브리지 정류기 란 무엇입니까 : 회로도 및 작동

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정류기 회로는 AC (교류)를 DC (직류)로 변환하는 데 사용됩니다. 정류기는 주로 반파, 전파 및 브리지 정류기의 세 가지 유형으로 분류됩니다. 이 모든 정류기의 주요 기능은 전류 변환과 동일하지만 전류를 AC에서 DC로 효율적으로 변환하지 못합니다. 중앙 탭 전파 정류기와 브리지 정류기가 효율적으로 변환됩니다. 브리지 정류기 회로는 전자 전원 공급 장치의 공통 부분입니다. 많은 전자 회로 정류 된 DC 필요 전원 공급 다양한 전원 공급 전자 기본 구성 요소 사용 가능한 AC 전원 공급 장치에서. 이 정류기는 다양한 전자 장치에서 찾을 수 있습니다. 가전 ​​제품과 같은 AC 전원 장치 , 모터 컨트롤러, 변조 프로세스, 용접 애플리케이션 등.이 기사에서는 브리지 정류기 및 그 작동에 대한 개요를 설명합니다.

브리지 정류기 란?

브리지 정류기는 주 AC 입력을 DC 출력으로 정류하는 교류 (AC)-직류 (DC) 변환기입니다. 브리지 정류기는 전자 부품 또는 장치에 필요한 DC 전압을 제공하는 전원 공급 장치에 널리 사용됩니다. 4 개 이상의 다이오드 또는 기타 제어 된 솔리드 스테이트 스위치로 구성 할 수 있습니다.




브리지 정류기

브리지 정류기

부하 전류 요구 사항에 따라 적절한 브리지 정류기가 선택됩니다. 구성 요소의 정격 및 사양, 항복 전압, 온도 범위, 과도 전류 정격, 순방향 전류 정격, 장착 요구 사항 및 기타 고려 사항은 적절한 전자 회로의 애플리케이션에 맞는 정류기 전원 공급 장치를 선택하는 동안 고려됩니다.



구성

브리지 정류기 구조는 다음과 같습니다. 이 회로는 부하 저항 (RL)과 함께 D1, D2, D3 및 D4의 4 개의 다이오드로 설계 할 수 있습니다. 이러한 다이오드의 연결은 폐쇄 루프 패턴으로 수행되어 AC (교류)를 DC (직류)로 효율적으로 변환 할 수 있습니다. 이 설계의 주요 이점은 전용 중앙 탭 변압기가 없다는 것입니다. 따라서 비용뿐만 아니라 크기도 줄어들 것입니다.

입력 신호가 A 및 B와 같은 두 단자에 적용되면 RL을 통해 o / p DC 신호를 얻을 수 있습니다. 여기서 부하 저항은 C & D와 같은 두 단자 사이에 연결됩니다. 두 다이오드의 배열은 전기가 매 반주기 동안 두 개의 다이오드에 의해 전도되는 방식으로 이루어질 수 있습니다. D1 및 D3과 같은 다이오드 쌍은 양의 반주기 동안 전류를 전도합니다. 마찬가지로 D2 및 D4 다이오드는 음의 반주기 동안 전류를 전도합니다.

브리지 정류기 회로도

브리지 정류기의 주요 장점은 중앙 탭 변압기를 사용하는 전파 정류기의 경우와 같이 출력 전압이 거의 두 배가된다는 것입니다. 그러나이 회로는 중앙 탭 변압기가 필요하지 않으므로 저렴한 정류기와 비슷합니다.


브리지 정류기 회로도는 변압기, 다이오드 브리지, 필터링 및 조정기와 같은 다양한 단계의 장치로 구성됩니다. 일반적으로 이러한 모든 블록 조합을 규제 된 DC 전원 공급 장치 다양한 전자 제품에 동력을 제공합니다.

회로의 첫 번째 단계는 입력 전압의 진폭을 변경하는 강압 형 변압기입니다. 대부분 전자 프로젝트 230 / 12V 변압기를 사용하여 AC 주전원 230V ~ 12V AC 공급을 강압합니다.

