기는 장기 작동을 보장하기 위해 그러한 조건을 견딜 수 있어야합니다.고품질 재료 및 고급 제조 공정은 정류기 모듈의 내구성과 안정성을 향상시키고, 시스템 효율성을 향상시키고, 유지 보수 비용을 줄이며, 장비의 서비스 수명을 연장합니다.

풍력 터빈에 브리지 정류기를 적용하면 효율적인 전력 변환 및 관리가 가능합니다.이 정류기는 에너지 전환 효율과 전력 품질을 향상시키고 재생 에너지의 발달을 촉진하며 화석 연료에 대한 의존도를 줄입니다.풍력과 같은 청정 에너지 원이 Global Energy Mix의 필수 부분이되면서 Bridge Extifiers는이 변형에서 중요한 역할을합니다.

변조 된 신호의 진폭을 감지합니다

전자 통신 시스템에서는 변조 신호의 진폭을 감지해야합니다.이 프로세스는 RF (Radio Frequency) 통신 및 오디오 신호 처리에서 특히 중요합니다.브리지 정류기는 AC 신호를 DC 신호로 변환하여 진폭 감지를보다 쉽고 정확하게 만듭니다.복잡한 AC 신호를 측정 가능한 DC 전압으로 변환함으로써 정류기는 정확한 진폭 감지를 가능하게합니다.

브리지 회로에서 4 개의 다이오드로 구성된 브리지 정류기는 AC의 양수 및 음의 반 사이클을 모두 처리하여 더 부드럽고 안정적인 DC 출력을 생성합니다.정류 된 DC 전압은 원래 신호의 진폭에 비례하여 변조 된 신호의 진폭을 정확하게 측정 할 수 있습니다.

브리지 정류기는 RF 수신기 및 송신기 내 진폭 감지 회로에서 필수적입니다.이 회로는 신호 강도를 실시간으로 모니터링하여 안정 및 고품질 신호 전송에 필요한 조정을 가능하게합니다.또한 오디오 신호의 진폭을 감지하면 개선 된 청취 경험을 위해 동적 볼륨 조정을 허용하는 앰프 및 볼륨 제어 회로와 같은 오디오 장치에서도 일반적입니다.

진폭 감지의 정확도를 향상시키기 위해 브리지 정류기는 종종 필터링 및 증폭 회로와 쌍을 이룹니다.필터 회로는 잔물결을 제거하여 정류 된 DC 신호를 평활화하는 반면 앰프 회로는 신호 진폭을 증가시켜 감지 감도와 정확도를 향상시킵니다.이 조합은 다양한 변조 신호 및 주파수와 함께 작동하여 많은 응용 프로그램에 대한 안정적인 기술 지원을 제공합니다.

통신 및 오디오 장비 외에도 브리지 정류기는 레이더 시스템에서 에코 신호의 진폭을 감지하여 대상의 거리와 크기를 결정하는 데 도움이됩니다.의료 장비에서는 심전도 (ECG) 신호의 진폭을 감지하여 질병 진단을위한 귀중한 데이터를 제공합니다.

높은 AC를 낮은 DC 전압으로 변환합니다

브리지 정류기는 전력 어댑터, 산업 장비 및 다양한 전자 장치와 같은 응용 분야의 높은 AC 전압을 낮은 DC 전압으로 변환하는 데 전력 전자 장치에서 널리 사용됩니다.정류기는 주요 전원 공급 장치에서 고전압 AC를 효율적으로 변환하여 저전압 DC 전원이 필요한 장치의 신뢰할 수있는 작동을 보장합니다.

브리지 정류기는 4 개의 다이오드를 사용하여 브리지 회로를 형성하여 입력 AC 전원의 2 개의 반 사이클을 교정하고 맥동 DC 전력으로 변환합니다.이 맥동 DC 전력에는 약간의 리플이 포함되어 있지만 후속 필터링 및 전압 조절은 안정적인 저전압 DC 전력을 생성합니다.필터 커패시터 스무드 아웃 전압 변동, 전압 조정기는 출력 전압이 정확한지 확인하여 일관된 장치 성능을 보장합니다.

브리지 정류기는 전압 변환을 수행 할뿐만 아니라 회로를 보호합니다.예를 들어, 산업 장비에서, 고전압 AC는 저전압 DC로 변환 될 때 과전압이 발생할 수있다.정류기를 과전압 보호 회로 및 퓨즈와 결합하면 장비 안전이 보장됩니다.입력 전압이 안전한 레벨을 초과하면 보호 회로가 빠르게 전력을 차단하거나 전류를 제한하여 손상을 방지합니다.

