Кіріспе
Төрт диодты тізбектің құрылысы. Диодты көпір – кіріс терминалдарындағы айнымалы токты (AC) шығыс терминалдарындағы тұрақты токқа (DC, яғни, бекітілген полярлыққа) түрлендіру процесінде қолданылатын төрт диодты түзету тізбегі. Оның функциясы – айнымалы ток толқынының теріс кернеу бөліктерін оң кернеуге түрлендіру, содан кейін нәтижені тұрақты токқа тегістеу үшін төмен өткізгіш сүзгі қолданылады. Ең көп қолданылатын жағдайда, айнымалы ток (AC) кірісін тұрақты токқа (DC) шығысына түрлендіру үшін қолданылғанда, ол диодты көпір деп аталады. Диодты көпір екі сымды айнымалы ток кірісінен толық толқынды түзетуді қамтамасыз етеді, бұл орталық доңғалағы бар трансформатордан үш сымды кірісі бар түзетуге қарағанда төмен құн мен салмаққа әкеледі. Интегралды схемалар қолжетімді болғанға дейін диодты көпір жеке диодтардан құрастырылған. 1950 жылдан бері, көпірлік конфигурацияда қосылған төрт диодтан тұратын, төрт терминалды бір компонент қолжетімді, және қазір әртүрлі кернеу және ток номиналдарымен қолжетімді. Диодтар конденсаторлармен бірге кернеуді арттырушы ретінде көпірлік топологияларда да қолданылады.
A diode bridge is a bridge rectifier circuit of four diodes that is used in the process of converting alternating current (AC) from the input terminals to direct current (DC, i. e. fixed polarity) on the output terminals. Its function is to convert the negative voltage portions of the AC waveform to positive voltage, after which a low pass filter can be used to smooth the result into DC. When used in its most common application, for conversion of an alternating current (AC) input into a direct current (DC) output, it is known as a bridge rectifier. A bridge rectifier provides full wave rectification from a two wire AC input, resulting in lower cost and weight as compared to a rectifier with a three wire input from a transformer with a center tapped secondary winding. Prior to the availability of integrated circuits, a bridge rectifier was constructed from separate diodes. Since about 1950, a single four terminal component containing the four diodes connected in a bridge configuration has been available and is now available with various voltage and current ratings. Diodes are also used in bridge topologies along with capacitors as voltage multipliers.
Тарих
Диодты көпірлік схеманы Карол Поллак ойлап тапты және 1895 жылдың желтоқсанында Ұлыбританияда, ал 1896 жылдың қаңтарында Германияда патент алды. 1897 жылы Лео Грац тәуелсіз түрде осыған ұқсас схеманы ойлап тауып, жариялады. Бүгінде бұл схема кейде "Грац схемасы" немесе "Грац көпірі" деп аталады.
Ағымдағы ағын
Бенджамин Франклин тұңғыш рет қалыптастырған және бүгінгі таңға дейін көптеген инженерлер қолданатын ток ағынының дәстүрлі моделі бойынша, ток электр өткізгіштер арқылы оң полюстен теріс полюске қарай ағады (бұл оң ағым деп анықталады). Іс жүзінде, өткізгіштегі бос электрондар көбінесе теріс полюстен оң полюске ағады. Дегенмен, көптеген жағдайларда ток ағынының нақты бағыты маңызды емес. Сондықтан, төмендегі талқылауда дәстүрлі модель сақталады. Диодтың ең маңызды қасиеті – ток одан тек бір бағытта ғана өте алады, бұл алға бағыт деп аталады. Диодтық көпірлер диодтарды АЖ тогының оң жарты циклында токты алға бағытта өткізу үшін тізбекті компоненттер ретінде, ал АЖ тогының теріс жарты циклында кері бағытта ағып жатқан токты қарама-қарсы тізбектерге қайта бағыттау үшін параллель компоненттер ретінде пайдаланады.
