الدليل الكامل لمعدل الجسر - البناء والعمل والمزايا

اليوم ، تتميز معظم الأجهزة الكهربائية بجسر ثنائي أشباه الموصلات كمحول يحول مدخلات التيار المتردد من مصدر كهربائي إلى مخرج تيار مستمر يعمل على تشغيل دوائره ومكوناته. يشار إلى هذه الأجزاء الإلكترونية المنفصلة عمومًا على أنها مقومات ويمكن العثور عليها في كل شيء بدءًا من أجهزة التحكم في المحركات والأجهزة المنزلية إلى تطبيقات اللحام.

ما هو مقوم الجسر

أ جسر المعدل يحول التيار المتردد إلى تيار مباشر ويمكن استخدامه في العديد من التطبيقات ، مثل مزودات طاقة وضع التبديل وإمدادات الطاقة الخطية. علاوة على ذلك ، يمكن العثور على مقومات الجسر في أجهزة مثل معدات اللحام الكهربائية أو أجهزة الراديو.

تتكون دارة مقوم الجسر النموذجية من جهد تيار متردد دخل ، وأربعة صمامات ثنائية ، ومقاوم تحميل متصل بالمخرج الموجب لإشارة التيار المستمر. كما هو مبين في الشكل 1 ، يقلل هذا من جهد الخرج عن طريق تقليل التيار المتدفق عبر كل صمام ثنائي كما هو موضح.

يتم تحديد الحد الأقصى لكفاءة مقوم الجسر من خلال النسبة بين طاقة خرج التيار المستمر وقوة إدخال التيار المتردد. يمكن أن يصل إلى 81.2% ، على الرغم من أن هذا الرقم في الواقع يميل إلى أن يكون أقل بكثير بسبب انخفاض الجهد بسبب التيار المتدفق عبر الثنائيات.

بناء مقوم جسر

مقوم الموجة الكاملة هو محول تيار مستمر فعال يستخدم أربعة صمامات ثنائية في دائرة الجسر لتحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مباشر (DC). تتمثل الفائدة الأساسية لهذا النوع من الدوائر في أنه لا يحتاج إلى محول مكلف من المنتصف ، مما يقلل من حجمه وتكلفته بشكل كبير.

عندما يتم تطبيق إشارة التيار المتردد على مقوم الجسر ، فإن الثنائيات D1 و D3 تصبح منحازة للأمام ، بينما تصبح الثنائيات D2 و D4 متحيزة عكسيًا. يؤدي هذا إلى تدفق تيار الحمل عبر الثنائيات D2 و D3 ، مما يؤدي إلى مقاومة RL عند المقاوم تحميل الخرج.

في دورة نصف سالبة ، تصبح الثنائيات D2 و D3 متحيزة للأمام بينما يصبح C و D4 متحيزين عكسيين. يؤدي هذا إلى تدفق التيار عبر الثنائيات C و D إلى الناتج RL.

تشبه الفولتية الناتجة من مقوم الجسر النبضة ، لذا للحصول على مصدر تيار مستمر سلس ، يجب علينا ترشيحها باستخدام مكثف. يشحن المكثف حتى يصل الجهد المعدل إلى ذروته ، ثم يتم تفريغه في دائرة الحمل عندما ينخفض لتنعيم شكل موجة التصحيح.

أنواع مقومات الجسر

مقومات الجسر عبارة عن منتجات من وحدات أشباه الموصلات تقوم بتحويل مدخلات التيار المتردد إلى خرج التيار المستمر ، والتي يمكن استخدامها لتزويد الأجهزة بالطاقة. توجد عادة في أجهزة مكان العمل والأدوات الكهربائية.

1. مرحلة واحدة

معدل الجسر أحادي الطور عبارة عن دائرة مقوم مستخدمة على نطاق واسع تستخدم في تطبيقات مثل إمدادات الطاقة في وضع التبديل وإمدادات الطاقة الخطية. يستخدم أربعة صمامات ثنائية (D1 و D2 و D3 و D4) جنبًا إلى جنب مع المقاوم للحمل (RL) لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر بكفاءة.

تعتمد عملية التصحيح على قطبية شكل موجة إدخال التيار المتردد. عندما تظهر نصف الدورة الموجبة في هذه الإشارة ، تصبح الثنائيات D1 و D3 متحيزة للأمام بينما تصبح الثنائيات D2 و D4 متحيزة عكسيًا. نتيجة لذلك ، يبدأ التيار بالتدفق عبر مسار D3 و D4 ذي الدائرة القصيرة.

2. ثلاث مراحل

يستخدم هذا الجهاز لتحويل جهد التيار المتردد ثلاثي الأطوار إلى تيار مستمر ، ويتكون من ستة صمامات ثنائية ويوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة لتصحيح مصدر طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر دون الحاجة إلى محول مركزي للصنبور. 

توفر المقومات ثلاثية الطور كفاءة تصحيح أكبر مقارنة بالمعدلات أحادية الطور ، حيث يكون تيار الإخراج أقل ويحتاج عدد أقل من مكونات التيار المتردد لإخراج التيار المستمر.