전원 어댑터에서 브리지 정류기는 필수 구성 요소입니다.예를 들어, 휴대폰 충전기는 브리지 정류기를 사용하여 220V AC를 DC로 변환 한 다음 충전을 위해 안정적인 5V 또는 9V DC를 출력하기 위해 필터링되고 물러납니다.이 프로세스는 안전하고 효율적인 충전을 보장하고 배터리 수명을 연장합니다.

산업 장비는 종종 전원 내부 회로 및 제어 시스템을위한 저전압 DC 전원 공급 장치가 필요합니다.브리지 정류기는 고전압 산업용 AC를 적절한 저전압 DC로 변환하여 CNC 공작 기계 및 모터 제어 시스템과 같은 장비의 정상적인 작동을 보장합니다.열 소산 및 효율은 고전압 AC를 저전압 DC로 변환하는 데 어려움이 있습니다.정류가 열을 생성하기 때문에 브리지 정류기에는 종종 방열판이 장착되거나 고효율 반도체 재료로 만들어 성능 및 내구성을 향상시킵니다.

브리지 정류기 대 하프 파 정류기

브리지 정류기와 반파 정류기는 일반적인 정류기 유형이지만 건축, 성능 및 응용 분야에서 크게 다릅니다.이러한 차이를 이해하면 다양한 응용 프로그램에 가장 적합한 정류 솔루션을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.

다리 정류기

브리지 정류기는 전체 AC 사이클에서 전원을 변환하기 때문에 더 효율적입니다.브리지 구성에 배열 된 4 개의 다이오드를 사용하여 AC 입력의 양수 및 음의 반 사이클을 모두 처리 할 수 ​​있습니다.전체 입력 전압이 사용되므로 출력 전압이 더 높습니다.브리지 정류기를 연결하면 즉시 효율성을 알 수 있습니다.출력 전압은 반파 정류기의 출력 전압보다 부드럽고 높습니다.이 효율성은 브리지 정류기가 전력 어댑터, 용접 장비 및 산업 제어 시스템과 같은 고성능 전원 공급 장치에 사용되는 이유입니다.안정적인 DC 출력은 안정적인 전력이 필요한 응용 프로그램에 이상적입니다.

반파 정류기

반파 정류기는 더 간단하며 기본 정류를 위해서는 하나의 다이오드 만 필요합니다.AC 입력의 양수 반주기 동안 만 수행 되므로이 기간 동안에만 전류가 전달 될 수 있습니다.음의 반 사이클이 차단되어 양의 반 사이클 전류 만 포함하는 맥동 DC 출력이 발생합니다.반파 정류기를 사용할 때는 단순성을 알 수 있습니다.설정하기는 쉽지만 전압이 낮고 잔물결이 더 낮아 출력이 덜 효율적입니다.이를 통해 간단한 충전기 및 저전력 신호 처리 회로와 같은 고출력 품질이 필요하지 않은 저전력 장치에 적합합니다.

비교 및 응용

효율성 및 안정성 : 브리지 정류기는 더 높은 효율과 안정성을 제공합니다.그들은 전체 AC 사이클을 사용하여 최소한의 잔물결로 더 부드러운 DC 출력을 초래합니다.필터링 회로와 쌍을 이루면 출력 전압의 리플이 추가로 감소하여 안정적이고 부드러운 DC 전압을 제공합니다.이로 인해 고력 품질이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다.

복잡성 및 비용 : 교량 정류기는 구조가 더 복잡하며 4 개의 다이오드가 필요합니다.그러나 전자 제품의 발전으로 인해 이러한 구성 요소의 비용과 크기가 줄어들어 브리지 정류기가 더 쉽게 이용할 수있었습니다.

단순성 및 비용 효율성 : 반파 정류기는 건축이 간단하고 비용이 적어 고력 품질이 중요하지 않은 응용 분야에 유리합니다.휴대용 장치 또는 저렴한 전자 제품과 같은 소형 저전력 회로에 이상적입니다.효율이 낮고 전압 변동이 더 많지만 단순성으로 인해 일부 용도로 저렴한 선택이됩니다.

오른쪽 정류기 선택

브리지 정류기와 반파 정류기 중에서 선택하는 것은 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다.고효율과 안정적인 출력의 경우 브리지 정류기가 최선의 선택입니다.단순성 및 저렴한 비용, 특히 저전력 응용 분야에서 반파 정류기가 더 적절할 수 있습니다.