Түзетуші
Төмендегі диаграммаларда, алмастың сол жақ бұрышына қосылған кіріс оң, ал оң жақ бұрышына қосылған кіріс теріс болса, ток жоғарғы қоректендіру терминалынан оңға қарай қызыл (оң) жолмен шығысқа қарай ағады және көк (теріс) жол арқылы төменгі қоректендіру терминалына қайтарады. Егер сол жақ бұрышына қосылған кіріс теріс, ал оң жақ бұрышына қосылған кіріс оң болса, ток төменгі қоректендіру терминалынан оңға қарай қызыл (оң) жолмен шығысқа қарай ағады және көк (теріс) жол арқылы жоғарғы қоректендіру терминалына қайтарады. Әр жағдайда оң жақ жоғарғы шығыс оң, ал оң жақ төменгі шығыс теріс болып қалады. Бұл кіріс AC немесе DC болса да, бұл схема AC кірісінен DC шығысын ғана емес, сонымен қатар кері полярлықтан қорғауды қамтамасыз етеді; яғни, батареялар кері орнатылған немесе DC қуат көзінің жетектері кері бұрылған кезде DC қуатпен жұмыс істейтін құрылғының қалыпты жұмыс істеуіне мүмкіндік береді және құрылғыны кері полярлықтан туындаған зақымданудан қорғайды. Диодты көпірлік толық толқынды түзетуге балама ретінде ортаттандырылған трансформатор және екі диодты түзетуші, сондай-ақ екі диод пен екі конденсаторды көпірлік топологияда қолданатын кернеуді екі есе көбейтуші түзетушілер бар.
Тегістеу схемалары
АЖ кірісі кезінде диодты көпірдің (осы мақсатта толық толқынды түзетуші деп аталады; диодты көпірді пайдаланбай жарты толқынды түзету де бар) шығысы – поляризацияланған, импульстік, синусоидты емес кернеу болып табылады, оның амплитудасы кіріс кернеуімен бірдей, бірақ жиілігі екі есе жоғары. Оны үстіне өте үлкен толқынды кернеу салынған тұрақты ток (DC) кернеуі деп қарастыруға болады. Бұл түрдегі электр қуаты тиімді емес, себебі толқынды кернеу тұрақты ток схемасының элементтерінде ысыраптық жылу ретінде таралады және схема жұмысы кезінде шуға немесе бұрмалауға себеп болуы мүмкін. Сондықтан, дерлік барлық түзетушілердің артынан жолақты өткізгіш немесе жолақты тоқтату сүзгілері және/немесе кернеуді реттегіш орналастырылады, олар толқынды кернеудің көп бөлігін немесе барлығын тегіс және мүмкін жоғары тұрақты ток (DC) шығысына түрлендіреді. Сүзгі бір жеткілікті үлкен конденсатор немесе дроссель сияқты қарапайым болуы мүмкін, бірақ көптеген қуат көзі сүзгілерінде бірнеше кезекпен жалғанған тізбекті және параллель компоненттер болады. Толқынды кернеу көтерілгенде, реактивті қуат сүзгі компоненттерінде жиналады, кернеуді төмендетіп; толқынды кернеу төмендегенде, реактивті қуат сүзгі компоненттерінен босатылып, кернеуді көтереді. Түзетудің соңғы сатысы зенер диодына негізделген кернеуді реттегіштен тұруы мүмкін, ол қалдық толқынды кернеуді толығымен жояды.
Полифазды диодты көпірлер
Диодты көпір полифазды айнымалы токты түзетуге бейімделе алады. Мысалы, үш фазалы айнымалы ток кірісі үшін жарты толқынды түзеткіш үш диодтан тұрады, ал толық толқынды көпірлі түзеткіш алты диодтан тұрады. Жарты толқынды түзеткішті «жұлдыз» қосылысы (wye connection) деп қарастыруға болады, себебі ол орталық (нейтраль) сым арқылы токты қайтарады. Толық толқынды түзеткіш «дельта» қосылысына көбірек ұқсайды, бірақ оны «жұлдыз» немесе «дельта» үш фазалы көзіне қосуға болады және ол орталық (нейтраль) сымды пайдаланбайды.