الأجهزة الإلكترونية تسمى مقومات تغيير التيار المتردد (AC) إلى تيار مباشر (DC). يتم استخدامها في تطبيقات مختلفة، مثل تكييف الإشارة، والدوائر الإلكترونية، وإمدادات الطاقة. وهذا أمر مهم لأنه لا يمكن استخدام التيار المتردد في العديد من الدوائر الإلكترونية، لذلك هناك حاجة إلى المقوم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر يمكن استخدامه. تتكون المقومات عادةً من أربعة صمامات ثنائية متصلة في تكوين جسر. تتحكم الثنائيات في اتجاه التيار بحيث يتدفق دائمًا في نفس الاتجاه، ولهذا السبب يقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. تسمح الثنائيات أيضًا بتقسيم التيار إلى قسمين، حيث يتدفق جزء واحد في اتجاه واحد ويتدفق الآخر في الاتجاه المعاكس. يتم بعد ذلك دمج جزأين التيار بحيث يكون خرج المقوم هو DC. يتم استخدام هذا DC لتطبيقات مختلفة، مثل تشغيل دوائر الكمبيوتر أو المحركات. يمكن أيضًا استخدام المقومات لتنظيم خرج مصدر طاقة التيار المستمر. يتم ذلك عن طريق ضبط الثنائيات في تكوين الجسر بحيث يكون خرج المقوم عند مستوى جهد وتيار ثابت. ويساعد ذلك على ضمان اتساق خرج مصدر الطاقة، وهو أمر مهم للعديد من التطبيقات. تُستخدم المقومات أيضًا في مجموعة متنوعة من تطبيقات تكييف الإشارة. وهذا يعني أنها تحول الإشارات من شكل إلى آخر، مثل AC إلى DC أو الرقمية إلى التناظرية. قد يكون هذا مهمًا لضمان أن الإشارات بالشكل الصحيح للتطبيق المحدد.

في الختام، المقومات هي أجهزة إلكترونية مهمة تقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. يتم استخدامها في تطبيقات مختلفة، مثل تكييف الإشارة، والدوائر الإلكترونية، وإمدادات الطاقة. وهي تتكون عادةً من أربعة صمامات ثنائية متصلة في تكوين جسر، مما يسمح بتقسيم التيار ودمجه بحيث يكون الإخراج DC. يمكن أيضًا استخدام المقومات لتنظيم إخراج مصدر طاقة التيار المستمر ولتطبيقات تكييف الإشارة.

خطا وقت التشغيل

ما هو مقوم الجسر؟

يقوم مكون كهربائي يعرف باسم مقوم الجسر بتحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مباشر (DC). يتم ذلك باستخدام مجموعة من أربعة صمامات ثنائية في دائرة مقوم الجسر التي تم تكوينها في تشكيل 'جسر' للسماح بتدفق التيارات الإيجابية والسلبية. يتم استخدام مقوم الجسر في العديد من الأجهزة الإلكترونية، مثل مصادر الطاقة، ومحولات التيار المتردد إلى التيار المستمر، ومنظمات الجهد. يتم وضع أربعة صمامات ثنائية - اثنان على كل جانب - في ترتيب الجسر لتشكيل دائرة مقوم الجسر. ترتبط الثنائيات بطريقة تسمح لها بتوصيل التيار في أي من الاتجاهين. عندما يتم تطبيق جهد التيار المتردد على مقوم الجسر، يصبح كل صمام ثنائي متحيزًا للأمام، ويتدفق التيار في اتجاه واحد عبر الدائرة. وهذا يسمح بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر. يعد مقوم الجسر خيارًا شائعًا لتحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر لأنه بسيط نسبيًا وفعال وفعال من حيث التكلفة. كما أنه سهل الإنشاء نسبيًا. يمكن لمقوم الجسر أيضًا تحويل جهد التيار المتردد العالي إلى جهد تيار مستمر أقل، وهو أمر مفيد في العديد من التطبيقات. إن تصميمه البسيط والتكلفة المنخفضة والقدرة على تحويل جهد التيار المتردد العالي إلى جهد تيار مستمر أقل يجعله خيارًا شائعًا للعديد من التطبيقات. ومع ذلك، ينبغي أخذ فقدان الطاقة وخرج التيار المستمر النابض في الاعتبار عند اختيار دائرة مقوم لتطبيق معين.