يعد مقوم الجسر ثلاثي الأطوار حلاً شائعًا لتحويل طاقة التيار المتردد إلى خرج ثابت للتيار المستمر ، ولكنه يتطلب أحواض حرارية مكلفة وحلول تبريد نشطة ، مما يزيد من حجمها وتعقيدها.

3. المرحلة المتغيرة

مقومات الجسر المتغيرة الطور (VPBRs) هي محولات طاقة كهربائية تحول جهد دخل التيار المتردد إلى جهد خرج تيار مستمر. توجد عادة في الأنظمة التي تعمل على ترددات عالية ، مثل الطائرات.

تحتوي هذه الدوائر على العديد من التطبيقات ، مثل محركات الطاقة والمحركات الكهربائية والإضاءة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية. عادة ما يتم إنشاء دائرة التصحيح في هذه الأجهزة باستخدام الثنائيات.

تطبيقات مقوم الجسر

مقوم الجسر له العديد من التطبيقات في أجهزة طاقة التيار المتردد الإلكترونية مثل الأجهزة المنزلية ، وأجهزة التحكم في المحركات ، وعمليات التعديل ، وعمليات اللحام.

مقوم الجسر هو تكوين فعال لأربعة صمامات ثنائية مصممة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر بكفاءة. الفائدة الأساسية لاستخدام مقوم الجسر هي أنه لا توجد حاجة لمحول مركزي ، وبالتالي تقليل حجم الجهاز وتكلفته.

تعمل مقومات الجسر عن طريق تمرير جهد التيار المتردد من خلالها في كل من دورات نصف موجبة وسالبة. يؤدي هذا إلى تدفق التيار عبر المقاوم للحمل R بكميات مماثلة خلال هاتين الدورتين ، مما ينتج عنه جهد تيار مستمر في المحطات D و C.

مبادئ عمل مقوم الجسر

تتكون دائرة مقوم الجسر من أربعة صمامات ثنائية ، D1 ، D2 ، D3 ، ومقاوم تحميل RL متصل بين المحطات A و B. يحول هذا التكوين إشارات التيار المتردد (التيار المباشر) بشكل فعال دون الحاجة إلى محول حصري مركزي.

عندما يتم تطبيق إشارة دخل التيار المتردد عبر مقوم الجسر ، يصبح الطرف A موجبًا ، ويصبح الطرف B سالبًا خلال دورة نصف واحدة. على هذا النحو ، تصبح الثنائيات D1 و D3 متحيزة للأمام ، بينما تصبح الثنائيات D2 و D4 متحيزة عكسيًا.

في كل من الدورات النصف الموجبة والسالبة ، يتدفق نفس المقدار من التيار عبر مقاوم الحمل RL. لذلك ، بغض النظر عن الطريقة التي تم بها تطبيق إشارة التيار المتردد ، فإن إشارة خرج التيار المستمر لها دائمًا نفس القطبية.

مزايا وعيوب مقوم الجسر

مقوم الجسر عبارة عن دائرة تقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. يتكون من أربعة ثنائيات ومقاوم تحميل.

• كفاءة

إنه يوفر إخراجًا أكثر سلاسة وموثوقية من المعدل نصف الموجي ويمكن استخدامه في تعديل إشارات الراديو أو اللحام الكهربائي لتوليد جهد تيار مستمر مستقطب.

• عامل التموج

يجب إبقاء عامل التموج ، أو كمية مكونات التيار المتردد الموجودة في الإخراج المعدل من مقوم الجسر ، عند أدنى مستوى ممكن. الطريقة الأكثر فعالية لتقليل هذا الرقم هي من خلال استخدام مكثفات المرشح التي ترشح الأشكال الموجية غير الجيبية.

• ذروة الجهد العكسي

تقوم مقومات الجسر بإنتاج ضعف ذروة الجهد العكسي لمعدل الموجة الكاملة ذي التنصت المركزي ، مما يلغي الحاجة إلى محول إضافي للصنبور المركزي. علاوة على ذلك ، فإن ناتجها يحتوي على عوامل استخدام محولات أعلى من مقومات الموجة الكاملة التي يتم استغلالها في المركز ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للعديد من التطبيقات. ومع ذلك ، فإن طبيعتها النابضة قد تشكل مخاطر على المعدات الإلكترونية الحساسة.

• يكلف

تتمثل إحدى مزايا هذا النوع من المقومات في أنه لا يحتاج إلى محول مركزي ، وبالتالي يقلل من تكلفة الجهاز وحجمه. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من المعدل له أيضًا بعض العيوب. على سبيل المثال ، يكون فقد الطاقة مع هذا المعدل أعلى بكثير مقارنة بمقوم نصف الموجة أو مقوم الموجة الكاملة المستدق من المركز.

منتجات TOSUNlux الكهربائية ذات الجهد المنخفض هي مجموعة متنوعة من الأجهزة المصممة للاستخدام مع مصادر الطاقة ذات الجهد المنخفض. وتشمل هذه الأضواء ، وأجراس الأبواب ، وفتحات باب المرآب ، والمزيد - وكلها مصممة للمساعدة في توفير المال على فواتير الطاقة مع تحسين المظهر الجمالي لمنزلك.