브리지 정류기 및 AC 스위치의 비교

브리지 정류기 및 AC 스위치는 전력 전자 장치에서 다른 역할을합니다.브리지 정류기 교류 (AC)를 대체 전류 (DC)로 변환하는 반면 AC 스위치는 AC 회로의 온 오프 상태를 제어합니다.그들의 기능과 응용 프로그램을 이해하면 전자 장치를 효과적으로 설계하고 사용하는 데 도움이됩니다.

다리 정류기

브리지 정류기는 AC의 양고기 반 사이클을 DC로 변환합니다.이는 AC 전류가 단일 방향으로 흐르도록하는 4 개의 다이오드를 사용하여 달성되어 DC 출력이 발생합니다.브리지 정류기를 사용할 때는 전체 사이클에서 AC를 얼마나 효율적으로 AC를 DC로 변환하는지 알 수 있습니다.출력 전압은 특히 필터 커패시터 및 전압 조절기와 결합 될 때 더 높고 매끄 럽습니다. 이는 변동을 줄이고 안정적인 DC를 제공 할 수 있습니다.이러한 특성으로 인해 브리지 정류기는 안정적이고 안정적인 전원 공급 장치가 필요한 전력 어댑터, 용접 장비 및 산업 제어 시스템에 이상적입니다.

AC 스위치

AC 스위치는 사이리스터, 양방향 사이리스터 또는 고형 상태 릴레이와 같은 전자 스위칭 요소를 사용하여 AC 회로의 전도 및 분리를 제어합니다.AC 스위치를 사용하면 신속하게 응답하고 서비스 수명이 길며 신뢰성이 높다는 것을 알게됩니다.고주파수에서 작동하여 홈 기기, 조명 시스템 및 산업 자동화 제어와 같이 자주 스위칭이 필요한 응용 분야에 적합합니다.그들은 전력 분배를 효과적으로 관리하여 시스템이 안전하고 효율적으로 운영되도록합니다.

결합 된 응용 프로그램

일부 시스템에서는 브리지 정류기와 AC 스위치가 복잡한 전원 관리 및 제어를 위해 함께 사용됩니다.예를 들어, 무정전 전원 공급 장치 (UPS) 시스템에서 브리지 정류기는 입력 AC 전원을 배터리 저장 및 인버터 사용을 위해 DC 전원으로 변환합니다.AC 스위치는 전원 스위칭을 제어하여 백업 전원으로 빠르게 전환하여 주 전력 고장 중에 지속적인 전력을 보장합니다.이 조합은 두 구성 요소의 강도를 활용하여 안정적이고 신뢰할 수있는 전력 솔루션을 제공합니다.

설계 고려 사항

브리지 정류기와 AC 스위치를 설계하고 선택하려면 다양한 요소가 필요합니다.브리지 정류기의 경우 입력 전압 및 전류 사양, 정류 효율, 열 관리 및 물리적 크기를 고려하십시오.AC 스위치의 경우 전압 및 현재 등급, 스위칭 속도, 견고성 및 전자기 호환성에주의하십시오.엔지니어는 최적의 성능과 안정성을 달성하기 위해 특정 응용 프로그램 요구 사항에 따라 올바른 구성 요소를 선택해야합니다.

결론

정류기는 전자 및 전력 시스템에서 매우 중요합니다.반파 정류기, 전파 정류기 또는 브리지 정류기이든 다른 응용 프로그램 시나리오에서 중요한 역할을합니다.브리지 정류기는 고효율 및 안정성으로 인해 고성능 전원 공급 장치, 용접 장비 및 산업 제어 시스템에 널리 사용됩니다.반파 정류기는 간단한 구조와 저렴한 비용으로 인해 저전력 전자 장치에 적합합니다.정류기를 설계하고 선택할 때 엔지니어는 최적의 성능 및 신뢰성을 보장하기 위해 특정 애플리케이션 요구 사항에 따라 입력 전압, 현재 사양, 정류 효율 및 열 관리와 같은 요소를 종합적으로 고려해야합니다.정류기의 개발 및 적용은 전자 장비의 효율성과 안정성을 향상시킬뿐만 아니라 기술 진보와 산업 업그레이드도 촉진합니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. 브리지 정류기의 장점은 무엇입니까?

고효율 : 브리지 정류기는 AC 사이클의 두 절반을 DC로 변환하여 AC 사이클의 절반 만 사용하는 반파 정류기보다 효율적입니다.이것은 에너지가 낭비되지 않으며 더 많은 전력이 하중으로 전달됩니다.