بناء جسر المعدل

مقوم الجسر عبارة عن دائرة إلكترونية تجمع بين أربعة صمامات ثنائية ومحول لتحويل مدخلات التيار المتردد (AC) إلى خرج مباشر (DC). مقوم الجسر عبارة عن دائرة مستخدمة على نطاق واسع وتجد تطبيقًا في مصادر الطاقة وأجهزة التحكم في محركات التيار المستمر والعديد من الدوائر الإلكترونية الأخرى. تشتمل العملية الأساسية لمقوم الجسر على محول وأربعة صمامات ثنائية ومقاوم تحميل. يقوم المحول بتخفيض جهد التيار المتردد بمقدار معين. يتم استخدام هذا لاحقًا مع دائرة مقوم الجسر ذات الصمام الثنائي. يشكل الثنائيان الموجودان على جانب واحد من الجسر مقومًا نصف موجة، بينما يشكل الثنائيان الموجودان على الجسر مقومًا كامل الموجة. يتم توصيل المقومين على التوالي بحيث أنه عندما يتم تطبيق جهد التيار المتردد على الجسر، يعمل المقومان معًا لتصحيح جهد التيار المتردد. إن جهد التيار المستمر النابض هو خرج مقوم الجسر. يتم بعد ذلك استخدام المكثفات لتصفية جهد التيار المستمر النابض وموازنته. يتم استخدام مدخلات التيار المتردد، سواء النصف الموجب أو السالب، لشحن وتفريغ المكثف. ونتيجة لذلك، يتم إنتاج جهد مستمر مستمر كمخرج. يتم بعد ذلك تطبيق خرج مقوم الجسر على مقاوم الحمل، والذي يستخدم لتحويل جهد التيار المستمر إلى المستوى المناسب.

المقوم عبارة عن دائرة تستخدم على نطاق واسع في مصادر الطاقة، وأجهزة التحكم في محركات التيار المستمر، والعديد من الدوائر الإلكترونية الأخرى. إنها طريقة فعالة وموثوقة وفعالة من حيث التكلفة لتحويل جهد التيار المتردد إلى جهد تيار مستمر. يمكنه أيضًا التعامل مع الفولتية المدخلة للتيار المتردد والتيار المستمر وتصحيح الفولتية الإيجابية والسلبية. يعد مقوم الجسر جهازًا مفيدًا يمكن استخدامه في العديد من التطبيقات.

رسم تخطيطي لمقوم الجسر

يقوم المقوم بتحويل مدخلات التيار المتردد إلى مخرج تيار مباشر باستخدام أربعة صمامات ثنائية. يتم ترتيب الثنائيات في ترتيب الجسر في دائرة مقوم الجسر بحيث تكون قطبية الخرج ثابتة مستقلة عن القطبية عند الإدخال. يتم تكديس أربعة ثنائيات في تكوين الجسر في مخطط مقوم الجسر.

يتم توصيل الإدخال إلى اثنين من الثنائيات، في حين يتم توصيل الإخراج إلى الاثنين المتبقيين. يسمى الثنائيان المتصلان بالمدخل بـ 'أسلحة 'من الجسر، في حين يسمى الثنائيان المتصلان بالإخراج ' الساقين من الجسر. عندما يتم تطبيق تيار متردد على مدخل مقوم الجسر، فإن التيار سوف يتدفق عبر اثنين من الثنائيات. اعتمادًا على قطبية الإدخال، سيتم إنشاء مفتاح بواسطة الثنائيين، مما يتيح للتيار التدفق في اتجاه واحد بينما يعيقه في الاتجاه الآخر. وهذا يجعل من الممكن تغيير التيار من التيار المتردد إلى التيار المباشر. سيكون خرج مقوم الجسر عبارة عن تيار مباشر بنفس قطبية الإدخال، بغض النظر عن قطبية الإدخال. وهذا يجعل مقومات الجسر مفيدة للتطبيقات التي تتطلب تيارًا مباشرًا ثابتًا. تعد المحركات الكهربائية وشواحن البطاريات وإمدادات الطاقة مجرد عدد قليل من الأجهزة التي تستخدم مقومات الجسور. العديد من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون والهواتف المحمولة، تستخدمها أيضًا.

