فهم مقومات الجسر: المبادئ والتصنيفات والتطبيقات العملية
2024-07-09 10413

يقوم مقوم الجسر بتحويل التيار المتناوب (AC) إلى تيار مباشر (DC) من خلال بنية الجسر المكونة من أربعة ثنائيات.يتم استخدام الموصلية أحادية الاتجاه للثنائيات لتصحيح دورات النصف الإيجابية والسلبية من التيار المتردد في العاصمة في نفس الاتجاه.لا يؤدي تصميم مقوم الجسر إلى تحسين كفاءة التصحيح فحسب ، بل يوفر أيضًا جهد إخراج DC مستقر.ستناقش هذه المقالة بالتفصيل مبدأ العمل وتصنيف ودور مقوم الجسر في التطبيقات العملية.

فهرس

ما هو المقوم؟

المقوم هو جهاز إلكتروني يستخدم لتحويل التيار المتناوب (AC) إلى التيار المباشر (DC).يستخدم عادة في أنظمة الطاقة واكتشاف إشارات الراديو.تسهل المقومات التحويل من AC إلى DC من خلال الاستفادة من الموصلية أحادية الاتجاه للثنائيات ، مما يسمح للتيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط.يمكن تصنيعها من مجموعة متنوعة من المواد ، بما في ذلك أنابيب الفراغ وأنابيب الإشعال وثنائيات أشباه الموصلات السيليكون الصلبة ، وقوس الزئبق.تسمى الأجهزة التي تؤدي الوظيفة المعاكسة (تحويل DC إلى AC) المحولات.

في STANDBY UPS (مصدر طاقة غير متقطع) ، يجب شحن البطارية فقط ، وبالتالي فإن النظام يشتمل على شاحن ولكنه لا يوفر الطاقة للحمل.على النقيض من ذلك ، فإن التحويل المزدوج لا يشحن فقط للبطارية ، بل يوفر أيضًا الطاقة إلى العاكس ، لذلك يطلق عليه مقوم/شاحن.

الوظيفة الرئيسية لمقوم هي تحويل التيار المتردد إلى العاصمة.يقوم بذلك من خلال عمليتين رئيسيتين ، تحويل AC إلى DC ، ثم تصفيةه لتوفير إخراج DC مستقر للحمل أو العاكس ، وتوفير جهد شحن للبطارية ، وبالتالي العمل كشاحن.

يتضمن تشغيل مقوم غير منضبط تمرير نصف دورة AC عبر الحمل ، مما ينتج عنه ناتج DC النابض.في مقوم يتم التحكم فيه ، يتم إدارة تدفق التيار عن طريق التحكم في توصيل ترانزستور أو جهاز آخر يمكن التحكم فيه ، مما يؤدي إلى إخراج DC يتم التحكم فيه.

تصنيف المقومات

يتم تصنيف المقومات وفقًا لمعايير مختلفة.فيما يلي طرق تصنيف شائعة:

تصنيف طريقة التصحيح

يعمل مقوم نصف الموجة فقط في نصف دورة AC (نصف دورة إيجابية أو نصف دورة سلبية).لا يزال غير نشط في نصف الدورة الأخرى.لذلك ، يتكون جهد الخرج من نصف الشكل الموجي AC فقط.

يعمل مقوم الموجة الكاملة في كل من الدورات نصف الإيجابية والسلبية لدورة AC.هذا يعني أن جهد الخرج إيجابي في كل من الدورات نصف الدورة.

تصنيف بواسطة المقوم

تستخدم مقومات الصمام الثنائي الثنائيات كعنصر تصحيح رئيسي.عادة ما تستخدم هذه في دوائر تصحيح الطاقة المنخفضة ومتوسطة الطاقة.يسمح الصمام الثنائي فقط لتدفق التيار في اتجاه واحد ، مما يضمن التحويل من AC إلى DC.

SCR هو جهاز أشباه الموصلات يمكن التحكم فيه بدقة لتشغيل وإيقاف التشغيل.إنه مناسب لدوائر التصحيح عالية الطاقة التي تتطلب التحكم الدقيق في عملية التصحيح.SCR هو الخيار الأول في التطبيقات التي تتطلب الكفاءة العالية والتنظيم العالي.

تساعدنا هذه التصنيفات على فهم الوظائف والتطبيقات المحددة لأنواع مختلفة من المقوم في الأنظمة الإلكترونية المختلفة.

الشكل 1: مقوم الجسر

كيف يعمل مقوم الجسر؟

يتم استخدام مقوم الجسر بشكل شائع لتحويل التيار المتناوب (AC) إلى التيار المباشر (DC) وهو دائرة مقوم تستخدم الموصلية أحادية الاتجاه للديود.يستخدم أربعة ثنائيات مرتبة في تكوين الجسر لتصحيح الدورات نصف الإيجابية والسلبية لطاقة التيار المتردد في إخراج DC ثابت.

مكونات مقوم الجسر

مكونات مقوم الجسر هي أربعة ثنائيات (D1 ، D2 ، D3 ، D4) ؛مصدر طاقة التيار المتردد (المدخلات) ؛مقاوم الحمل (RL) ؛و CAPACITOR مرشح (اختياري ، يستخدم لتنعيم جهد الخرج).

مبدأ العمل

يتضمن تشغيل مقوم الجسر عمليتين رئيسيتين: تصحيح نصف الدورة الإيجابي وتصحيح نصف الدورة السلبي.

الشكل 2: شكل موجة مقوم الجسر-نصف دورة إيجابية ونصف دورة سلبية

تصحيح نصف دورة إيجابية

قطبية الجهد أثناء دورة نصف الدورة الإيجابية لإدخال التيار المتردد ، تكون الطرف العلوي من الإدخال موجبًا والنهاية السفلية سلبية.مسار التوصيل هو أن الثنائيات D1 و D2 متحيزة إلى الأمام وتدير التيار.يتدفق التيار من المحطة الإيجابية لمصدر التيار المتردد ، من خلال D1 ، عبر مقاوم الحمل RL ، والعودة إلى الطرف السلبي لمصدر التيار المتردد من خلال D2.الحالة الخارجية هي أن الثنائيات D3 و D4 منحازة عكسية وتبقى خارج.خلال هذه الدورة ، يتدفق التيار من خلال RL من اليسار إلى اليمين.

تصحيح نصف الدورة السلبي

قطبية الجهد هي أنه خلال الدورة النصف السلبية ، يتم عكس قطبية مدخلات التيار المتردد ، مما يجعل الطرف العلوي سلبيًا والطرف السفلي الموجب.مسار التوصيل هو أن الثنائيات D3 و D4 متحيزة إلى الأمام وتدير التيار.يتدفق التيار من الطرف السلبي لمصدر التيار المتردد ، من خلال D3 ، عبر مقاوم الحمل RL ، والعودة إلى المحطة الإيجابية لمصدر التيار المتردد من خلال D4.الحالة الخارجية هي أن الثنائيات D1 و D2 متحيزين عكسيين وتبقى خارج.على الرغم من انعكاس القطبية ، لا يزال التيار يتدفق عبر RL يتدفق في نفس الاتجاه (من اليسار إلى اليمين).