브리지 정류기 회로도

브리지 정류기 회로도

다음 단계는 브리지 정류기의 유형에 따라 4 개 이상의 다이오드를 사용하는 다이오드 브리지 정류기입니다. 해당 정류기에 대해 특정 다이오드 또는 기타 스위칭 장치를 선택하려면 PIV (Peak Inverse Voltage), 순방향 전류 If, 정격 전압 등과 같은 장치에 대한 몇 가지 고려 사항이 필요합니다. 입력 신호의 반주기마다 다이오드 세트.

다이오드 브리지 정류기 이후의 출력은 맥동하는 특성을 가지고 있기 때문에 순수 DC로 생성하려면 필터링이 필요합니다. 필터링은 일반적으로 하나 이상의 전체에 연결된 커패시터 아래 그림에서 볼 수 있듯이 파도의 평활화가 수행되는 부하. 이 커패시터 정격은 출력 전압에 따라 달라집니다.

이 조정 된 DC 공급 장치의 마지막 단계는 출력 전압을 일정한 수준으로 유지하는 전압 조정기입니다. 가정하십시오 마이크로 컨트롤러 작동 5V DC에서하지만 브리지 정류기 이후의 출력은 약 16V이므로이 전압을 줄이고 일정한 레벨을 유지하려면 (입력 측의 전압 변화에 관계없이) 전압 조정기가 필요합니다.

브리지 정류기 작동

위에서 논의했듯이 단상 브리지 정류기는 4 개의 다이오드로 구성되며이 구성은 부하 전체에 연결됩니다. 브리지 정류기의 작동 원리를 이해하기 위해 데모 용으로 아래 회로를 고려해야합니다.

입력 AC 파형 다이오드의 포지티브 하프 사이클 동안 D1 및 D2는 순방향 바이어스되고 D3 및 D4는 역방향 바이어스됩니다. 전압, 이상 다이오드의 임계 레벨 D1 및 D2가 전도를 시작합니다. 아래 다이어그램의 빨간색 선 경로에 표시된대로 부하 전류가이를 통해 흐르기 시작합니다.

회로 작동

회로 작동

입력 AC 파형의 음의 반주기 동안 다이오드 D3 및 D4는 순방향 바이어스되고 D1 및 D2는 역방향 바이어스됩니다. 부하 전류는 그림과 같이 다이오드가 전도를 시작할 때 D3 및 D4 다이오드를 통해 흐르기 시작합니다.

두 경우 모두 부하 전류 방향이 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 즉, 그림에 표시된대로 위 아래로 이동합니다. 따라서 단방향, 즉 DC 전류를 의미합니다. 따라서 브리지 정류기를 사용하면 입력 AC 전류가 DC 전류로 변환됩니다. 이 브리지 웨이브 정류기를 사용하는 부하의 출력은 본질적으로 맥동하지만 순수한 DC를 생성하려면 커패시터와 같은 추가 필터가 필요합니다. 동일한 작동이 다른 브리지 정류기에 적용되지만 제어 된 정류기의 경우 사이리스터 트리거링 부하로 전류를 구동하는 데 필요합니다.

브리지 정류기의 유형

신부 정류기는 공급 유형, 제어 기능, 신부 회로 구성 등의 요인에 따라 여러 유형으로 분류됩니다. 브리지 정류기는 주로 단상 및 3 상 정류기로 분류됩니다. 이 두 유형은 제어되지 않는 정류기, 반 제어되는 정류기 및 완전 제어되는 정류기로 분류됩니다. 이러한 유형의 정류기 중 일부는 아래에 설명되어 있습니다.

단상 및 3 상 정류기

공급의 특성, 즉 단상 또는 3 상 공급이 이러한 정류기를 결정합니다. 단상 브리지 정류기는 AC를 DC로 변환하기위한 4 개의 다이오드로 구성되지만 3 상 정류기는 6 개의 다이오드를 사용합니다. , 그림과 같이. 이들은 다이오드, 사이리스터 등과 같은 회로 구성 요소에 따라 제어되지 않거나 제어되는 정류기 일 수 있습니다.

단상 및 3 상 정류기

단상 및 3 상 정류기

제어되지 않는 브리지 정류기

이 브리지 정류기는 그림과 같이 다이오드를 사용하여 입력을 정류합니다. 다이오드는 전류가 한 방향으로 만 흐르도록하는 단방향 장치이기 때문입니다. 정류기의 이러한 다이오드 구성을 사용하면 부하 요구 사항에 따라 전력이 변하지 않습니다. 따라서 이러한 유형의 정류기는 고정 또는 고정 전원 공급 장치 .