عمل مقوم الجسر

يحتوي مقوم الجسر على طرفي إدخال، هما الأنود والكاثود . يتم تطبيق التيار المتردد على هذه المحطات. إن إشارتي دخل التيار المتردد خارج الطور، وتستخدم دائرة مقوم الجسر فرق الطور هذا لتوليد جهد خرج التيار المستمر. الثنائيات D1 وD3 متحيزة للأمام، في حين أن الثنائيات D2 وD4 متحيزة عكسيًا عندما يتم تطبيق نصف دورة موجبة لإشارة التيار المتردد على الأنود ويتم تطبيق نصف دورة سالبة على الكاثود D1 وD3 سيشهد تدفقًا للتيار، وسينتج جهد خرج إيجابي.

وبالمثل، فإن الثنائيات D2 وD4 تكون متحيزة للأمام بينما تكون الثنائيات D1 وD3 متحيزة عكسيًا عندما يتم تطبيق نصف الدورة السالبة على الأنود ويتم تطبيق نصف الدورة الموجبة على الكاثود. سيكون جهد الخرج سالبًا عندما يمر التيار خلال D2 وD4. يمكن لدائرة مقوم الجسر توفير تصحيح الموجة الكاملة لإشارة التيار المتردد. إن خرج مقوم الجسر هو إشارة DC نابضة بجهد ذروة يساوي جهد الذروة لإشارة التيار المتردد. يمكن تسهيل جهد الخرج عن طريق توصيل مكثف مرشح عبر أطراف الخرج. يتم شحن وتفريغ مكثف المرشح مع كل نصف دورة لإشارة التيار المتردد، مما يسهل خرج التيار المستمر النابض لمقوم الجسر. تعد دائرة مقوم الجسر أكثر كفاءة من دائرة مقوم الموجة الكاملة ذات النقر المركزي لأنها لا تتطلب محولًا بنقرة مركزية. كما أنها تتمتع بميزة توفير جهد خرج أعلى من دائرة مقوم الموجة الكاملة المركزية. تُستخدم دائرة مقوم الجسر على نطاق واسع في مصادر الطاقة والتطبيقات الأخرى التي تتطلب طاقة تيار مستمر موثوقة وفعالة. كما أنه يستخدم في دوائر التحكم في المحركات، حيث يتم استخدام خرج مقوم الجسر للتحكم في سرعة المحرك.

تستخدم مقومات الجسور في العديد من التطبيقات، بما في ذلك مصادر الطاقة، دوائر التحكم في المحركات، والعديد من التطبيقات الأخرى التي تتطلب طاقة تيار مستمر موثوقة وفعالة. كما أنها تستخدم في محولات التيار المتردد/التيار المستمر، والتي تحول جهد التيار المتردد إلى جهد التيار المستمر. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام مقومات الجسر في العديد من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، مثل أجهزة التلفزيون ومشغلات أقراص DVD، حيث يتم استخدامها لتحويل جهد التيار المتردد إلى جهد تيار مستمر. تعد دائرة مقوم الجسر طريقة بسيطة وفعالة للغاية لتحويل إشارة التيار المتردد إلى إشارة التيار المستمر. لديها ميزة القدرة على توفير تصحيح كامل للموجة دون الحاجة إلى محول مركزي. يمكن أن توفر جهد خرج أعلى من دائرة مقوم الموجة الكاملة ذات الضغط المركزي. يتم استخدامه في العديد من تطبيقات الإلكترونيات الاستهلاكية وإمدادات الطاقة بسبب موثوقيته وكفاءته.

أنواع مقومات الجسر

1. مقوم نصف الموجة

مقوم نصف الموجة هو نوع من المقوم الذي يسمح فقط بتمرير دورة نصف دورة من جهد التيار المتردد المدخلات وتحويلها إلى جهد خرج مستمر. إنه أبسط نوع مقوم ويستخدم عادة في التطبيقات منخفضة الطاقة.

2. مقوم الموجة الكاملة

مقوم الموجة الكاملة هو نوع من المقوم الذي يحول كلا الدورتين النصفيتين من جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد التيار المستمر الناتج. إنه أكثر كفاءة من مقوم نصف الموجة، لأنه يستخدم كلاً من نصف دورات جهد التيار المتردد المدخل.

3. مقوم الجسر أحادي الطور

مقوم الجسر أحادي الطور هو نوع من المقوم الذي يستخدم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر. وهو يتألف من أربعة صمامات ثنائية مرتبة في تكوين جسر للسماح بتحويل كل من نصف دورتي جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد تيار مستمر للخرج.

