Dlaczego używamy prostownika mostkowego?

Jeśli mamy już prostownik z odczepem środkowym i tylko dwiema diodami wykonującymi tę samą pracę, to dlaczego konieczne jest użycie czterech diod lub tak zwanego prostownika mostkowego.

Zakładam, że miałeś na myśli obwód prostownika mostkowego o pełnej fali dla „mostka prostowniczego”. Dla jasności, oto mostek z pełną falą:

Spójrz na to przez chwilę i zobacz, jak to działa. Zasadniczo wykonuje funkcję wartości bezwzględnej na napięciu. W rzeczywistości w procesie tym tracą dwie diody spadki napięcia, ale nie o to teraz chodzi. Jeśli masz pojedynczy sygnał prądu przemiennego, wówczas mostek pełnej fali jest jednym ze sposobów, aby wszystko było dodatnie.

Jeśli masz już napięcie prądu przemiennego z centralnego transformatora wtórnego, możesz skorzystać z dodatkowego połączenia na swoją korzyść, aby uprościć obwód prostowniczy:

Spójrz na to trochę i przekonaj się, że zawsze otrzymujesz dodatnie napięcie z V- do V +. Dlaczego więc nie wszyscy mieliby to robić w ten sposób? Powinno być oczywiste, że ten drugi obwód jest możliwy tylko w ograniczonych sytuacjach, gdy masz dostępne wyjście transformatora z odczepem centralnym. Jeśli to zrobisz, może to być przydatny sposób na sprostowanie. Jedną z zalet jest to, że występuje tylko jeden spadek diody szeregowo o wartości bezwzględnej napięcia przemiennego, a nie dwa, jak w przypadku mostka pełnej fali powyżej.

Ale pomyśl o kosztach. Zauważ, że tylko jedna połowa wtórnego przewodzi w tym samym czasie. Płacisz za dodatkowe rzeczy, których używasz tylko przez połowę czasu. Diody są tanie i małe w porównaniu do transformatorów, szczególnie przy niskich częstotliwościach, takich jak moc linii. Zwykle decydującym problemem jest to, czy potrzebujesz transformatora z innych powodów, takich jak izolacja. W takim przypadku koszt przyrostowy środkowego zaczepu i uzwojenia wtórnego dłuższym, ale cieńszym drutem jest stosunkowo niski.

Jest jeszcze jeden powód, aby użyć środkowego podsłuchu wtórnego, czyli jeśli chcesz zarówno dodatniej, jak i ujemnej podaży:

Postępuj zgodnie z tym, co dzieje się w całym cyklu prądu przemiennego, i powinieneś być w stanie zobaczyć, jak uzyskać zarówno dodatnią wartość bezwzględną, jak i ujemną wartość bezwzględną z tego obwodu.

Największą wadą transformatora centralnego zaczepu (CT) jest to, że używasz tylko połowy z niego w każdym pół cyklu sieci. Oznacza to, że Twój transformator będzie dwa razy cięższy i większy niż jeden z prostownikiem pełnofalowym. Dwie dodatkowe diody łatwo się w ten sposób zwracają.

Specyfikacja odwrotnego napięcia diod jest podwójna dla 2 diod w porównaniu z rozwiązaniem 4 diodowym, jak opisano w ostro głosowanej odpowiedzi, więc może to faworyzować 4 diody, jeśli napięcie znamionowe wpłynie na ich cenę ponad dwukrotnie, np. W zasilaczach o wyższym napięciu, gdzie około 1500 V PIV zaczyna być drogie.

Istnieją również inne powody wyboru między ustaleniami.

Rozwiązanie z dwoma odczepami na środku diody ma wartość, nawet jeśli ktoś chciałby tylko dodatniej szyny przy określonym napięciu, może istnieć potrzeba posiadania innych odczepów napięcia (być może wybieranych) dla niższych napięć, jednocześnie prostowanych na całej fali lub nawet zwykłej pojedynczej diody półfalowa rektyfikowana szyna, mogłyby one następnie dzielić wspólną płaszczyznę ze środkową szyną gwintowaną. Daje także możliwość dzielenia się uzwojeniami z szyną prądu przemiennego oznaczoną uziemieniem (a może nawet dwufazowym napięciem wyjściowym napięcia sieciowego), co nie będzie możliwe, ponieważ żaden z zacisków transformatora nie ma stałego uziemienia / wspólnego napięcia, gdy stosowana jest metoda pełnego mostka używane do pojedynczej szyny.

Praktycznym powodem posiadania dwóch całkowicie niezależnych uzwojeń wyjściowych jest umożliwienie szeregowego lub równoległego połączenia transformatora, co pozwala na użycie tylko dwóch diod z odczepem środkowym lub 4 diod z uzwojeniem równoległym dla jednego napięcia lub uzwojenia szeregowego z mostkiem aby wybrać podwójne napięcie wyjściowe, jak może być pożądane w prostej ładowarce samochodowej / motocyklowej.

W transformatorze WN kuchenki mikrofalowej wewnętrzny koniec uzwojenia jest uziemiony do rdzenia, aby zmniejszyć wymagania izolacyjne (i obciążenie pojemnościowe) między mocą wyjściową WN a rdzeniem transformatora oraz aby utrzymać uziemienie WN na potencjale obudowy, dlatego dioda nie jest umieszczona po stronie uziemienia i rektyfikacja (lub podwojenie) musi być wykonana na pojedynczym uzwojeniu uziemionym, nawet jeśli tańsze może być wykonanie prostowania na całej fali, pływające zasilanie WN byłoby nierozsądne, szczególnie w warunkach zwarcia.

Wiele praktycznych powodów decyduje o tym, który układ jest używany, a wszystkie mają w górę i w dół.

EDYCJA:
Przyszła mi do głowy kolejna myśl. Przy bardzo niskich napięciach rozsądnie jest unikać marnowania drugiego spadku diody w diodzie, jeśli tworzy ona znaczną część napięcia wyjściowego. Może to być najbardziej istotne w jednokomorowych obwodach ładowania NiCd NiMH.

Ma to związek z szczytowym napięciem odwrotnym diod. Przeczytaj ten artykuł w Wikipedii.

PIV diody w prostowniku z pełną falą z centralnym transformatorem gwintowanym = 2 * Vm PIV diody w prostowniku z pełną falą z mostkiem = Vm

Również centralnie transformowany transformator okazałby się droższy niż mostek.