الفلتره

بعد التصحيح ، لا يزال جهد الخرج ينبض DC.لتنعيم هذا الجهد وتقليل التموج ، يتم إضافة مكثف المرشح.يتم توصيل مكثف المرشح بالتوازي مع مقاوم الحمل (RL).هذا الإعداد ينعم العاصمة النابضة ، ويقلل من تموج الجهد ، ويوفر إخراجًا أكثر استقرارًا.

دائرة مقوم الجسر

يتحسن مقوم الجسر على تصحيح نصف الموجة الصمام الثنائي.وظيفتها الرئيسية هي تحويل التيار المتناوب (AC) إلى التيار المباشر (DC).يقوم بذلك باستخدام أربعة ثنائيات في ترتيب محدد لتصحيح الدورات نصف الإيجابية والسلبية لإدخال التيار المتردد في إخراج DC أحادي الاتجاه.

الشكل 3: دائرة مقوم الجسر

يقوم مقوم الجسر بتحويل AC إلى DC باستخدام الموصلية أحادية الاتجاه للثنائيات.في حين أن جهد التيار المتردد والاتجاهات الحالية بشكل دوري ، يتدفق ناتج DC لمقوم الجسر دائمًا في اتجاه واحد.تكون مقومات الجسر أكثر كفاءة من مقومات نصف الموجة ذات الطور الواحد والموجة الكاملة لأنها تستخدم كل من الدورات نصف دورة AC في وقت واحد.هذا يسمح بإخراج DC أكثر سلاسة ومستمر.مطلوب مصدر طاقة DC مستقر في تطبيقات مثل إمدادات الطاقة ، وشحن البطاريات ، والأجهزة الإلكترونية المختلفة.يمكن لمقوم الجسر المدمج مع التصفية توفير قوة DC المستقرة المطلوبة لهذه التطبيقات.

وظائف مقوم الجسر

AC إلى تحويل العاصمة

الوظيفة الرئيسية لمقوم الجسر هي تحويل إدخال التيار المتردد إلى إخراج العاصمة.جهد التيار المتردد والتدفق الحالي بالتناوب ، في حين أن الجهد العاصمة وتدفق التيار في اتجاه ثابت.تسمح الثنائيات في مقوم الجسر التيار بالتدفق في اتجاه واحد فقط ، وبالتالي ضمان هذا التحويل.

تحسين كفاءة

يستخدم مقوم الجسر كل من الدراجات النصف الإيجابية والسلبية لقوة التيار المتردد.هذا الاستخدام المزدوج يحسن الكفاءة مقارنة بمقوم مرحلة واحدة.ينتج عنه إخراج DC أكثر سلاسة مع تموج أقل.

قوة DC مستقرة

الطاقة المستقرة DC مناسبة للأجهزة الإلكترونية وإمدادات الطاقة وشواحن البطارية.يمكن لمقوم الجسر المدمج مع المكثفات الترشيح توفير مصدر الطاقة المستقر هذا.

من الناحية المثالية ، يمكن التعبير عن جهد الخرج (متوسط ​​القيمة) لمقوم الجسر

v_out = (2v_m)/π- (4v_f)/π

حيث V_MIS الجهد الذروة لقوة AC الإدخال ، و V_F هو قطرة الجهد الأمامي لكل ديود.

مثال

لنفترض أن لدينا إمدادات طاقة التيار المتردد مع جهد إدخال قدره 220 فولت (قيمة فعالة ، RMS) واستخدام مقوم الجسر للتصحيح.انخفاض الجهد الأمامي من الصمام الثنائي هو 0.7 فولت.

ظروف الإدخال ：

جهد المدخلات 220V AC (RMS)

جهد الذروة V_M = 220 × 2 ≈311V

DIODE الأمامية انخفاض الجهد V_F = 0.7 فولت

حساب الإخراج ：

متوسط ​​جهد الخرج V_AVG = (2 × 311)/π- (4 × 0.7)/π ≈198V

وبهذه الطريقة ، يقوم مقوم الجسر بتحويل جهد التيار المتردد إلى جهد التيار المستمر بالقرب من 198 فولت.على الرغم من أنه لا يزال هناك بعض التقلبات ، إلا أنه يمكن تنعيم الإخراج باستخدام أجهزة التصفية المناسبة لتوفير مصدر طاقة مستقر.بعد توصيل دائرة المرشح ، يبلغ متوسط ​​جهد الإخراج حوالي 1.2 ضعف قيمة RMS ل AC الإدخال ، في حين أن جهد تحميل الدائرة المفتوحة حوالي 1.414 ضعف قيمة RMS.يساعد هذا الحساب في تحديد المكونات اللازمة لتحقيق إخراج DC مستقر وسلس من مدخلات التيار المتردد.

كيف تعمل المكثفات كمرشحات؟

التصفية يزيل موجات الإشارة غير المرغوب فيها.في التصفية عالية التمرير ، تمر إشارات التردد العالي بسهولة عبر الدائرة إلى الإخراج ، في حين يتم حظر إشارات التردد المنخفض.تحتوي دوائر AC على الجهد أو الإشارات الحالية لترددات مختلفة ، وليس كلها ضرورية.يمكن أن تسبب الإشارات غير المرغوب فيها تداخلًا يعطل تشغيل الدائرة.لتصفية هذه الإشارات ، يتم استخدام دوائر التصفية المختلفة ، حيث تلعب المكثفات دورًا رئيسيًا.على الرغم من أن الإشارات المصححة ليست إشارات التيار المتردد ، إلا أن المفهوم مشابه.يتكون المكثف من اثنين من الموصلات مفصولة عازل.في تصفية الدوائر ، تخزن المكثفات الطاقة لتقليل تموج التيار المتردد وتحسين ناتج التيار المستمر.

الشكل 4: مخطط دائرة مرشح مرور مرتفع

كيف تصفية المكثفات إشارات

يمكن للمكثفات تخزين وإطلاق رسوم.عندما يزداد الجهد ، يتقاضى المكثف ؛عندما يتناقص الجهد ، يصيب المكثف.هذه المميزة تنعم تقلبات الجهد.في دائرة المقوم ، مثل مقوم الجسر ، فإن جهد الناتج DC ليس سلسًا ، ولكنه ينبض.يمكن أن يؤدي توصيل مكثف المرشح بالإخراج إلى تنعيم هذه النبضات.

الشكل 5: مقوم الجسر - وحدة الصمام الثنائي الموجة الكاملة

• نصف الدورة الإيجابية: خلال دورة النصف الإيجابي ، يزداد الجهد ، مما تسبب في شحن المكثف.تصل الطاقة الكهربائية المخزنة إلى أقصى قيمتها في ذروة الجهد.