4. مقوم الجسر ثلاثي الطور

مقوم الجسر ثلاثي الطور هو نوع من المقوم الذي يستخدم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر. وهو يتألف من ستة صمامات ثنائية مرتبة في تكوين جسر للسماح بتحويل جميع المراحل الثلاث لجهد التيار المتردد المدخل إلى جهد تيار مستمر للخرج.

5. مقوم الجهد المزدوج

مقوم مضاعف الجهد هو نوع من المقوم الذي يستخدم لمضاعفة جهد الخرج لجهد دخل التيار المتردد. وهو يتألف من صمامين ثنائيين ومكثفين ومقاومتين تم ترتيبهما في تكوين جسر للسماح بتحويل جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد تيار مستمر مزدوج الإخراج.

6. مقوم مضاعف الجهد

مقوم مضاعف الجهد هو نوع من المقوم الذي يستخدم لمضاعفة جهد الخرج لجهد دخل التيار المتردد. وهو يتألف من صمامات ثنائية ومكثفات ومقاومات متعددة مرتبة في تكوين جسر للسماح بتحويل جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد تيار مستمر متعدد المخرجات.

7. مقوم الجسر عالي الطاقة

مقوم الجسر عالي الطاقة هو نوع من المقومات المستخدمة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر في التطبيقات عالية الطاقة. وهو يتألف من أربعة صمامات ثنائية مرتبة في تكوين جسر للسماح بتحويل كل من نصف دورتي جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد تيار مستمر للخرج.

8. مقوم الجسر المخفف القسري

مقوم الجسر المخفف القسري هو نوع من المقومات التي تستخدم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر في التطبيقات عالية الطاقة. وهو يتألف من أربعة صمامات ثنائية وأربعة ثايرستور وأربعة محاثات مرتبة في تكوين جسر للسماح بتحويل كل من نصف دورتي جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد خرج مستمر.

منسق السلسلة

9. مقوم الجسر المخفف الناعم

مقوم الجسر ذو التبديل الناعم هو نوع من المقوم الذي يستخدم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر في التطبيقات عالية الطاقة. وهو يتألف من أربعة ثنائيات وأربعة ثايرستور وأربعة مكثفات مرتبة في تكوين جسر للسماح بتحويل كل من نصف دورتي جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد خرج مستمر.

10. مقوم الجسر متعدد المراحل

مقوم الجسر متعدد المراحل هو نوع من المقومات المستخدمة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر في التطبيقات عالية الطاقة. وهو يتألف من صمامات ثنائية وثايرستورات ومكثفات متعددة مرتبة في تكوين جسر للسماح بتحويل مراحل متعددة من جهد التيار المتردد المدخل إلى جهد خرج مستمر.

مزايا مقوم الجسر

دائرة مقوم الجسر هي نوع تصحيح كامل الموجة يقوم بالتحويل التيار المتردد (AC) إلى التيار المباشر (DC). إنها طريقة فعالة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر لأنها تستخدم الدورات الإيجابية والسلبية لإشارة التيار المتردد. تقوم مقومات الجسر بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر بكفاءة لأنها تستخدم الثنائيات لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر بأقل قدر من فقدان الطاقة. وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تكون فيها كفاءة الطاقة مهمة، مثل الألواح الشمسية أو الأجهزة التي تعمل بالبطاريات. كما أنها سهلة الإنشاء نسبيًا، حيث أنها لا تتطلب سوى أربعة صمامات ثنائية ومحول، مما يجعلها حلاً فعالاً من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات. وإليك بعض المزايا الأخرى لمقوم الجسر.

• تعد دائرة مقوم الجسر أكثر كفاءة من المقومات المركزية لأنها تستخدم أربعة صمامات ثنائية بدلاً من ثنائيين ومحول واحد مركزي، كما أن مقومات الجسر أكثر كفاءة من المقومات المركزية لأنها تحتوي على مكونات أقل، وتتطلب أسلاكًا أقل، و لديك خسائر أقل بسبب انخفاض عدد الاتصالات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمقومات الجسر التعامل مع جهد دخل أعلى من المقومات المركزية وتوفير جهد خرج بتموجات أقل.
• دائرة مقوم الجسر بسيطة وسهلة البناء. كما أنها تتطلب الحد الأدنى من المكونات، كما أن مخرجاتها خالية نسبيًا من التشوهات.
• تلغي دائرة مقوم الجسر الحاجة إلى محول مركزي، مما يجعلها أكثر موثوقية وفعالية من حيث التكلفة.
• تنتج دائرة مقوم الجسر خرجًا مصححًا كامل الموجة، وهو أكثر فعالية من خرج تصحيح نصف الموجة الذي تنتجه دوائر التصحيح الأخرى.
• تتمتع دائرة مقوم الجسر بتصنيف تيار مرتفع، مما يسمح لها بالتعامل مع تيارات الأحمال الكبيرة دون تشويه أو تلف.
• تتمتع دائرة مقوم الجسر باستجابة عالية التردد، والتي تستجيب بسرعة لإشارات الإدخال المتغيرة. وهذا يجعلها مثالية لتحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر في التطبيقات التي تتطلب استجابة سريعة.