제어되지 않는 브리지 정류기

제어되지 않는 브리지 정류기

제어 브리지 정류기

이 유형의 정류기에서 AC / DC 컨버터 또는 정류기 – 제어되지 않는 다이오드 대신 SCR, MOSFET, IGBT 등과 같은 제어 된 반도체 장치를 사용하여 다양한 전압에서 출력 전력을 변경합니다. 이러한 장치를 다양한 순간에 트리거하면 부하의 출력 전력이 적절하게 변경됩니다.

제어 브리지 정류기

제어 브리지 정류기

브리지 정류기 IC

RB-156 IC 핀 구성과 같은 브리지 정류기는 아래에서 설명합니다.

핀 -1 (위상 / 라인) : 이것은 AC 입력 핀으로, AC 전원에서이 위상 핀으로 위상 와이어를 연결할 수 있습니다.

핀 -2 (중립) : 이것은 AC 전원에서이 중성 핀으로 중성선을 연결할 수있는 AC 입력 핀입니다.

핀 -3 (양성) : 이것은 정류기의 양의 DC 전압이이 양의 핀에서 얻어지는 DC 출력 핀입니다.

핀 -4 (네거티브 / 접지) : 이 네거티브 핀에서 정류기의 접지 전압을 얻는 DC 출력 핀입니다.

명세서

이 RB-15 브리지 정류기의 하위 범주는 RB15에서 RB158까지입니다. 이 정류기 중에서 RB156이 가장 자주 사용되는 정류기입니다. RB-156 브리지 정류기의 사양은 다음과 같습니다.

  • O / p DC 전류는 1.5A입니다.
  • 최대 피크 역 전압은 800V입니다.
  • 출력 전압 : (√2 × VRMS) – 2V
  • 최대 입력 전압은 560V입니다.
  • 각 브리지의 전압 강하는 1V @ 1A입니다.
  • 서지 전류는 50A입니다.

이 RB-156은 가장 일반적으로 사용되는 소형, 저비용 및 단상 브리지 정류기입니다. 이 IC는 560V와 같이 가장 높은 i / p AC 전압을 가지고 있으므로 모든 국가에서 단상 전원 공급 장치에 사용할 수 있습니다. 이 정류기의 가장 높은 DC 전류는 1.5A입니다. 이 IC는 AC-DC 변환 프로젝트에서 최상의 선택이며 최대 1.5A를 제공합니다.

브리지 정류기 특성

브리지 정류기의 특성은 다음과 같습니다.

  • 리플 팩터
  • 피크 역 전압 (PIV)
  • 능률

리플 팩터

인자를 사용하여 출력 DC 신호의 부드러움을 측정하는 것을 리플 인자라고합니다. 여기서 부드러운 DC 신호는 리플이 거의없는 o / p DC 신호로 간주 할 수 있고, 고 맥동 DC 신호는 높은 리플을 포함하는 o / p로 간주 할 수 있습니다. 수학적으로 리플 전압과 순수 DC 전압의 비율로 정의 할 수 있습니다.

브리지 정류기의 경우 리플 계수는 다음과 같이 주어질 수 있습니다.

Γ = √ (Vrms2 / VDC) −1

브리지 정류기의 리플 계수 값은 0.48입니다.

PIV (피크 역 전압)

피크 역 전압 또는 PIV는 역방향 바이어스 조건에서 음의 반주기 동안 연결될 때 다이오드에서 나오는 최고 전압 값으로 정의 할 수 있습니다. 브리지 회로에는 D1, D2, D3 및 D4와 같은 4 개의 다이오드가 포함됩니다.

양의 반주기에서 D1 및 D3과 같은 두 다이오드는 전도 위치에있는 반면 D2 및 D4 다이오드는 모두 비전도 위치에 있습니다. 마찬가지로 음의 반주기에서 D2 및 D4와 같은 다이오드는 전도 위치에있는 반면 D1 및 D3와 같은 다이오드는 비전도 위치에 있습니다.