• نصف الدورة السلبية: خلال دورة النصف السلبي ، ينخفض ​​الجهد ويقوم المكثف بتفريغ الحمل.يوفر هذا التفريغ التيار للحمل ، ومنع جهد الخرج من الانخفاض بشكل حاد وتنعيم الشكل الموجي.

يقوم إجراء الشحن والتفريغ للمكثف بتنظيم جهد الخرج المصحح إلى مستوى DC أكثر ثباتًا ، مما يقلل من تقلبات الجهد والتموج.

اختيار المكثف المناسب

يؤثر حجم مكثف المرشح بشكل مباشر على تأثير التصفية.بشكل عام ، كلما كانت قيمة السعة أكبر ، كلما كان تأثير التصفية بشكل أفضل ، لأن المكثف الكبير يمكنه تخزين المزيد من الرسوم ويوفر جهدًا أكثر استقرارًا.ومع ذلك ، لا يمكن أن تكون قيمة السعة كبيرة جدًا ، وإلا فإنها ستؤدي إلى وقت بدء تشغيل دائرة أطول ، وزيادة في حجم المكثف ، وزيادة التكلفة.

الصيغة التجريبية لاختيار مكثفات المرشح

C = I/(F × ΔV)

حيث C هي قيمة السعة (فاراد ، و)

أنا تيار الحمل (أمبير ، أ)

F هو تردد القوة (هيرتز ، هرتز)

ΔV هو تموج جهد الإخراج المسموح به (Volt ، V)

دور المكثفات المرشح

عندما يزداد الجهد المصحح ، يتقاضى مكثف المرشح ، مما تسبب في ارتفاع الجهد تدريجياً.عندما يتناقص الجهد المصحح ، يفرز مكثف المرشح ، مما يوفر تيارًا ثابتًا وتنعيم جهد الخرج.إن إجراء شحن وتفريغ مكثف المرشح ينعم الجهد النابض المصحح ، مما يقلل من تموج الجهد والتقلبات.المكثفات فعالة للتصفية لأنها تسمح لإشارات التيار المتردد بالمرور أثناء حظر إشارات التيار المستمر.تمر إشارات التيار المتردد ذات الترددات العالية عبر المكثفات بسهولة أكبر ، مع مقاومة أقل ، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد عبر المكثف.على العكس ، تواجه إشارات التيار المتردد مع الترددات المنخفضة مقاومة أعلى ، مما يؤدي إلى ارتفاع جهد عبر المكثف.بالنسبة إلى DC ، يعمل المكثف كدائرة مفتوحة ، والتيار صفر ، والجهد الإدخال يساوي جهد المكثف.

تصفية ترددات مختلفة في دوائر المقوم

لفهم كيفية تعامل المكثفات المرشح مع ترددات مختلفة ، دعونا نناقش بإيجاز توسع سلسلة فورييه.سلسلة فورييه تحلل الإشارات الدورية غير المتصلة في مجموع الإشارات الجيبية للترددات المختلفة.على سبيل المثال ، يمكن أن تتحلل موجة دورية معقدة إلى موجات جيب متعددة من الترددات المختلفة.

الشكل 6: الموجة النابضة

في دائرة المقوم ، يكون الناتج موجة نابضة ، والتي يمكن أن تتحلل إلى مكونات الجيوب الأنفية لترددات مختلفة باستخدام سلسلة فورييه.تمر مكونات التردد العالي مباشرة عبر المكثف ، بينما تصل مكونات التردد المنخفض إلى الإخراج.

الشكل 7: مخطط دائرة مرشح المكثف

كلما زاد المكثف ، كلما كان شكل موجة الخرج أكثر سلاسة.تخزين المكثفات الأكبر حجمًا ، مما يوفر جهدًا أكثر استقرارًا.

الشكل 8: مخطط تصفية المكثف

في موجة الجهد النابض ، عندما ينخفض ​​الجهد تحت جهد المكثف ، يقوم المكثف بتفريغ الحمل ، مما يمنع جهد الخرج من الانخفاض إلى الصفر.هذا الشحن المستمر وتفريغه ينعم جهد الخرج.

دوائر مرشح عالي التمرير ومنخفضة التمرير

في مرشح تمرير عالي ، يتم توصيل المكثف والمقاوم في سلسلة.تحتوي إشارات التردد العالي على انخفاض جهد الحد الأدنى عند المرور عبر المكثف ، مما يؤدي إلى تيار أكبر وجهد ناتج أعلى عبر المقاوم.تواجه إشارات التردد المنخفض انخفاضًا أكبر في الجهد عبر المكثف ، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من جهد الخرج.في مرشح تمرير منخفض ، يقوم المكثف بحظر إشارات التردد العالية ولا يسمح إلا بالترددات المنخفضة.إشارات التردد العالية لها مقاومة عالية وجهد إخراج الحد الأدنى ، في حين أن إشارات التردد المنخفضة لها مقاومة منخفضة وجهد ناتج أعلى.

الشكل 9: دائرة مرشح المرور العالية والمنخفضة

أنواع مقومات الجسر

يتم تصنيف مقومات الجسر بناءً على بنائها وتطبيقها.فيما يلي بعض الأنواع الشائعة:

مقوم الجسر أحادي الطور

يعد مقوم الجسر أحادي الطور هو أبسط شكل وغالبًا ما يستخدم في معدات إمدادات الطاقة الصغيرة.يحتوي على أربعة ثنائيات تقوم بتحويل AC أحادي الطور إلى DC النابض.خلال دورة النصف الإيجابي لل AC ، تصرف Diodes D1 و D2 ، في حين أن D3 و D4 متوقفين.خلال دورة نصف السلبية ، يتم إيقاف تشغيل D3 و D4 ، و D1 و D2.هذا يسمح بتصحيح كل من الدورات النصف الإيجابية والسلبية من التيار المتردد في العاصمة الإيجابية.

الشكل 10: مرحلة واحدة من الطور الكامل الموجة التي يتم التحكم فيها بالموجة التي يتم التحكم فيها

مقوم الجسر ثلاثي الطور

يتم استخدام مقومات الجسر ثلاثية الطور في تطبيقات الطاقة الأعلى ، مثل المعدات الصناعية وأنظمة الطاقة الكبيرة.أنها تحتوي على ستة الثنائيات التي تقوم بتحويل AC ثلاثية الطور إلى DC أكثر سلاسة.خلال كل دورة من AC الثلاثة مراحل ، تقوم مجموعات مختلفة من الثنائيات ، بتصحيح الدورات النصف الإيجابية والسلبية في العاصمة.توفر هذه الطريقة إخراج DC أكثر سلاسة مناسبة لمتطلبات الطاقة العالية.