더 높은 출력 전압 : 브리지 정류기는 전체 AC 파형을 사용하기 때문에 결과 DC 출력 전압은 반파 정류기에 비해 높습니다.이것은보다 강력한 전원 공급 장치로 이어집니다.

잔물결 감소 : 전파 정류 프로세스는 반파 정류에 비해 잔물결이 적은 (변동)가 더 부드러운 DC 출력을 생성합니다.이 매끄러운 출력은 민감한 전자 장치에 중요합니다.

신뢰할 수 있고 내구성이 뛰어납니다 : 브리지 구성에서 4 개의 다이오드를 사용하면 더 나은 신뢰성과 내구성이 있습니다.하나의 다이오드가 실패하더라도 효율이 감소하더라도 회로는 여전히 작동 할 수 있습니다.

중앙 탭 변압기가 필요하지 않습니다. 중앙 탭 변압기가 필요한 전파 정류기와 달리 브리지 정류기에는이를 필요로하지 않으므로 설계를 더 간단하고 저렴하게 만듭니다.

2. 브리지 정류기에 4 개의 다이오드가 사용되는 이유는 무엇입니까?

전파 정류 : 4 개의 다이오드를 사용하는 주된 이유는 전파 정류를 달성하는 것입니다.이는 AC 사이클의 양 및 음수 절반이 모두 사용되어 정류기의 효율 및 출력 전압을 증가시킵니다.

방향 제어 : 다이오드는 전류의 흐름을 지시하는 브리지 구성으로 배열됩니다.AC 입력의 양수 반주기 동안, 두 개의 다이오드가 전류가 하중을 한 방향으로 통과시킬 수 있도록합니다.음의 하프 사이클 동안, 다른 두 다이오드는 수행하지만 여전히 동일한 방향으로 하중을 통해 전류를 지시합니다.이를 통해 일관된 DC 출력을 보장합니다.

전압 사용 : 4 개의 다이오드를 사용하여 브리지 정류기는 전체 AC 전압을 사용하여 전력 변환 효율을 최대화 할 수 있습니다.각 다이오드 쌍은 번갈아 가며 부하가 항상 단방향 전류를 볼 수 있도록합니다.

3. 교량 정류기의 단점은 무엇입니까?

전압 강하 : 브리지 정류기의 각 다이오드는 작은 전압 강하 (일반적으로 실리콘 다이오드의 경우 0.7V)를 도입합니다.4 개의 다이오드를 사용하면 약 1.4V의 총 전압 강하가 발생하여 출력 전압이 약간 줄어 듭니다.

복잡성 : 브리지 정류기 회로는 단순한 반파 정류기보다 더 복잡합니다.이것은 회로 설계 및 어셈블리의 복잡성을 증가시킬 수 있습니다.

전력 손실 : 다이오드를 가로 지르는 전압 강하는 또한 전력 손실로 변환되며, 이는 고전류 응용 분야에서 중요 할 수 있습니다.이는 전원 공급 장치의 전반적인 효율성을 줄입니다.

열 생성 : 다이오드의 전력 손실은 열 생성을 초래하며, 특히 고출력 응용 분야에서 과열을 방지하기 위해 방열판과 같은 추가 냉각 조치가 필요할 수 있습니다.

4. DC를 브리지 정류기에 넣으면 어떻게됩니까?

정류 없음 : 브리지 정류기는 전류가 한 방향으로 다이오드를 통과 할 수 있도록하여 AC로 DC로 변환하도록 설계되었습니다.입력에 DC를 적용하면 DC가 이미 단방향이므로 다이오드가 전류를 전환하거나 정류하지 않습니다.

전압 강하 : DC는 한 번에 두 개의 다이오드를 통과하여 (브리지의 각 다리에 하나씩) 전압 강하가 약 1.4V (다이오드 당 0.7V)를 유발합니다.이는 출력 DC 전압이 입력 DC 전압보다 약간 낮다는 것을 의미합니다.

열 생성 : 다이오드를 통과하는 전류는 전력 소산 (p = i²r)으로 인해 열이 발생합니다.입력 전류가 높아서 다이오드를 손상 시키거나 열 소산 측정이 필요한 경우이 열은 중요해질 수 있습니다.

가능한 오버로드 : 적용된 DC 전압이 다이오드의 정격 전압보다 상당히 높으면 다이오드 분해가 발생하여 회로 고장이 발생할 수 있습니다.손상을 피하기 위해 적절한 전압 등급을 준수해야합니다.