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ブリッジ整流器とは何ですか?その動作原理を説明してください

Rabert T
Rabert T
フィールド: 電気工学
0
Canada

交流電(AC)は、整流回路を使用して直流電(DC)に変換されます。

  • 半波整流器

  • 全波整流器

  • ブリッジ整流器

これらは基本的な3種類の整流器です。これらの整流器はすべて、電流を変換するという同じ主目的を持っていますが、その効果は十分ではありません。

両方

  • ブリッジ整流器と

  • センタータップ全波整流器

は効果的な変換器です。

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電子電源にはブリッジ整流回路があります。利用可能な交流電源から多くの電子基本部品を動作させるために、多くの電子回路では整流された直流電源が必要です。この整流器は、以下の電子交流電力装置を含む広範な電子交流電力装置で使用されています。

  • 溶接アプリケーション、

  • 変調プロセス、

  • モータコントローラー、および

  • 家庭用電化製品。

この記事では、ブリッジ整流器の動作の概要を説明します。

ブリッジ整流器とは何ですか?

ブリッジ整流器とは、商用交流入力を直流(DC)出力に変換する発電機のことを指します。ブリッジ整流器は、電気機器や部品に直流電圧を供給します。他の規制された固体スイッチまたは4つ以上のダイオードを使用して組み立てることができます。

負荷電流によりブリッジ整流器が決定されます。適切な目的のための整流器電源を選択する際には、以下の要素が考慮されます。

  • 部品の評価と仕様、

  • 耐圧、

  • 温度範囲、

  • 一時的な電流評価、

  • 順方向電流評価、

  • 取り付け要件、および

他にも考慮されます。

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ブリッジ整流器の構造

この回路では、D1、D2、D3、D4の4つのダイオードと負荷抵抗(RL)を使用して、効果的に交流を直流に変換することができます。これらのダイオードは閉ループ配置で接続できます。この設計の主な利点は、特別なセンタータップトランスフォーマーが不要であることです。したがって、サイズとコストが減少します。

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入力信号がAとBのような2つの端子間に適用された後、出力DC信号はRL間で得られます。この状態では、負荷抵抗はCとDの2つの端子間に接続されます。2つのダイオードの配置は、各半周期で2つのダイオードが電流を導くように行われます。D1とD3のダイオードペアは正の半周期で電流を導き、D2とD4のダイオードは負の半周期で電流を導きます。

ブリッジ整流器の回路図

センタータップトランスフォーマー付きの全波整流器は、ブリッジ整流器の出力電圧の約半分を生じます。センタータップトランスフォーマーが不要であるため、この回路はコストが低い整流器に似ています。

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ブリッジ整流器の回路図には、以下のような多くのレベルのコンポーネントが含まれています。

  • トランスフォーマー、

  • ダイオードブリッジ、

  • フィルタリング、および

  • レギュレーター。

これらのビルディングブロック全体はしばしば規制されたDC電源と呼ばれ、多くの電子機器を動かします。

1). トランスフォーマー

入力電圧の振幅を変更するステップダウントランスフォーマーが回路の初期段階を構成します。多くの電子プロジェクトでは、230Vの商用交流電源を230/12Vトランスフォーマーを使用して12Vの交流電源にステップダウンします。

2). ダイオードブリッジ

3). フィルタリング

ダイオードブリッジ整流器の出力を純粋な直流として生成するためには、そのパルス性のためフィルタリングが必要です。波形が平滑化されるとき、フィルタリングは通常、負荷間に接続された1つ以上のコンデンサを使用して行われます。出力電圧はこのコンデンサの評価に影響を与えます。

4). 電圧レギュレーター

出力電圧を一定に保つ電圧レギュレーターが、この制御されたDC電源の最終ステップです。マイクロコントローラは5V DCで動作し、ブリッジ整流器は16Vを出力します。この値を下げて、入力電圧がどのように変化しても一定に保つために、電圧レギュレーターが必要です。

ブリッジ整流器の動作原理

4つのダイオードで構成される単相ブリッジ整流器は、以前に説明したように負荷に接続されています。

D1とD2は、AC入力波形ダイオードの正の半周期で順方向バイアスされ、D3とD4は逆方向バイアスされます。電圧がダイオードのしきい値を超えて上昇すると、負荷電流が流れ始めます。

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D3とD4は、AC入力波形の負の半周期で順方向バイアスされ、D1とD2は逆方向バイアスされます。D3とD4のダイオードが始めて導通すると、負荷電流がそれらを通じて流れ始めます。

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