الشكل 11: دائرة المقوم التي يتم التحكم فيها بالكامل من ثلاث مراحل

مقوم الجسر المتحكم فيه

يستخدم مقوم الجسر المتحكم فيه مقومًا سيليكون يسيطر عليه السيليكون (SCR) بدلاً من الصمام الثنائي التقليدي لتنظيم جهد الخرج.عن طريق التحكم في زاوية التوصيل SCR ، يمكن تغيير متوسط ​​إخراج DC.يتحكم ضبط زاوية إطلاق SCR في وقت التوصيل في كل دورة ، وبالتالي تعديل متوسط ​​جهد الناتج DC.غالبًا ما يستخدم هذا النوع في إمدادات الطاقة القابلة للتعديل وأنظمة التحكم في محرك DC.

مقوم جسر عالي التردد

يتم استخدام مقومات الجسر عالي التردد في أنظمة الطاقة عالية التردد وعادة ما تستخدم ثنائيات الاسترداد السريعة لتلبية احتياجات إمدادات الطاقة (SMPs).تتمتع ثنائيات الاسترداد السريعة بوقت استرداد قصير ويمكن أن تستجيب بسرعة لعمليات تبديل التردد العالي ، وبالتالي تحسين كفاءة التصحيح وتقليل الخسائر والضوضاء.

مقوم جسر متراصة

تقوم مقومات الجسر المتجانسة بدمج أربعة ثنائيات مقومات في شريحة أو وحدة واحدة ، وتبسيط تصميم الدائرة ، وتستخدم بشكل أساسي في الأجهزة الإلكترونية الصغيرة ومحولات الطاقة.على غرار مقوم الجسر القياسي ، يوفر الإصدار المتجانس موثوقية متزايدة وتثبيت أسهل لأنه يتم دمجه في حزمة واحدة.

مقوم الجسر الذي يتم التحكم فيه بالكامل

يستخدم مقوم الجسر الذي يتم التحكم فيه بالكامل مقومًا ثايرستور (SCR) بدلاً من الصمام الثنائي الطبيعي.يمكن التحكم في كل عنصر من عناصر المقوم ، مما يسمح بتنظيم دقيق لجهد الخرج والتيار.من خلال تغيير زاوية التوصيل لـ SCR ، يمكن التحكم في إخراج المقوم بدقة.هذا المقوم مثالي للتطبيقات التي تتطلب التحكم الدقيق للجهد ، مثل محركات محرك DC ومستلزمات الطاقة القابلة للتعديل.تتيح القدرة على تغيير زاوية إطلاق SCR لإدارة دقيقة للإخراج.

مقوم الجسر نصف يتحكم

يجمع مقوم الجسر الذي يسيطر عليه نصف الثايرستور (SCR) مع الصمام الثنائي الطبيعي.عادة ، في التطبيقات ذات الطور الواحد ، اثنان من عناصر المقوم المعارضة هما SCRs ، في حين أن الاثنين الأخريين هما الثنائيان.يوفر هذا الإعداد القدرة على التنظيم الجزئي.في حين أن بعض العناصر فقط يمكن التحكم فيها ، فإنها توفر تنظيمًا محدودًا بتكلفة أقل.تعد المقومات التي يتم التحكم فيها نصفها مناسبة للأنظمة التي تتطلب تحكمًا جزئيًا وليست باهظة التكلفة ، مثل محركات الأقراص الصغيرة المحركية وإمدادات الطاقة القابلة للتعديل الحساسة للتكلفة.

مقوم الجسر غير المنضبط

يستخدم مقوم الجسر غير المنضبط فقط الثنائيات العادية ، وجميع عناصر التصحيح لا يمكن السيطرة عليها.هذا هو أبسط الجسر والأكثر استخداما.يفتقر هذا المقوم إلى القدرة التنظيمية ، ولا يمكنه ضبط جهد الخرج أو التيار ، ويؤدي فقط التصحيح الأساسي.إنها مناسبة للعديد من الأجهزة الإلكترونية التي تتطلب إمدادات طاقة DC مستقرة ، مثل محولات الطاقة وشواحن البطارية.

تطبيقات مقومات الجسر

توفير الجهد المستقطب والمستقر في اللحام

في معدات اللحام ، تكون مقومات الجسر قادرة على توفير الجهد المستقر DC.يتيح هذا الاستقرار اللحام عالي الجودة لأن مصدر الطاقة يؤثر بشكل مباشر على عملية اللحام.يقوم المقوم بتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة التيار المستمر ، مما يقلل من التقلبات الحالية وضمان قوس لحام مستقر ، مما يحسن قوة وجودة المفصل الملحوم.هذا الاستقرار يقلل من عيوب اللحام ويحسن الدقة الكلية ، وخاصة في اللحام القوس.

الشكل 12: مقومات الجسر المستخدمة في آلة اللحام

وظيفة رئيسية أخرى لمقوم الجسر هي توفير جهد DC المستقطب.هذا مهم بشكل خاص في عمليات اللحام المهنية ، مثل لحام الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، حيث يمكن أن يؤثر تكوين طبقات الأكسيد على جودة اللحام.الجهد المستقطب يقلل من الأكسدة ، مما يضمن سطح لحام أنظف ومفصل أقوى.من خلال الجمع بين مقوم الجسر ، يمكن أن توفر معدات اللحام تيارًا أكثر ثباتًا وعالي الجودة ، مما يعزز عملية اللحام بأكملها.

لزيادة تنعيم إخراج التيار المستمر وتقليل تقلبات الجهد ، غالبًا ما تستخدم مقومات الجسر بالتزامن مع مكثفات المرشح ومنظمات الجهد.يزيل مكثف المرشح تموجات ويجعل جهد الخرج أكثر سلاسة ، بينما يضمن منظم الجهد أن يكون جهد الخرج ثابتًا ، ويحمي جودة اللحام من أيونات الجهد V ariat.هذا المزيج يحسن استقرار إمدادات طاقة اللحام ويمتد عمر المعدات.

إمدادات الطاقة الداخلية

تتطلب الأجهزة الإلكترونية الحديثة ، بما في ذلك الأجهزة المنزلية ، ومعدات التحكم الصناعية ، ومعدات الاتصالات ، مصدر طاقة مستقرة للعمل بشكل صحيح.تقوم مقومات الجسر بتحويل طاقة التيار المتردد من الشبكة إلى طاقة التيار المستمر التي تتطلبها هذه الأجهزة ، وتعتمد معظم المكونات والدوائر الإلكترونية على طاقة DC.

في مقوم الجسر ، تشكل أربعة ثنائيات دائرة جسر لتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة التيار المستمر.بعد ذلك ، يقوم مكثف المرشح بتنظيم المخرجات ، مما يقلل من تقلبات الجهد وإنتاج مصدر طاقة أكثر استقرارًا.بالنسبة للأجهزة التي تتطلب طاقة دقيقة ، يضمن منظم الجهد (مثل منظم خطي أو تبديل) جهد إخراج ثابت ودقيق.يعمل هذا الإعداد على تحسين موثوقية وحياة المعدات عن طريق منع الأضرار الناجمة عن تقلبات الجهد.

