Co to jest prostownik mocy?

Prostownik mocy jest urządzeniem służącym do zamiany prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC). Prostownik jest przeciwieństwem falownika, który zamienia prąd stały w prąd przemienny. Wiele małych urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak laptopy, telewizory i systemy gier wideo, wykorzystuje prostowniki mocy do wytworzenia użytecznej mocy.

Istnieją dwa podstawowe rodzaje energii elektrycznej. Zasilanie prądem zmiennym okresowo zmienia kierunek z ujemnego na dodatni iz powrotem. Prąd stały nie zmienia kierunku.

Ponieważ energia prądu przemiennego może być przenoszona przewodami przy minimalnych stratach, energia, która przechodzi z firmy elektrycznej do przeciętnego domu, jest energią prądu przemiennego. Problem polega na tym, że większość małych urządzeń domowych pobiera prąd stały. Należy zastosować prostownik zasilania, aby umożliwić działanie tych urządzeń po podłączeniu do wspólnego gniazdka ściennego.

Prostownik mocy może być tak prosty jak pojedyncza dioda. Dioda to niewielki element szklany i drutowy, który przewodzi prąd elektryczny tylko w jednym kierunku. Pojedyncza dioda może działać jako prostownik, blokując ujemny lub dodatni prąd przemienny.

Prostownik mocy, który wykorzystuje pojedynczą diodę, wykonuje prostowanie półfalowe. Oznacza to, że tylko połowa fali osiąga moc wyjściową. Jest niedrogi i łatwy, ale bardzo nieefektywny.

Wydajność można zwiększyć za pomocą kilku diod. Prostownik mocy na całej fali zamienia cały sygnał prądu przemiennego na prąd stały. Ta metoda wymaga czterech diod w formacji zwanej mostkiem diodowym.

Prostownik pełnofalowy podobny do mostka diodowego można wykonać za pomocą transformatora i dwóch diod. Transformator musi mieć uzwojenie wtórne z odczepem środkowym. Oznacza to, że połączenie jest wykonane w połowie długości transformatora. Jest to bardziej wydajne niż pojedyncza dioda, ale droższe niż metoda mostka diodowego. Istnieją inne formy prostowników, ale są one najczęściej stosowane.

Główny problem z każdym prostownikiem polega na tym, że zasilanie prądem przemiennym ma wartości szczytowe i dolne. Prąd stały wytworzony z tego rodzaju mocy nie ma stałego napięcia. Może to powodować komplikacje ze sprzętem elektrycznym.

Aby wytworzyć stały sygnał prądu stałego, prostownik mocy musi być sprzężony z jakimś obwodem wygładzającym lub filtrem. Najprostszym z nich jest kondensator zbiornikowy umieszczony na wyjściu prostownika mocy. Im większy kondensator, tym bardziej tętnienie zostanie wygładzone. Wadą jest to, że duży kondensator wytworzy wyższe prądy szczytowe.