능률

정류기의 효율은 주로 정류기가 AC (교류)를 DC (직류)로 변경하는 능력을 결정합니다. 정류기의 효율은 DC o / p 전력과 AC i / p 전력의 비율로 정의 할 수 있습니다. 브리지 정류기의 최대 효율은 81.2 %입니다.

η = DC o / p 전력 / AC i / p 전력

브리지 정류기 파형

브리지 정류기 회로도에서 부하 저항을 통과하는 전류의 흐름이 양 및 음의 반주기 전체에서 동일하다는 결론을 내릴 수 있습니다. o / p DC 신호의 극성은 완전히 양 (+)이거나 음 (-) 일 수 있습니다. 이 경우 완전히 긍정적입니다. 다이오드의 방향이 반전되면 완전한 음의 DC 전압을 얻을 수 있습니다.

따라서이 정류기는 i / p AC 신호의 포지티브 및 네거티브 사이클 모두에 걸쳐 전류 흐름을 허용합니다. 브리지 정류기의 출력 파형은 다음과 같습니다.

브리지 정류기라고하는 이유는 무엇입니까?

다른 정류기와 비교할 때 이것은 가장 효율적인 유형의 정류기 회로입니다. 이름에서 알 수 있듯이 이것은 전파 정류기의 한 유형으로 브리지 형태로 연결된 4 개의 다이오드를 사용합니다. 그래서 이런 종류의 정류기를 브리지 정류기라고합니다.

브리지 정류기에 4 개의 다이오드를 사용하는 이유는 무엇입니까?

브리지 정류기에서는 중앙 탭 변압기를 사용하지 않고 전파 정류를 허용하는 회로를 설계하는 데 4 개의 다이오드가 사용됩니다. 이 정류기는 주로 대부분의 응용 분야에서 전파 정류를 제공하는 데 사용됩니다.

4 개의 다이오드 배열은 폐쇄 루프 배열 내에서 수행되어 AC를 DC로 효율적으로 변경할 수 있습니다. 이 배열의 주요 이점은 중앙 탭 변압기가 없어서 크기와 비용이 감소된다는 것입니다.

장점

브리지 정류기의 장점은 다음과 같습니다.

  • 전파 정류기의 정류 효율은 반파 정류기의 두 배입니다.
  • 전파 정류기의 경우 더 높은 출력 전압, 더 높은 출력 전력 및 더 높은 변압기 활용 계수.
  • 전파 정류기의 경우 리플 전압이 낮고 주파수가 높으므로 간단한 필터링 회로가 필요합니다.
  • 변압기 2 차측에는 중앙 탭이 필요하지 않으므로 브리지 정류기의 경우 필요한 변압기가 더 간단합니다. 전압의 승압 또는 강압이 필요하지 않은 경우 변압기도 제거 할 수 있습니다.
  • 주어진 전력 출력에 대해 브리지 정류기의 경우 더 작은 크기의 전력 변압기를 사용할 수 있습니다. 공급 변압기의 1 차 권선과 2 차 권선 모두의 전류가 전체 AC 사이클 동안 흐르기 때문입니다.
  • 정류 효율은 반파 정류기에 비해 2 배입니다.
  • 고주파수 및 저 리플 전압을 위해 간단한 필터 회로를 사용합니다.
  • 중앙 탭 정류기에 비해 TUF가 더 높습니다.
  • 중앙 탭 변압기가 필요하지 않습니다.

단점

브리지 정류기의 단점은 다음과 같습니다.

  • 4 개의 다이오드가 필요합니다.
  • 두 개의 추가 다이오드를 사용하면 추가 전압 강하가 발생하여 출력 전압이 감소합니다.
  • 이 정류기는 4 개의 다이오드가 필요하므로 정류기의 비용이 높습니다.
  • 두 개의 다이오드 연결이 직렬로 수행 될 수 있고 내부 저항으로 인해 두 배의 전압 강하를 제공하기 때문에 작은 전압을 정류해야 할 경우 회로는 적절하지 않습니다.
  • 이 회로는 매우 복잡합니다.
  • 중앙 탭형 정류기에 비해 브리지 정류기는 전력 손실이 더 큽니다.