في الأجهزة المنزلية ، يتم استخدام مقومات الجسر في وحدات الطاقة الداخلية للأجهزة مثل أجهزة التلفزيون وأنظمة الصوت وأجهزة الكمبيوتر.على سبيل المثال ، في إمدادات طاقة التلفزيون ، يقوم مقوم الجسر بتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة التيار المستمر ، والتي يتم ترشيحها واستقرارها قبل توزيعها على دائرة التلفزيون.هذا يضمن أن الجهد لا يزال مستقرًا على الرغم من التقلبات في مصدر الطاقة الخارجي ، وبالتالي الحفاظ على جودة الصورة والصوت.

معدات التحكم الصناعية لها متطلبات أعلى لاستقرار إمدادات الطاقة بسبب بيئة التشغيل المعقدة.توفر مقومات الجسر في هذه الأجهزة قوة مستقرة DC وتحسين سلامة وموثوقية النظام من خلال دوائر الحماية مثل الجهد الزائد والحماية الزائدة.على سبيل المثال ، في وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) ، يمكن أن تعمل مقومات الجسر بشكل ثابت في ظروف مختلفة.

في معدات الاتصالات مثل أجهزة التوجيه والمفاتيح ، يمكن أن توفر مقاطعات الجسر الطاقة ذات الثبات العالي والضوضاء.هذا يضمن انتقال إشارة موثوق به وتشغيل سلس للمعدات.من خلال تحويل AC إلى DC واعتماد تنظيم تصفية وجهد فعال ، تدعم مقاطع الجسر الأداء الموثوق لمعدات الاتصال في بيئات الشبكة المعقدة.

داخل شاحن البطارية

يقوم مقوم الجسر بتحويل طاقة التيار المتردد إلى طاقة DC المستقرة المطلوبة لشحن البطارية في شاحن البطارية.مع ظهور الأجهزة المحمولة والسيارات الكهربائية ، أصبحت شحنات البطارية الموثوقة ضرورية.يضمن المقوم أن الشاحن يوفر تيارًا ثابتًا والجهد الذي يلبي الاحتياجات المحددة لأنواع البطاريات المختلفة.يتيح مصدر الطاقة المستقر هذا الشحن الفعال وعمر البطارية الممتد.

يتكون مقوم الجسر عادة من أربعة ثنائيات تشكل دائرة الجسر.إنه يحول دورات النصف الإيجابية والسلبية من طاقة التيار المتردد إلى قوة DC النابضة.على الرغم من أن قوة DC النابضة هذه تلبي المتطلبات الأساسية ، إلا أنها لا تزال تتقلب.لذلك ، تحتوي أجهزة شحن البطارية عادةً على مكثفات مرشح لتنعيم الجهد وضمان إخراج أكثر استقرارًا.

تتطلب البطاريات المختلفة فولتية وتيارات محددة.يتم الجمع بين مقومات الجسر مع وحدات الدوائر الأخرى لتلبية هذه الاحتياجات.على سبيل المثال ، تتطلب بطاريات الليثيوم جهدًا دقيقًا والتحكم الحالي لمنع الإفراط في الشحن والإفراط في الشحن.يدمج المقوم أنماط شحن الجهد الثابتة والثابتة والتعاون مع دائرة التحكم في الشحن لتوفير جهد دقيق وتيار لتحسين عملية الشحن.

بالإضافة إلى تحويل الطاقة ، يمكن لمقادات الجسر أيضًا حماية أجهزة شحن البطارية.قد يعاني جهد إمداد الطاقة من الجهد الزائد أو الجهد الزائد لحظات ، مما قد يتلف البطارية والشاحن.يشكل المقوم آلية حماية فعالة مع مكونات الحماية مثل المتغيرات والصمامات.عندما يتجاوز جهد المدخلات المستوى الآمن ، فإن دائرة الحماية تسحب بسرعة مصدر الطاقة أو تحوّل التيار الزائد لحماية البطارية والشاحن.

يتم استخدام مقومات الجسر ليس فقط في أجهزة الشحن للأجهزة الصغيرة ولكن أيضًا في أنظمة شحن السيارات الكهربائية عالية الطاقة.يمكن لهذه الأنظمة التعامل مع الطاقة العليا والتيار ، وتضمن المقومات شحنًا آمنًا وفعالًا مع أدائها الموثوق به.تتيح تقنية التصحيح والتنظيم الفعالة للتصحيح وتوسيع عمر بطارية السيارات الكهربائية.

داخل توربينات الرياح

في توربينات الرياح ، يحول مقوم الجسر طاقة التيار المتردد الناتج عن الرياح إلى طاقة التيار المستمر.هذه القوة العاصمة هي الأساس لتحويل وتخزين الطاقة اللاحقة.تولد توربينات الرياح الكهرباء من خلال سرعات الرياح المختلفة ، مما ينتج عنه طاقة AC غير مستقرة.يحول المقوم بشكل فعال قدرة التيار المتردد المتقلب هذه إلى قوة DC أكثر استقرارًا يسهل تخزينها أو تحويلها إلى طاقة AC متوافقة مع الشبكة.

الشكل 13: مقومات الجسر المستخدمة في توربينات الرياح

عادةً ما تقوم مولدات توربينات الرياح بإنشاء طاقة AC ثلاثية الطور ، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى طاقة التيار المستمر بواسطة مقوم الجسر.يستقر هذا التحويل القوة ويقلل من تأثير تقلبات الجهد.يمكن استخدام طاقة DC المصححة مباشرة في نظام تخزين البطارية أو تحويلها إلى طاقة التيار المتردد بواسطة العاكس لتحسين استخدام توليد طاقة الرياح.

داخل توربينات الرياح ، يشكل مقوم الجسر ، دائرة المرشح ، ودائرة الحماية نظامًا شاملاً لتحويل الطاقة وإدارة الطاقة.تقوم دائرة المرشح بتنظيم طاقة DC المصححة ، وتقلل من تقلبات الجهد والتموجات ، وتحقق إخراجًا مستقرًا.تمنع دائرة الحماية الجهد الزائد والأضرار الزائدة ، مما يضمن سلامة وموثوقية النظام.

نظرًا للظروف البيئية القاسية مثل المناطق الخارجية أو الجبلية ، تتطلب أنظمة توليد طاقة الرياح موثوقية ومتانة عالية.يجب أن تصمد مقومات الجسر مع هذه الشروط لضمان التشغيل على المدى الطويل.تعمل المواد عالية الجودة وعمليات التصنيع المتقدمة على تحسين المتانة واستقرار وحدات المقوم ، وتحسين كفاءة النظام ، وتقليل تكاليف الصيانة ، وتمديد عمر خدمة المعدات.

