Siltatasasuuntaajat

Siltatasasuuntaaja on piiri, joka käyttää neljää diodia ohjaamaan vaihtovirran aaltomuodon molempia puolia siten, että kuorma näkee vain yhden polariteetin. Toisin sanoen se muuttaa vaihtovirran sykkiväksi tasavirraksi ilman keskiotolla varustettua muuntajaa. Diodit johtavat pareittain kääntäen negatiivisen puolijakson päinvastaiseksi, joten virta kulkee kuorman läpi aina samaan suuntaan. Puoliaaltotasasuuntaajaan verrattuna silta käyttää molempia puolijaksoja, mikä tarjoaa korkeamman keskimääräisen tasajännitteen ja matalamman aaltoilujännitteen samalla tulotaajuudella. Se ei poista häviöitä (johtumisreitillä on aina kaksi diodia), mutta se hyödyntää tuloaallon muotoa paremmin ja parantaa lähtösignaalin laatua. Kuormavastuksen yli sijoitettu kondensaattori toimii suodattimena, joka tasoittaa sykkivän lähdön käyttökelpoisemmaksi tasavirraksi.

Luokitukset ja lämpörajat
Tasasuuntaajan valinta alkaa jännitteestä, virrasta ja lämpörajoista. Estojänniteluokituksen huippuarvon on oltava korkeampi kuin AC-tulon maksimijännite, transientit mukaan lukien. Virtaluokituksessa on otettava huomioon sekä normaalitilan kuormitus että käynnistyksen aikaiset virtapiikit. Virtapiikit, erityisesti käytettäessä suuria suodatinkondensaattoreita, riippuu suuresti muuntajan impedanssista ja kapasitanssista, joten yksi teknisissä tiedoissa esitetty numero ei kerro koko totuutta. Lämmöntuoton kannalta kaksi diodia johtaa kummankin puolijakson aikana, joten sillan häviöt ovat suunnilleen: P ≈ 2 × V_F × I_kuorma. Mutta tämä on vain suuntaa antava arvio, ei lopullinen vastaus. Päästöjännite vaihtelee lämpötilan ja virran mukaan, ja kondensaattoreita tulossa käyttävät virtalähteet synnyttävät korkeita virtapiikkejä tasaisen DC-virran sijaan. Tämä tarkoittaa, että todellinen lämmöntuotto voi olla odotettua korkeampi. Älä pysähdy vakiotilalaskelmiin – toistuvat lämmitys- ja jäähdytysjaksot voivat väsyttää juotoksia ja sisäisiä liitoksia, erityisesti suuritehoisissa tai heikosti jäähdytetyissä ratkaisuissa.

Aaltoilu, hyötysuhde ja verkkovaikutus
Kondensaattoriin perustuvan tulosuodattimen aaltoilujännitteen karkea arvio on: V_aaltoilu ≈ I_kuorma / (fC), jossa f on kaksi kertaa kokoaaltotasasuuntaajan AC-taajuus. Tämä perustuu oletukseen, että kuormavirta on suhteellisen tasainen. Todelliset kuormat ovat usein dynaamisia, joten mitattu aaltoilu on yleensä korkeampi. Hyötysuhde riippuu suuresti lähtöjännitteestä. Matalan jännitteen virtalähteissä diodin kiinteä jännitehäviö muodostaa suuren osan kokonaistehosta, minkä vuoksi suunnittelijat käyttävät näissä tapauksissa usein Schottky-diodeja tai synkronista tasasuuntausta. Myöskään kondensaattoria syöttävän sillan tulovirta ei ole tasaista siniaaltovirtaa. Se vetää virtaa lyhyinä, korkeina piikkeinä. Tämä synnyttää harmonisia monikertoja, heikentää tehokerrointa ja saattaa synnyttää kohinaa tai rasittaa sillalle virtaa syöttäviä komponentteja. Korkeatehoisemmissa järjestelmissä tämä vaatii usein lisäsuodatusta tai tehokertoimen korjausta.