애플리케이션 – 브리지 정류기를 사용하여 AC 전원을 DC로 변환

규제 된 DC 전원 공급 장치는 종종 많은 전자 애플리케이션에 필요합니다. 가장 안정적이고 편리한 방법 중 하나는 사용 가능한 AC 주 전원 공급 장치를 DC 공급 장치로 변환하는 것입니다. AC 신호를 DC 신호로 변환하는 것은 다이오드 시스템 인 정류기를 사용하여 수행됩니다. AC 신호의 절반 만 정류하는 반파 정류기이거나 AC 신호의 두 사이클을 모두 정류하는 전파 정류기 일 수 있습니다. 전파 정류기는 2 개의 다이오드로 구성된 중앙 탭 정류기이거나 4 개의 다이오드로 구성된 브리지 정류기 일 수 있습니다.

여기에 브리지 정류기가 설명되어 있습니다. 배열은 두 개의 인접한 다이오드의 양극이 연결되어 출력에 양의 전원을 공급하고 다른 두 개의 인접한 다이오드의 음극이 연결되어 출력에 음의 전원을 공급하도록 배열 된 4 개의 다이오드로 구성됩니다. 인접한 다른 두 다이오드의 양극과 음극은 AC 전원의 양극에 연결되는 반면 다른 두 개의 인접한 다이오드의 양극과 음극은 AC 전원의 음극에 연결됩니다. 따라서 4 개의 다이오드가 브리지 구성으로 배열되어 각 하프 사이클에서 두 개의 대체 다이오드가 반발하는 DC 전압을 생성합니다.

주어진 회로는 조정되지 않은 DC ​​출력이 전류 제한 저항을 통해 전해질 커패시터에 제공되는 브리지 정류기 배열로 구성됩니다. 커패시터 양단의 전압은 전압계를 사용하여 모니터링되며 전압 한계에 도달 할 때까지 커패시터가 충전됨에 따라 계속 증가합니다. 부하가 커패시터에 연결되면 커패시터가 방전되어 부하에 필요한 입력 전류를 제공합니다. 이 경우 램프가 부하로 연결됩니다.

규제 된 DC 전원 공급 장치

조정 된 DC 전원 공급 장치는 다음 구성 요소로 구성됩니다.

  • 고전압 AC를 저전압 AC로 변환하는 강압 변압기.
  • AC를 맥동 DC로 변환하는 브리지 정류기.
  • AC 리플을 제거하기위한 커패시터로 구성된 필터 회로.
  • 5V의 조정 된 DC 전압을 얻기위한 조정기 IC 7805.

강압 변압기는 230V의 AC 주 전원을 12V AC로 변환합니다. 이 12V AC는 브리지 정류기 배열에 적용되어 대체 다이오드가 각 반주기 동안 전도되어 AC 리플로 구성된 맥동 DC 전압을 생성합니다. 출력에 연결된 커패시터는 AC 신호를 통과시키고 DC 신호를 차단하여 고역 통과 필터 역할을합니다. 따라서 커패시터 양단의 출력은 조정되지 않은 필터링 된 DC 신호입니다. 이 출력을 사용하여 전기 부품 릴레이, 모터 등. 레귤레이터 IC 7805가 필터 출력에 연결됩니다. 이는 트랜지스터, 마이크로 컨트롤러 등과 같은 많은 전자 회로 및 장치에 입력을 제공하는 데 사용할 수있는 5V의 일정한 조정 출력을 제공합니다. 여기서 5V는 저항을 통해 LED를 바이어스하는 데 사용됩니다.

이것은 모두에 관한 것입니다 브리지 정류기 이론 유형, 회로 및 작동 원리. 이 주제에 대한 건전한 문제가 구축에 도움이되기를 바랍니다. 학생들의 전자 또는 전기 프로젝트 뿐만 아니라 다양한 전자 장치 또는 가전 제품을 관찰합니다. 이 기사에 많은 관심을 기울여 주셔서 감사합니다. 따라서이 브리지 정류기에서 귀하의 애플리케이션 및 기타 기술 지침에 필요한 구성 요소 등급을 선택하려면 저희에게 편지를 보내주십시오.

이제이 주제 또는 전기 및 전자 프로젝트의 개념에 대한 추가 질문이 아래 섹션에 의견을 남길 경우 브리지 정류기의 개념과 그 응용 프로그램에 대한 아이디어를 얻었기를 바랍니다.

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