• تنتج دائرة مقوم الجسر جهد خرج تيار مستمر نظيف ومستقر وخالي من التموج. وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب جهدًا مستمرًا سلسًا وثابتًا.
• تعد دائرة مقوم الجسر أكثر تحملاً للتغيرات في تيار الحمل من دوائر المقوم الأخرى. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي من المحتمل أن يختلف فيها تيار الحمل.
• إن دائرة مقوم الجسر موثوقة للغاية وقوية وقادرة على تحمل ارتفاع الجهد والتيار. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها الموثوقية والمتانة مهمة.

عيوب مقوم الجسر

الجهد المحدود:يمكن لمقوم الجسر أن يعمل فقط في نطاق جهد واحد. لديها نطاق جهد محدود ولا يمكن استخدامها لجهود أعلى. وهذا يحد من استخدامه لتطبيقات الجهد المنخفض والمتوسط.انخفاض الكفاءة:تعتبر مقومات الجسر أقل كفاءة من الأنواع الأخرى من المقومات. لديهم قطرات جهد أعلى ويستهلكون المزيد من الطاقة. وذلك بسبب الثنائيات الأربعة المستخدمة في تكوين الجسر.عامل تموج عالي:تحتوي مقومات الجسر على عوامل تموج عالية وتولد الكثير من الضوضاء. عامل التموج هو مقدار جهد التيار المتردد في خرج مقوم الجسر. وهذا يؤثر على أداء النظام.تتطلب المرشحات:تتطلب مقومات الجسر مرشحات إضافية لتقليل جهد التموج. وهذا يزيد من تعقيد وتكلفة النظام.توليد حراري:تولد مقومات الجسر الحرارة بسبب التدفق الحالي العالي. يؤدي ذلك إلى زيادة درجة حرارة تشغيل النظام وقد يقلل من العمر الافتراضي للمكونات.فقدان القوة:تعاني مقومات الجسور من فقدان الطاقة بسبب التشغيل غير الفعال. وهذا يقلل من كفاءة النظام.التكلفة العالية:تعتبر مقومات الجسور أكثر تكلفة من الأنواع الأخرى بسبب المكونات الإضافية والتعقيد. تقوم مقومات الجسر بتحويل التيار المتردد (AC) إلى التيار المباشر (DC). وهي عادة ما تكون أكثر تكلفة من دوائر المقومات الأخرى بسبب تعقيدها العالي. ومع ذلك، يمكن تقليل التكلفة باستخدام مكونات ذات تكاليف أقل ومكونات أقل، مثل استخدام عدد أقل من الثنائيات أو استخدام الثنائيات ذات الفولتية المنخفضة. يمكن تقليل التكلفة باستخدام صمامات ثنائية أكبر وجعل تصميم الدائرة أكثر بساطة.إخراج غير مستقر:تحتوي مقومات الجسر على مخرجات غير متوازنة بسبب تغير مستويات الجهد. وهذا قد يسبب مشاكل في النظام. تحتوي مقومات الجسر على جهد خرج يعتمد على الحمل. مع تغير الحمل، يتغير جهد الخرج أيضًا. وهذا يجعل الإخراج غير مستقر ويمكن أن يؤدي إلى أداء غير منتظم.تصنيف الطاقة المنخفضة:يمكن لمقومات الجسر التعامل مع معدلات الطاقة المنخفضة فقط. وهذا يحد من استخدامها لتطبيقات الجهد المنخفض.تصميم معقد:تعتبر مقومات الجسر معقدة في التصميم وتتطلب مكونات أكثر من الأنواع الأخرى من المقومات. وهذا يزيد من تكلفة وتعقيد النظام.