Dvojcestný usmerňovač s odporovou záťažou na výstupe - mostíkové zapojenie.
Mostíkové zapojenie usmerňovača je typom dvojcestného usmerňovača, ktorý má oproti predchádzajúcemu typu jednoduchší transformátor – s jedným sekundárnym vinutím. Vyžaduje však použitie štyroch usmerňovacích diód, ktoré sú však menej napäťovo namáhané ako v predchádzajúcom type dvojcestného usmerňovača, takže je možné použiť diódy s menším prípustným záverným napätím
URM.
Zapojenie mostíkového usmerňovača s odporovou záťažou aj s príslušnými priebehmi je nakreslené na obrázkoch.
 |
 |
Ako zo schémy usmerňovača vidno, žiaden bod sekundárneho vinutia transformátora, t.j. ani bod a ani bod b, nie je spojený s elektrickou zemou, bodom nulového potenciálu výstupného obvodu usmerňovača tak, ako to je u predchádzajúcich typov usmerňovačov. Vďaka mostíkovému diódovému usmerňovaču sa k elektrickej zemi výstupného obvodu pripojí vždy ten bod sekundárneho vinutia transformátora, ktorý má nižší potenciál, teda zápornejší. Schému by sme potom mohli prekresliť nasledovne : |
|
 |
Vysvetlenie činnosti mostíkového usmerňovača na základe tu nakreslenej schémy je nasledovné :
Pokiaľ je v bode a kladnejší potenciál ako v bode b , je medzi bodom a a elektrickou zemou napätie u2 a prúd iF tečie cez diódu D1 a záťaž RZ do elektrickej zeme. Samozrejme, keďže prúd v obvode musí vtekať do druhého uzla skutočného zdroja ( u nás je to transformátor ), musí prúd iF ešte tiecť cez diódu D2 do bodu b. Bod b je vďaka otvorenej dióde D2 spojený s elektrickou zemou výstupného obvodu usmerňovača.
Pokiaľ je v bode b kladnejší potenciál ako v bode a , je medzi bodom b a elektrickou zemou napätie u2’ a prúd iF‘ tečie cez diódu D3 a záťaž RZ do elektrickej zeme. Podobne aj tu tečie prúd iF’ ešte cez diódu D4 do bodu a. Bod a je vďaka otvorenej dióde D4 spojený s elektrickou zemou výstupného obvodu usmerňovača.
Na záťaži vzniká zodpovedajúce pulzujúce napätie, podobne ako tomu bolo u dvojcestného usmerňovača popísaného vyššie. Maximálna hodnota tohto napätia je len o niečo menšia ako u dvojcestného usmerňovača, pretože sú v činnosti vždy dve diódy v sérii ( teda úbytok napätia na diódach je dvojnásobný ) a aj z tohoto dôvodu má usmerňovač väčší vnútorný odpor.
Za predpokladu rovnakých vlastností diód D1 až D4 , môžeme pre maximálne hodnoty prúdov iF a iF’ písať :
Za odpor Rf je potrebné dosadiť hodnotu vypočítanú zo vzťahu :
Strednú hodnotu usmerneného prúdu I0 vypočítame podobne ako u dvojcestného usmerňovača pri sínusovom sekundárnom napätí zo vzťahu :
Maximálna hodnota usmerneného pulzujúceho napätia uo pri nekonečne veľkom zaťažovacom odpore RZ ( usmerňovač naprázdno ) sa rovná maximálnej hodnote napätia na sekundárnom vinutí transformátora U2max , resp. U’2max ( pri zanedbaní úbytku napútia na diódach.)
Stredná hodnota usmerneného napätia U0 pri nekonečne veľkom zaťažovacom odpore RZ zodpovedá maximálnej veľkosti strednej hodnoty usmerneného napätia naprázdno :
Ak záťažou RZ prechádza prúd Io je stredná hodnota usmerneného napätia U0 daná vzťahom :
ktorý je rovnicou zaťažovacej charakteristiky mostíkového usmerňovača s odporovou záťažou RZ. Má priamkový priebeh.
Výber diód :
Pri činnosti usmerňovača sa diódy namáhajú v priamom smere pulzujúcim prúdom iF , resp. iF’ , ktorého maximálna hodnota 
, resp. 
. Keďže diódy D1 , D2 a D3 , D4 vedú vždy iba jednu polovicu periódy T celkového usmerneného prúdu i0 , bude stredná hodnota prúdu týmito diódami IFav a IFav’ rovná jednej polovici strednej hodnoty I0 usmerneného prúdu . Teda :
Pri prúde IFmax, resp. I’Fmax je úbytok napätia na diódach UF, resp. UF‘ zvyčajne menší ako 1 V, takže napäťové namáhanie diód v priamom smere je malé.
V spätnom smere sú diódy napäťovo namáhané maximálnym napätím transformátora U2max. Počas polperiódy, keď je v bode a kladné napätie a bod b je pripojený na elektrickú zem obvodu, sú otvorené diódy D1 a D2. Svojim malým vnútorným odporom predstavujú skrat a teda spôsobia paralelné spojenie diód D3 a D4 , ktoré sú potom obe pripojené k sekundárnemu vinutiu transformátora v závernom smere ( pre danú orientáciu napätia u2.) a pôsobí na ne napätie o veľkosti U2max ( zelenou.) Keď sa orientácia napätia u2 zmení, teda v bode b je kladné napätie a bod a je pripojený na elektrickú zem obvodu, sú otvorené diódy D3 a D4. Svojim malým vnútorným odporom predstavujú skrat a teda spôsobia paralelné spojenie diód D1 a D2 . Tieto diódy sú pripojené k sekundárnemu vinutiu transformátora v závernom smere a pôsobí na ne napätie o veľkosti U‘2max ( modrou.)
| Teda môžeme napísať : | |
| Pre strednú hodnotu prúdu diódou v priamom smere musí platiť : | IFav ≥ Io / 2 |
| Pre hodnotu napätia diódy v závernom smere musí platiť : | URM ≥ U2max ( U2max = U‘2max ) |