Brückengleichrichter, Schaltung, Formel, 7 wichtige Faktoren

Liste der Themen

• Gleichrichtung & Gleichrichter
• Arten von Gleichrichtern
• Brückengleichrichter
• Schaltung und Diagramm des Brückengleichrichters
• Arbeitsweise eines Brückengleichrichters
• Unterschiede zwischen Brückengleichrichter und Vollweggleichrichter
• Mathematische Probleme

Berichtigung

Gleichrichtung: Der Prozess, durch den Wechselspannung in Gleichspannung umgewandelt wird, wird als Gleichrichtung bezeichnet. Gleichrichter ist das elektronische Gerät zur Durchführung der Gleichrichtung

Arten von Gleichrichtern

Gleichrichter sind hauptsächlich drei Arten. Sie sind -

1. Halbwellengleichrichter (HWR)
2. Vollweggleichrichter (FWR)
3. Brückengleichrichter (BR)

Brückengleichrichter

Brückengleichrichter sind Gleichrichter, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Bei diesem Gleichrichtertyp können beide Hälften der Eingangswechselspannung durch die Schaltung geleitet werden. Für die Herstellung eines Brückengleichrichters sind vier Dioden erforderlich.

Brückengleichrichter arbeiten & Schaltung

Ein Brückengleichrichter ist in der folgenden Schaltung dargestellt.

Mit Hilfe eines Gleichrichters, der aus vier Dioden besteht, kann auch eine Vollweggleichrichtung realisiert werden. Wie in der Schaltung gezeigt, leiten zwei Dioden der gegenüberliegenden Zweige gleichzeitig Strom, während die anderen beiden Dioden im AUS-Zustand bleiben. Derzeit fließt der Strom durch die Dioden D1 und D3, aber es fließt kein Strom durch die Dioden D2 und D4. Dies geschieht aufgrund der momentanen Polarität der Sekundärwicklungen des Transformators. Durch den Lastwiderstand RL fließt somit ein Strom I in der dargestellten Richtung.

Nun kommt die nächste Hälfte des Zyklus. Diesmal ändert sich die Polarität des Transformators. Strom fließt durch die Diode D2 und Diode D4 und kein Strom fließt durch die Dioden D1 und D3. Die Stromflussrichtung bleibt die gleiche wie in der vorherigen Hälfte des Zyklus.

Wissen, wie ein Transformator funktioniert!

Formel und Gleichungen für Brückengleichrichter

Aus der Standard-Brückengleichrichterschaltung,

Vi ist die Eingangsspannung; Vb ist die Diodenspannung, rd ist der dynamische Widerstand, R ist der Lastwiderstand, Vo ist die Ausgangsspannung.

Durchschnittliche O / p-Spannung:

V_o = V_mSinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

V_av = 1 / π * ∫₀^2πVo d (ωt)

Oder V._av = 1 / π * ∫₀^2πV_mSinωt d (ωt)

Oder V._av = (V_m/ π) [- Cosωt]₀^π

Oder V._av = (V_m / π) * [- (- 1) - (- (1))]

Oder V._av = (V_m/ ) * 2

Oder V._av = 2 V._m / π = 0.64 V._m

Der durchschnittliche Laststrom (I._av) = 2 * I._m/ π

Der RMS-Wert (Root Means Square) des Stroms:

I_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2π I²  d (ωt)]^1/2

Ich = ich_mSinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

Oder ich_rms = [1 / π * ∫ ₀ ^2π I_m²  Sünde²ωt d (ωt)]^1/2

Oder ich_rms = [I._m²/ π * ∫ ₀ ^2π Sünde²ωt d (ωt)]^1/2

Nun, Sünde²ωt = ½ (1 - Cos2ωt)

Oder ich_rms = [I._m²/ π * ∫ ₀ ^2π (1 - Cos2ωt) d (ωt)]^1/2

Oder ich_rms = [I._m²/ 2] ^½   Oder ich_rms = Ich_m/ √2

Die Effektivspannung = V._rms = V_m/ √2.

Die Bedeutung des RMS-Werts besteht darin, dass er dem DC-Wert entspricht.

Vorausgesetzt, der Effektivwert ist ≤ Spitzenwert

Inverse Spitzenspannung (PIV):

Die inverse Spitzenspannung oder PIV wird als die maximal zulässige Spannung bezeichnet, die vor ihrem Durchschlag an eine Diode angelegt werden kann.

Die inverse Spitzenspannung eines Brückengleichrichters wird berechnet als PIV> = V._m

Das Anlegen einer höheren Spannung als die inverse Spitzenspannung beschädigt die Diode und wirkt sich auf andere Schaltungselemente aus, wenn diese zugeordnet sind.

Brückengleichrichter-Diagramm

Die folgende Grafik zeigt das Eingangsausgangssignal eines Brückengleichrichters. Es ist dasselbe wie Brückengleichrichter.

Formfaktor

Das Formfaktor eines Brückengleichrichters ist der gleiche wie ein Vollweggleichrichter und ist definiert als das Verhältnis des Effektivwerts (Root Means Square) der Lastspannung zum Durchschnittswert der Lastspannung.

Formfaktor = V._rms / V_av

V_rms = V_m/2

V_av = V_m / π

Formfaktor = (V._m/ √2) / (2 * V._m/ π) = π / 2√2 = 1.11

Also können wir schreiben, V_rms = 1.11 * _Wav.

