11.10 : Mostek prostowniczy

Mostek prostowniczy jest niezbędny w elektronice do wydajnej konwersji prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC). Prostownik ten, składający się z czterech diod skonfigurowanych w układzie mostkowym, skutecznie przetwarza zarówno dodatnią, jak i ujemną połowę kształtu fali prądu przemiennego, co czyni go lepszym od prostowników półfalowych i pełnookresowych z odczepem centralnym pod względem regulacji napięcia i stabilności wyjściowej.

Pod względem operacyjnym prostownik mostkowy umożliwia przepływ prądu przez dwie diody podczas każdego półcyklu wejścia prądu przemiennego. W szczególności podczas dodatnich półcykli diody D_1 i D_2 przewodzą, umożliwiając przepływ prądu przez rezystor obciążający R, podczas gdy diody D_3 i D_4 są spolaryzowane zaporowo i nieprzewodzące. To działanie odwraca się podczas ujemnych półcykli, gdy diody D_3 i D_4 przewodzą, a diody D_1 i D_2 są spolaryzowane zaporowo. Pomimo przemiennego charakteru napięcia wejściowego, prąd płynący przez rezystor obciążający R pozostaje w jednym kierunku, zapewniając stały dodatni pulsujący sygnał wyjściowy DC.

Wymagane szczytowe napięcie odwrotne (PIV) to napięcie diody (V_D) odjęte od napięcia źródła (V_S), co daje wartość stanowiącą w przybliżeniu połowę wartości prostownika pełnookresowego z transformatorem z odczepem środkowym. Dzięki temu prostownik mostkowy jest bardziej wydajny i pozwala na bardziej zwartą i ekonomiczną konstrukcję.

Co więcej, uzwojenie wtórne transformatora w obwodzie prostownika mostkowego wymaga mniejszej liczby zwojów niż w przypadku konfiguracji transformatora z odczepem środkowym, co zwiększa jego ogólną wydajność. Wydajność mostka prostowniczego można również znacznie poprawić poprzez zintegrowanie diod Schottky'ego, znanych z niskiego spadku napięcia w przewodzie i szybkiego czasu powrotu do normy, lub poprzez dodanie filtra kondensatora w celu zminimalizowania tętnienia, zapewniając w ten sposób wyższą jakość sygnału wyjściowego prądu stałego.