Perché utilizziamo il raddrizzatore a ponte?
Risposte:
Presumo che intendevi il circuito raddrizzatore a ponte a onda intera per "raddrizzatore a ponte". Per essere chiari, ecco un ponte a onda intera:
Guarda questo per un momento e vedi come funziona. Esegue sostanzialmente la funzione di valore assoluto su una tensione. In realtà sta perdendo due cadute di diodi di tensione nel processo, ma non è questo il punto in questo momento. Se si dispone di un singolo segnale CA, un ponte a onda intera è un modo per rendere tutto positivo.
Se hai già la tensione CA proveniente da un trasformatore centrale intrappolato secondario, puoi utilizzare la connessione aggiuntiva a tuo vantaggio per semplificare il circuito di rettifica:
Guarda un po 'e vedi che ottieni sempre una tensione positiva da V- a V +. Allora perché non tutti dovrebbero farlo sempre in questo modo? Dovrebbe essere ovvio che questo secondo circuito è possibile solo in situazioni limitate in cui è disponibile un'uscita trasformatore con attacco centrale. Se lo fai, questo può essere un modo utile per fare la rettifica. Un vantaggio è che c'è solo una caduta di diodi in serie con il valore assoluto della tensione CA, non due come il ponte a onda intera sopra.
Ma pensa al costo. Nota che solo la metà del secondario conduce per volta. Stai pagando per le cose extra che usi solo la metà del tempo. I diodi sono economici e piccoli rispetto ai trasformatori, specialmente a basse frequenze come l'alimentazione di linea. Di solito il problema decisivo è se hai bisogno di un trasformatore per altri motivi, come l'isolamento. In tal caso, il costo incrementale del rubinetto centrale e dell'avvolgimento del secondario con filo più lungo ma più sottile è relativamente basso.
C'è un altro motivo per usare un secondario intercettato al centro, che è se si desidera un'alimentazione sia positiva che negativa:
Segui ciò che accade durante un intero ciclo CA e dovresti essere in grado di vedere come ottenere sia il valore assoluto positivo che il valore assoluto negativo da questo circuito.
Il più grande svantaggio del trasformatore a presa centrale (CT) è che ne usi solo la metà ad ogni mezzo ciclo della rete. Ciò significa che il tuo trasformatore sarà due volte più pesante e grande di uno con un raddrizzatore a onda intera. I due diodi extra si pagano facilmente in questo modo.
La specifica della tensione inversa dei diodi è doppia per la soluzione a 2 diodi rispetto alla soluzione a 4 diodi, come descritto nella risposta votata duramente verso il basso, quindi ciò può favorire 4 diodi se la tensione nominale influisce sul loro prezzo di più del doppio, come nelle alimentazioni a tensione più elevata dove circa 1500 V PIV inizia a diventare costoso.
Ci sono anche altri motivi per scegliere tra gli accordi.
La soluzione intercettata con centro a due diodi ha valore anche se si volesse solo una rotaia positiva a una tensione specifica, potrebbe esserci il desiderio di avere altre prese di tensione (forse selezionabili) per tensioni più basse, simultaneamente a onda intera rettificata o forse anche un semplice singolo diodo binario rettificato a semionda, questi potrebbero quindi condividere il terreno comune con il binario centrale. Offre inoltre la possibilità di condividere gli avvolgimenti con una guida CA riferita a terra (o forse anche un'uscita di tensione di rete a due fasi) che non sarà possibile in quanto nessuno dei terminali del trasformatore è a terra fissa / tensione comune quando il metodo del ponte intero è utilizzato per una singola guida.
Un motivo pratico per avere due avvolgimenti di uscita totalmente indipendenti è consentire la connessione in serie o in parallelo del trasformatore consentendo l'uso di solo due diodi con un rubinetto centrale o 4 diodi con gli avvolgimenti in parallelo per una tensione o gli avvolgimenti in serie con un ponte per selezionare il doppio della tensione di uscita come potrebbe essere desiderato in un semplice caricabatterie per auto / moto.
In un trasformatore HV di un forno a microonde, l'estremità interna dell'avvolgimento è collegata a terra al nucleo per ridurre i requisiti di isolamento (e carico capacitivo) tra l'uscita HV e il nucleo del trasformatore e per mantenere la terra HV al potenziale del telaio, quindi non viene posizionato alcun diodo sul lato terra e la rettifica (o il raddoppio) deve essere eseguita su un singolo avvolgimento collegato a terra, anche se potrebbe essere più economico avere a che fare con la rettifica a onda intera, un'alimentazione HV fluttuante sarebbe poco saggia, specialmente in condizioni di guasto.
Molte ragioni pratiche determinano quale disposizione viene utilizzata e tutte hanno i lati su e giù.
EDIT: un
altro pensiero mi è venuto in mente. Con tensioni molto basse è prudente evitare di sprecare la caduta del secondo diodo nel diodo se forma una porzione apprezzabile della tensione di uscita. Questo potrebbe essere più rilevante nei circuiti di ricarica NiCd NiMH a cella singola.
Ha a che fare con la tensione inversa di picco dei diodi . Leggi questo articolo su Wikipedia.
PIV di un diodo in un raddrizzatore a onda intera con trasformatore con attacco centrale = 2 * Vm PIV di un diodo in un raddrizzatore a onda intera con ponte = Vm
Inoltre, un trasformatore con attacco centrale si rivelerebbe più costoso del ponte.