Welligkeitsfaktor

Welligkeitsfaktor eines Brückengleichrichters ist der Prozentsatz der Wechselstromkomponente, die im Ausgang des Brückengleichrichters vorhanden ist.

Das 'γ' repräsentiert den Welligkeitsfaktor.

I_o = Ich_ac + I_dc

Oder ich_ac = Ich_o - Ich_dc

Oder ich_ac = [1 / (2π) * ∫₀^2π(I-Idc)²d (ωt)]^1/2

Oder ich_ac = [I._rms² + I_dc²- 2 I._dc²] 1/2

Oder ich_ac = [I._rms² - Ich_dc²] 1/2

Also, Welligkeitsfaktor,

γ = I._rms² - Ich_dc² / Ich_dc²

oder γ = [(I._rms² - Ich_dc²) - 1] ^1/2

γ_FWR = 0.482

Transformator-Nutzungsfaktor

Das Verhältnis von Gleichstrom zu Nennwechselstrom wird als bezeichnet Transformatorauslastungsfaktor oder TUF.

TUF = P._dc/ P_ac(bewertet)

V_s / √2 ist die Nennspannung für die Sekundärwicklung und I._m/ 2 ist der Strom, der durch die Wicklung fließt.

Also, TUF = I._dc² R_L / (V._s/ √2) * (I._m / 2)

TUF = (2I_m/ )²R_L / ( ICH_m² (R_f +R_L) / (2√2) = 2√2 / π ² * (1 / (1 + R._f/R_L))

Wenn R._f << R._L, dann,

TUF = 8 / ² = 0.812

Je mehr der TUF, desto besser die Leistung.

Effizienz des Brückengleichrichters

Wirkungsgrad des Brückengleichrichters ist definiert als das Verhältnis der an der Last gelieferten Gleichstromleistung zur Eingangswechselstromversorgung. Es wird durch das Symbol - η dargestellt

η = P._Belastung / P_in * 100

oder η = I._dc² * R / I._rms² * R als P = VI & V = IR

Jetzt ich_rms = Ich_m/ √2 und ich_dc = 2 * I._m/ π

Also ist η = (4I_m²/ π²) / (ICH_m²/ 2)

= 8 / π² * 100% = 81.2%

Die Effizienz einer idealen Brückengleichrichterschaltung ist = 81.2%

Geben Sie den Unterschied zwischen Brücken- und Vollwellengleichrichter an

Einige Probleme mit Brückengleichrichtern

1. Ein Brückengleichrichter hat eine Last von 1 Kiloohm. Die angelegte Wechselspannung beträgt 220 V (RMS-Wert). Wenn die Innenwiderstände der Dioden vernachlässigt werden, wie hoch ist dann die Welligkeitsspannung über dem Lastwiderstand?

ein. 0.542 V.

b. 0.585 V.

c. 0.919 V.

d. 0.945 V.

Die Welligkeitsspannung beträgt = γ * VDC / 100

VDC = 0.636 * Veff * √2 = 0.636 * 220 * √2 = 198 V.

Der Welligkeitsfaktor eines idealen Vollweggleichrichters beträgt 0.482

Daher ist die Welligkeitsspannung = 0.482 · 198/100 = 0.945 V.

2. Wenn die Spitzenspannung einer Brückengleichrichterschaltung 10 V beträgt und die Diode eine Siliziumdiode ist, wie hoch ist die inverse Spitzenspannung an der Diode?

Die inverse Spitzenspannung ist ein wichtiger Parameter, der als maximale Sperrspannung definiert ist, die vor dem Eintritt in den Durchbruchbereich an die Diode angelegt wird. Wenn die inverse Spitzenspannung kleiner als der Wert ist, kann ein Ausfall auftreten. Bei einem Vollweggleichrichter entspricht die inverse Spitzenspannung der Diode der Spitzenspannung = Vm. Inverse Spitzenspannung = 5 Volt.

3. Ein Eingang von 100Sin 100 πt Volt wird an einen Vollweggleichrichter angelegt. Was ist die Ausgangswelligkeitsfrequenz?

V = V._mSinωt

Hier ist ω = 100

Die Frequenz ist gegeben als - ω / 2 = 100/2 = 50 Hz.

Somit ist die Ausgangsfrequenz = 50 · 2 = 100 Hz.

4. Was ist die Hauptanwendung eines Gleichrichters? Welches Gerät macht den umgekehrten Vorgang?

Ein Gleichrichter wandelt die Wechselspannung in Gleichspannung um. Ein Oszillator wandelt eine Gleichspannung in Wechselspannung um.

5. Für einen Brückengleichrichter beträgt die angelegte Eingangsspannung 20Sin100 π t. Was ist die durchschnittliche Ausgangsspannung?

Jetzt wissen wir, dass V = V._mSinωt

V_m = 20

Die Ausgangsspannung ist also = 2V_m / π = 2 · 20 / π = 12.73 Volt

Die Ausgangsspannung beträgt = 12.73 Volt.

Sudipta Roy

Hallo, ich bin Sudipta Roy. Ich habe einen B. Tech in Elektronik gemacht. Ich bin ein Elektronik-Enthusiast und widme mich derzeit dem Bereich Elektronik und Kommunikation. Ich habe großes Interesse an der Erforschung moderner Technologien wie KI und maschinellem Lernen. Mein Ziel ist es, allen Lernenden genaue und aktuelle Daten zur Verfügung zu stellen. Es macht mir große Freude, jemandem beim Wissenserwerb zu helfen.
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