Mostki prostownikowe

Mostek prostownikowy jest obwodem, który wykorzystuje cztery diody do przekierowania obydwu połówek przebiegu prądu zmiennego do obciążenia w taki sposób, że zawsze występuje na nim jednakowa polaryzacja. Innymi słowy, zamienia on prąd zmienny na pulsujący prąd stały bez potrzeby stosowania transformatora z odczepem środkowym. Diody przewodzą parami odwracając ujemną połowę cyklu w taki sposób, że prąd zawsze płynie przez obciążenie w tym samym kierunku. W porównaniu z prostownikiem połówkowym, mostek wykorzystuje obydwie połówki cyklu, dając niższe napięcie tętnień dla tej samej częstotliwości linii. Nie eliminuje to strat (na drodze przewodzenia zawsze występują dwie diody), ale zapewnia lepsze wykorzystanie przebiegu wejściowego i poprawia jakość na wyjściu. Kondensator podłączony równolegle do rezystora obciążającego działa jak filtr, wygładzając pulsujący sygnał wyjściowy i zapewniając bardziej użyteczne zasilanie prądem stałym.

Parametry znamionowe i ograniczenia termiczne
Dobór prostowników zaczyna się od napięcia, prądu i termicznych wartości granicznych. Znamionowe szczytowe napięcie wsteczne musi być wyższe od maksymalnego wejściowego napięcia prądu zmiennego, z uwzględnieniem stanów nieustalonych. Prąd znamionowy musi uwzględniać zarówno obciążenie w stanie ustalonym, jak i udar rozruchowy. Początkowy prąd rozruchowy, zwłaszcza w przypadku dużych kondensatorów filtrujących uzależniony jest w znacznej mierze od impedancji transformatora i pojemności, dlatego pojedyncza liczba z arkusza danych nie niesie pełnych informacji. Jeżeli chodzi o zagadnienia termiczne, to w każdej połówce cyklu przewodzą dwie diody, stąd straty w mostku wynoszą w przybliżeniu: P ≈ 2 × V_F × I_obc. To jest użyteczne pierwsze przybliżenie, a nie ostateczna odpowiedź. Napięcie przewodzenia różni się w zależności od temperatury i prądu, a zasilacze z kondensatorem na wejściu generują wysokie prądy szczytowe, a nie gładkie prądy stałe. Oznacza to że rzeczywiste rozpraszanie może być gorsze od spodziewanego. Nie należy poprzestawać na obliczeniach dla stanu ustalonego - cykle wielokrotnego nagrzewania i schładzania mogą osłabiać połączenia lutowane i wewnętrzne, zwłaszcza w konstrukcjach dużej mocy lub słabo chłodzonych.

Tętnienia, sprawność i efekty liniowe
W przypadku wejściowego kondensatora filtrującego, przybliżone szacunkowe napięcie tętnień wynosi: V_tętn.≈ I_obc./ (fC) gdzie f jest dwukrotnością częstotliwości prądu zmiennego dla prostownika pełnookresowego. Zakłada to względnie stały prąd obciążeniowy. Rzeczywiste obciążenia często mają charakter dynamiczny, dlatego zmierzone tętnienia zwykle są wyższe. Sprawność zależy w dużym stopniu od napięcia wyjściowego. W przypadku zasilaczy niskiego napięcia stały spadek na diodzie stanowi znaczny procent całkowitego napięcia wyjściowego, dlatego w takich przypadkach projektanci często wykorzystują diody Schottky’ego lub prostowanie synchroniczne.Mostek zasilający kondensator nie pobiera również gładkiej fali sinusoidalnej prądu ze źródła. Pobiera prąd w krótkich, wysokich impulsach szczytowych. Powoduje to powstawanie składowych harmonicznych, pogarsza współczynnik mocy i może wprowadzać zakłócenia oraz obciążenia w komponentach w dalszej części obwodu. W systemach większej mocy zjawisko to często rodzi potrzebę dodatkowej filtracji lub korekcji współczynnika mocy.