يتيح تطبيق مقادات الجسر في توربينات الرياح تحويل وإدارة الطاقة الفعالة.تعمل هذه المقومات على تحسين كفاءة تحويل الطاقة وجودة الطاقة ، وتعزيز تطوير الطاقة المتجددة ، وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.نظرًا لأن مصادر الطاقة النظيفة مثل طاقة الرياح تصبح جزءًا لا يتجزأ من مزيج الطاقة العالمي ، تلعب مقاطع الجسر دورًا رئيسيًا في هذا التحول.

اكتشاف سعة إشارة معدلة

في أنظمة الاتصالات الإلكترونية ، من الضروري اكتشاف سعة إشارة معدلة.هذه العملية مهمة بشكل خاص في اتصالات التردد الراديوي (RF) ومعالجة إشارة الصوت.يقوم مقومات الجسر بتحويل إشارات التيار المتردد إلى إشارات التيار المستمر ، مما يجعل اكتشاف السعة أسهل وأكثر دقة.عن طريق تحويل إشارات التيار المتردد المعقدة إلى الفولتية DC قابلة للقياس ، تتيح المقاطعات اكتشاف السعة الدقيقة.

يتكون من أربعة ثنائيات في دائرة الجسر ، يعالج مقوم الجسر دورات النصف الإيجابي والسلبي من AC ، مما ينتج عنه ناتج أكثر سلاسة وأكثر ثباتًا.يتناسب جهد التيار المستمر المصحح مع سعة الإشارة الأصلية ، مما يتيح قياسًا دقيقًا لسعة الإشارة المعدلة.

تعد مقومات الجسر ضرورية في دوائر الكشف عن السعة داخل مستقبلات RF ومرسلاتها.تراقب هذه الدوائر قوة إشارة في الوقت الفعلي ، مما يتيح التعديلات اللازمة لنقل الإشارة المستقرة والعالية الجودة.كما أنها شائعة في الأجهزة الصوتية ، مثل مكبرات الصوت ودوائر التحكم في مستوى الصوت ، حيث يتيح اكتشاف سعة إشارة صوتية تعديلات حجم ديناميكية لتجربة استماع محسنة.

لتحسين دقة اكتشاف السعة ، غالبًا ما يتم إقران مقومات الجسر مع دوائر الترشيح والتضخيم.تقوم دائرة المرشح بتنظيم إشارة DC المصححة عن طريق إزالة التموجات ، بينما تزيد دائرة المضخم من سعة الإشارة ، وبالتالي تحسين حساسية الكشف والدقة.تعمل هذه المجموعة مع مجموعة متنوعة من إشارات التعديل والترددات ، مما يوفر دعمًا فنيًا موثوقًا به للعديد من التطبيقات.

بالإضافة إلى الاتصالات والمعدات الصوتية ، يتم استخدام مقومات الجسر أيضًا في أنظمة الرادار للكشف عن سعة إشارة الصدى ، مما يساعد على تحديد مسافة وحجم الهدف.في المعدات الطبية ، تساعد على اكتشاف سعة إشارات تخطيط القلب (ECG) ، مما يوفر بيانات قيمة لتشخيص الأمراض.

تحويل AC العالي إلى جهد العاصمة المنخفض

تستخدم مقاطع الجسر على نطاق واسع في إلكترونيات الطاقة لتحويل الجهد العالي AC إلى جهد DC منخفض للتطبيقات مثل محولات الطاقة والمعدات الصناعية والأجهزة الإلكترونية المختلفة.تضمن المقاطعات التشغيل الموثوق للأجهزة التي تتطلب طاقة DC منخفضة الجهد عن طريق تحويل AC عالية الجهد بكفاءة من مصدر الطاقة الرئيسي.

يعمل مقوم الجسر باستخدام أربعة ثنائيات لتشكيل دائرة جسر لتصحيح الدورتين نصف الدورتين من طاقة AC الإدخال وتحويلها إلى طاقة DC النابضة.على الرغم من أن قوة DC النابضة هذه تحتوي على بعض التموج ، إلا أن تنظيم التصفية والجهد اللاحق ينتج طاقة DC منخفضة الجهد.تصفية المكثفات تهدئة تقلبات الجهد ، بينما تضمن منظمات الجهد أن جهد الخرج دقيق ، مما يضمن أداء جهاز ثابت.

مقومات الجسر لا تؤدي فقط تحويل الجهد ولكن أيضًا حماية الدوائر.على سبيل المثال ، في المعدات الصناعية ، قد تواجه AC عالية الجهد الجهد الزائد عند تحويلها إلى DC منخفضة الجهد.الجمع بين المقومات مع دوائر حماية الجهد الزائد والصمامات يضمن سلامة المعدات.إذا تجاوز جهد المدخلات مستوى آمن ، فإن دائرة الحماية بسرعة تقطع الطاقة أو تحد التيار لمنع الضرر.

في محولات الطاقة ، تعد مقومات الجسر مكونات أساسية.على سبيل المثال ، تستخدم شواحن الهاتف المحمول مقومات الجسر لتحويل 220 فولت تيار متردد إلى العاصمة ، والتي يتم تصفيتها بعد ذلك وتدخلت لإخراج 5V أو 9 فولت DC للشحن.تضمن هذه العملية الشحن الآمن والفعال ويمتد عمر البطارية.

غالبًا ما تتطلب المعدات الصناعية مصدر طاقة DC منخفض الجهد لدوائر الطاقة الداخلية وأنظمة التحكم.تقوم مقاطع الجسر بتحويل AC الصناعية عالية الجهد إلى AC إلى DC المناسبة المناسبة لضمان التشغيل العادي للمعدات مثل أدوات الآلات CNC وأنظمة التحكم في المحرك.تبديد الحرارة وكفاءتها هي تحديات في تحويل AC عالية الجهد إلى DC منخفضة الجهد.نظرًا لأن التصحيح يولد الحرارة ، فغالبًا ما يتم تجهيز مقومات الجسر بمصارف حرارية أو مصنوعة من مواد أشباه الموصلات عالية الكفاءة لتحسين الأداء والمتانة.

مقوم الجسر مقابل مقوم نصف الموجة

تعد مقومات الجسر ومقادات نصف الموجة أنواعًا شائعة ، لكنها تختلف اختلافًا كبيرًا في البناء والأداء والتطبيقات.يمكن أن يساعدك فهم هذه الاختلافات في اختيار حل التصحيح الأنسب لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

جسر المعدل

يعد مقوم الجسر أكثر كفاءة لأنه يحول الطاقة عبر دورة AC بأكملها.يستخدم أربعة ثنائيات مرتبة في تكوين الجسر ، مما يسمح له بالتعامل مع كل من الدورات نصف الإيجابية والسلبية لإدخال التيار المتردد.نظرًا لاستخدام جهد الإدخال بالكامل ، يكون جهد الخرج أعلى.عند توصيل مقوم الجسر ، يمكنك ملاحظة كفاءته على الفور.جهد الخرج أكثر سلاسة وأعلى من مقوم نصف الموجة.هذه الكفاءة هي السبب في استخدام مقومات الجسر في إمدادات الطاقة عالية الأداء ، مثل محولات الطاقة ومعدات اللحام وأنظمة التحكم الصناعية.إن إخراج DC المستقر يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب طاقة مستقرة.

