I. UVOD
MOSNI ISPRAVLJAČI (MOSNI ISPRAVLJAČI) su važan ispravljač u području energetske elektronike, čija je glavna funkcija pretvaranje izmjenične (AC) struje u istosmjernu (DC). Sa svojim prednostima visoke učinkovitosti, stabilnosti i jednostavne strukture, mosni ispravljač naširoko se koristi u elektroenergetskom, komunikacijskom, industrijskom upravljanju i drugim područjima. U ovom će se radu detaljno predstaviti načelo rada i glavni tipovi mosnih ispravljača kako bi se čitateljima omogućilo sveobuhvatno i -dubinsko razumijevanje.
II. Princip rada mosnog ispravljača
Princip rada mosnog ispravljača temelji se na jednosmjernoj vodljivosti diode. Koristi četiri diode (D1, D2, D3, D4) za formiranje strujnog kruga u skladu sa specifičnim spojem (mosni spoj) kako bi se ostvarilo ispravljanje izmjenične struje.
Konkretno, kada se pozitivna pola{0}}tjedna napajanja izmjeničnom strujom primijeni na mosni ispravljač, diode D1 i D3 imaju prednapon, dok su diode D2 i D4 obrnuto. U to vrijeme diode D1 i D3 provode, a struja ide od pozitivnog priključka napajanja kroz D1, opterećenje i D3 natrag do negativnog priključka napajanja, tvoreći strujni put naprijed. U isto vrijeme, D2 i D4 diode cutoff, nisu uključeni u vodljivi proces.
Kada negativna pola{0}}tjedna napajanja izmjeničnom strujom djeluje na premosni ispravljač, diode D2 i D4 su u stanju prednapona, dok su diode D1 i D3 u stanju obrnutog prednapona. U to vrijeme diode D2 i D4 provode, a struja se vraća s negativnog priključka napajanja kroz D4, opterećenje i D2 do pozitivnog priključka izvora napajanja, tvoreći obrnuti put struje. Istodobno, diode D1 i D3 odsječu i ne sudjeluju u vodljivom procesu.
Kroz gornji proces, mosni ispravljač ostvaruje potpuno-valno ispravljanje izmjenične struje. Bilo da je napajanje izmjeničnom strujom u pozitivnom ili negativnom poluciklusu, mosni ispravljač može osigurati da struja iz pozitivnog izvora napajanja teče do opterećenja, a zatim od opterećenja natrag do negativnog pola ciklusa napajanja, stvaranjem stabilne istosmjerne struje.
III. Glavne vrste mosnih ispravljača
Mosni ispravljači mogu se podijeliti u različite tipove prema različitim strukturama, funkcijama i scenarijima primjene. Slijedi nekoliko uobičajenih tipova mostnih ispravljača:
Jednofazni mosni ispravljač-
Jednofazni-mosni ispravljač je najosnovniji tip mosnog ispravljača i prikladan je samo za jednofazne-fazne AC izvore napajanja. Jedno-fazni mosni ispravljač sastoji se od četiri diode spojene u mosni spoj. Kada se jedno-fazni izvor izmjenične struje primijeni na ispravljač, mosni ispravljač može ostvariti puno{6}}valno ispravljanje izmjenične struje i dati stabilnu istosmjernu snagu.
Tro{0}}fazni mosni ispravljači
Tro-fazni premosni ispravljači prikladni su za tro-fazna AC napajanja. U usporedbi s jedno-faznim premosnim ispravljačima, tro-fazni premosni ispravljači imaju veću učinkovitost ispravljanja i manji faktor pulsiranja. Tro-fazni premosni ispravljač obično se sastoji od šest dioda, s dvije diode povezane na svaku fazu napajanja kako bi se formirala tri odvojena jednofazna-fazna premosna ispravljača. Kada tro-fazno napajanje izmjeničnom strujom djeluje na ispravljač, tri jednofazna-mosna ispravljača rade u isto vrijeme kako bi ostvarili puno{11}}valno ispravljanje tro-fazne izmjenične struje.
Tiristorom-upravljani mostni ispravljač
SCR mostni ispravljač je vrsta mosnog ispravljača s kontroliranom funkcijom ispravljanja. Koristi SCR kao ispravljački element i kontrolira ispravljački napon i struju kontroliranjem kuta provođenja SCR-a. SCR mostni ispravljač ima prednosti podesivog izlaznog napona, brze reakcije, visoke učinkovitosti itd. Široko se koristi u energetskim elektroničkim pretvaračima, kontroli motora i drugim poljima.
Preklopni mostni ispravljač
Switching bridge rectifier je mostni ispravljač koji za ispravljanje koristi sklopne cijevi (kao što su MOSFET, IGBT itd.). Usvaja visoko-tehnologiju prekidanja frekvencije kako bi ostvario ispravljanje izmjenične struje kontroliranjem uključivanja-isključivanja sklopnih cijevi. Preklopni mosni ispravljač ima prednosti male veličine, male težine, visoke učinkovitosti, dobrih izlaznih valnih oblika itd., te je prikladan za scenarije primjene koji zahtijevaju visoku učinkovitost i visoku preciznost ispravljanja.
IV. Prednosti i nedostaci mosnih ispravljača
Mostni ispravljač ima sljedeće prednosti:
Visoka učinkovitost ispravljanja:Mosni ispravljač može ostvariti puno{0}}valno ispravljanje izmjenične struje, s visokom učinkovitošću ispravljanja.
Dobar izlazni valni oblik:izlaz mostnog ispravljača valni oblik istosmjerne struje je stabilan, mali koeficijent pulsiranja.
Jednostavna struktura:Struktura mostnog ispravljača je jednostavna, laka za proizvodnju i održavanje.
Međutim, mostni ispravljač ima i neke nedostatke:
Veliki broj dioda:Mosni ispravljač zahtijeva četiri diode, što povećava troškove i poteškoće u održavanju.
Velika veličina:Zbog potrebe za četiri diode i pripadajuće strujne strukture, veličina mosnog ispravljača je relativno velika.
Problemi s disipacijom topline:mosni ispravljač će proizvesti određenu količinu topline u procesu rada i treba poduzeti odgovarajuće mjere za odvođenje topline kako bi se osigurao normalan rad.
V. Zaključak
Mosni ispravljač je važan ispravljač s prednostima visoke učinkovitosti, stabilnosti i jednostavne strukture. Koristi četiri diode za formiranje strujnog kruga prema određenom spoju (mosni spoj) kako bi se ostvarilo ispravljanje izmjenične struje. Prema različitim strukturama, funkcijama i scenarijima primjene, mosni ispravljači mogu se podijeliti u različite tipove, kao što su jedno-fazni mosni ispravljači, tro-fazni mosni ispravljači, silikonski upravljani mosni ispravljači i sklopni mosni ispravljači. U praktičnim primjenama potrebno je odabrati odgovarajući tip mosnog ispravljača prema specifičnim potrebama i poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se prevladali njegovi nedostaci i ostvarile najbolje performanse i prednosti.