نصف الموجة مقوم

مقوم نصف الموجة هو أبسط ويتطلب ديودًا واحدًا فقط للتصحيح الأساسي.لا يدير إلا أثناء دورة نصف الدورة الإيجابية لإدخال التيار المتردد ، مما يسمح للتيار بالمرور فقط خلال هذه الفترة.يتم حظر دورة نصف الدورة السلبية ، مما يؤدي إلى ناتج DC النابض الذي يحتوي فقط على تيار نصف الدورة الموجب فقط.عند استخدام مقوم نصف الموجة ، ستلاحظ بساطته.من السهل الإعداد ، ولكن الإخراج أقل كفاءة ، مع انخفاض الجهد والتموج الأكبر.هذا يجعلها مناسبة للأجهزة ذات الطاقة المنخفضة التي لا تتطلب جودة عالية الطاقة ، مثل أجهزة الشحن البسيطة ودوائر معالجة الإشارات منخفضة الطاقة.

المقارنة والتطبيق

الكفاءة والاستقرار: توفر مقومات الجسر كفاءة واستقرار أعلى.إنهم يستخدمون دورة AC الكاملة ، مما يؤدي إلى إخراج DC أكثر سلاسة مع الحد الأدنى من التموج.عند إقرانها بدائرة تصفية ، يتم تقليل تموج الجهد في جهد الخرج ، مما يوفر جهدًا مستقرًا وسلسًا.هذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب جودة طاقة عالية.

التعقيد والتكلفة: مقومات الجسر أكثر تعقيدًا في البناء وتتطلب أربعة ثنائيات.ومع ذلك ، فإن التقدم في الإلكترونيات قد قلل من تكلفة وحجم هذه المكونات ، مما يجعل مقومات الجسر أكثر توفرًا بسهولة.

البساطة والفعالية من حيث التكلفة: مقالات نصف الموجة بسيطة في البناء وانخفاض التكلفة ، مما يجعلها مفيدة للتطبيقات التي لا تكون فيها جودة الطاقة العالية مهمة.إنها مثالية للدوائر الصغيرة المنخفضة الطاقة ، مثل تلك الموجودة في الأجهزة المحمولة أو الإلكترونيات منخفضة التكلفة.على الرغم من أن لديهم كفاءة أقل وتقلبات الجهد الأكبر ، فإن بساطتها تجعلهم خيارًا ميسور التكلفة لبعض الاستخدامات.

اختيار المقوم الأيمن

يعتمد الاختيار بين مقوم الجسر ومقوم الموجة نصف على المتطلبات المحددة للتطبيق.من أجل الكفاءة العالية والإخراج المستقر ، يعد مقوم الجسر هو الخيار الأفضل.من أجل البساطة والتكلفة المنخفضة ، وخاصة في التطبيقات منخفضة الطاقة ، قد يكون مقوم نصف الموجة أكثر ملاءمة.

مقارنة بين مقومات الجسر ومفاتيح التيار المتردد

تلعب مقومات الجسر ومفاتيح AC أدوارًا مختلفة في إلكترونيات الطاقة.تقوم مقومات الجسر بتحويل التيار المتناوب (AC) إلى التيار المباشر (DC) ، بينما تتحكم مفاتيح AC في حالة التخلص من دائرة التيار المتردد.يساعد فهم وظائفهم وتطبيقاتها على تصميم الأجهزة الإلكترونية واستخدامها بشكل فعال.

جسر المعدل

يقوم مقوم الجسر بتحويل الدورات نصف الإيجابية والسلبية من التيار المتردد إلى العاصمة.يتم تحقيق ذلك باستخدام أربعة ثنائيات تسير بالتناوب ، مما يضمن أن تيار التيار المتردد يتدفق في اتجاه واحد ، مما يؤدي إلى ناتج DC النابض.عند استخدام مقومات الجسر ، ستلاحظ مدى كفاءة تحويل AC إلى DC خلال الدورة بأكملها.يكون جهد الخرج أعلى وأكثر سلاسة ، خاصةً عند دمجه مع مكثفات المرشح ومنظمات الجهد ، والتي يمكن أن تقلل من التقلبات وتوفر DC مستقرة.تجعل هذه الخصائص مقومات الجسر مثالية لمحولات الطاقة ومعدات اللحام وأنظمة التحكم الصناعية ، حيث يلزم توفير إمدادات طاقة مستقرة وموثوقة.

مفاتيح AC

تستخدم مفاتيح التيار المتردد عناصر التبديل الإلكترونية مثل الثايرستور أو الثايرستور ثنائية الاتجاه أو مرحلات الحالة الصلبة للتحكم في توصيل دوائر AC وانفصالها.مع مفاتيح التيار المتردد ، ستجد أنها تستجيب بسرعة ، ولديها حياة طويلة ، وموثوقة للغاية.يمكنهم العمل بترددات عالية ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تبديلًا متكررًا ، مثل الأجهزة المنزلية وأنظمة الإضاءة وعناصر التحكم في الأتمتة الصناعية.وهي تدير بفعالية توزيع الطاقة ، مما يضمن أن الأنظمة تعمل بأمان وكفاءة.

التطبيقات مجتمعة

في بعض الأنظمة ، يتم استخدام مقومات الجسر ومفاتيح AC معًا لإدارة الطاقة المعقدة والتحكم فيها.على سبيل المثال ، في نظام إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) ، يقوم مقوم الجسر بتحويل طاقة AC الإدخال إلى طاقة التيار المستمر لتخزين البطارية واستخدام العاكس.يتحكم مفتاح AC في تبديل الطاقة ، مما يضمن الطاقة المستمرة أثناء انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي عن طريق التحول بسرعة إلى مصدر طاقة النسخ الاحتياطي.هذا المزيج يعزز نقاط قوة كلا المكونين لتوفير حل طاقة مستقر وموثوق.

متطلبات التصميم

تصميم واختيار مقوم الجسر ومفتاح التيار المتردد يتضمن عوامل مختلفة.بالنسبة لمقوم الجسر ، فكر في جهد الإدخال والمواصفات الحالية ، وكفاءة التصحيح ، والإدارة الحرارية ، والحجم المادي.بالنسبة لمفاتيح التيار المتردد ، انتبه إلى الجهد والتقييمات الحالية ، وسرعة التبديل ، والترويج ، والتوافق الكهرومغناطيسي.يجب على المهندسين اختيار المكونات المناسبة بناءً على متطلبات تطبيق محددة لتحقيق الأداء الأمثل والموثوقية.

خاتمة

المقومات ذات أهمية كبيرة في الأنظمة الإلكترونية والطاقة.سواء كان مقومًا نصف الموجة ، أو مقوم الموجة الكاملة ، أو مقوم الجسر ، فإنهم يلعبون جميعًا دورًا رئيسيًا في سيناريوهات التطبيق المختلفة.تستخدم مقومات الجسر على نطاق واسع في إمدادات الطاقة عالية الأداء ، ومعدات اللحام ، وأنظمة التحكم الصناعية بسبب كفاءتها عالية واستقرارها.مقالات نصف الموجة مناسبة للأجهزة الإلكترونية منخفضة الطاقة بسبب هيكلها البسيط وتكلفة منخفضة.عند تصميم واختيار المقومات ، يحتاج المهندسون إلى النظر بشكل شامل في عوامل مثل جهد المدخلات والمواصفات الحالية وكفاءة التصحيح والإدارة الحرارية وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة لضمان الأداء الأمثل والموثوقية.لا يحسن تطوير وتطبيق المقادات فقط من كفاءة واستقرار المعدات الإلكترونية ولكن أيضًا يعزز التقدم التكنولوجي والترقية الصناعية.

أسئلة وأجوبة (FAQ]

1. ما هي مزايا مقوم الجسر؟

الكفاءة العالية: يقوم مقومات الجسر بتحويل نصفي دورة التيار المتردد إلى العاصمة ، مما يجعلها أكثر كفاءة من مقومات نصف الموجة ، والتي تستخدم نصف دورة AC فقط.هذا يعني إهدار طاقة أقل ، ويتم توصيل المزيد من الطاقة إلى الحمل.

جهد الناتج الأعلى: نظرًا لأن مقومات الجسر تستخدم الشكل الموجي AC الكامل ، فإن جهد ناتج DC الناتج أعلى مقارنة بمقادات نصف الموجة.هذا يؤدي إلى إمدادات طاقة أكثر قوة.

تموج مخفضة: تنتج عملية تصحيح الموجة الكاملة ناتجًا أكثر سلاسة DC مع تموج أقل (تقلبات) مقارنة بتصحيح الموجة نصف.هذا الناتج الأكثر سلاسة أمر بالغ الأهمية للأجهزة الإلكترونية الحساسة.

موثوق ودائم: يوفر استخدام أربعة ثنائيات في تكوين الجسر موثوقية ومتانة أفضل.حتى لو فشل الصمام الثنائي ، لا يزال بإمكان الدائرة العمل ، على الرغم من انخفاض الكفاءة.

لا حاجة إلى محول مستغل المركزية: على عكس المقومات الكاملة الموجة التي تتطلب محولًا محولًا للوسط ، لا تحتاج مقومات الجسر إلى ذلك ، مما يجعل التصميم أكثر بساطة وأرخص في كثير من الأحيان.

2. لماذا يتم استخدام أربعة ثنائيات في مقومات الجسر؟

تصحيح الموجة الكاملة: السبب الرئيسي لاستخدام أربعة ثنائيات هو تحقيق تصحيح الموجة الكاملة.هذا يعني أن كل من النصفين الإيجابيين والسلبيين لدورة التيار المتردد يتم استخدامه ، مما يزيد من كفاءة وجهد الخرج للمقوم.

التحكم في الاتجاه: يتم ترتيب الثنائيات في تكوين الجسر الذي يوجه تدفق التيار.أثناء الدورة النصف الإيجابية لإدخال التيار المتردد ، يقوم اثنان من الثنائيات بتجاوز التيار ويسمحون بالمرور عبر الحمل في اتجاه واحد.خلال دورة نصف الدورة السلبية ، يدير الثنائيان الآخران ، لكنهما لا يزالان يوجهون التيار من خلال الحمل في نفس الاتجاه.هذا يضمن إخراج DC ثابت.

استخدام الجهد: باستخدام أربعة ثنائيات ، يمكن لمقوم الجسر الاستفادة من جهد التيار المتردد بالكامل ، مما يزيد من كفاءة تحويل الطاقة.يقوم كل زوج ديود بالتناوب ، مما يضمن الحمل دائمًا أن يرى تيارًا أحادي الاتجاه.

3. ما هي عيوب مقومات الجسر؟

انخفاض الجهد: يقدم كل صمام ثنائي في مقوم الجسر انخفاضًا صغيرًا في الجهد (عادةً 0.7 فولت لثنائيات السيليكون).مع أربعة ثنائيات ، يؤدي هذا إلى انخفاض إجمالي للجهد حوالي 1.4 فولت ، مما يقلل من جهد الخرج قليلاً.

التعقيد: دائرة مقوم الجسر أكثر تعقيدًا من مقوم نصف الموجة البسيط لأنه يتطلب أربعة ثنائيات بدلاً من واحدة.هذا يمكن أن يزيد من تعقيد تصميم الدائرة وتجميعها.

فقدان الطاقة: يترجم انخفاض الجهد عبر الثنائيات أيضًا إلى فقدان الطاقة ، والذي يمكن أن يكون مهمًا في التطبيقات عالية الدقة.هذا يقلل من الكفاءة الكلية لمصدر الطاقة.

توليد الحرارة: يؤدي فقدان الطاقة في الثنائيات إلى توليد الحرارة ، مما قد يتطلب تدابير تبريد إضافية مثل أحواض الحرارة لمنع ارتفاع درجة الحرارة ، وخاصة في التطبيقات عالية الطاقة.

4. ماذا يحدث إذا وضعت DC في مقوم الجسر؟

لا يوجد تصحيح: تم تصميم مقوم الجسر لتحويل التيار المتردد إلى العاصمة عن طريق السماح للتيار بالمرور عبر الثنائيات في اتجاه واحد.إذا قمت بتطبيق DC على الإدخال ، فلن تقوم الثنائيات بالتبديل أو تصحيح التيار نظرًا لأن DC غير موجود بالفعل.

انخفاض الجهد: سوف يمر العاصمة عبر ثنائيات في وقت واحد (واحد في كل ساق من الجسر) ، مما يسبب انخفاض الجهد حوالي 1.4 فولت (0.7 فولت لكل ديود).هذا يعني أن الجهد الناتج DC سيكون أقل قليلاً من الجهد الدخل DC.

توليد الحرارة: سيولد التيار عبر الثنائيات الحرارة بسبب تبديد الطاقة (P = I²R).يمكن أن تصبح هذه الحرارة مهمة إذا كان تيار المدخلات مرتفعًا ، مما قد يضر بالثنائيات أو يتطلب تدابير تبديد الحرارة.

التحميل الزائد المحتمل: إذا كان الجهد العاصف المطبق أعلى بكثير من الجهد المصنوع من الصمام الثنائي ، فقد يتسبب ذلك في انهيار الصمام الثنائي ، مما يؤدي إلى فشل الدائرة.يجب الالتزام بتصنيفات الجهد المناسبة لتجنب الضرر.