Микросхема на диоден мост. Диоден мост - как работи? Принципи на работа на диоден мост

Диодният мост е елементарна електронна схема, използвана за преобразуване на променлив ток в постоянен ток. Това е най-разпространеният радиокомпонент, без който нито едно токоизправително захранване не може.

Структурни типове полупроводникови мостове

Диодният мост може да бъде сглобен от отделни полупроводникови елементи или направен като монолитен монтаж. Удобството на последното е лесната инсталация на печатна платка и малките габаритни размери. Параметрите на елементите в него са внимателно подбрани във фабриката, което елиминира тяхното разсейване и изкривени работни температурни условия, но ако един елемент от такава верига се повреди, целият монтаж трябва да бъде заменен. Ако не сте доволни от готови диодни възли, можете сами да сглобите тази проста схема. Елементите могат да се монтират върху печатна платка, но най-често се монтира директно върху трансформатора. Ако е необходим диоден мост с висока мощност, не трябва да забравяме, че диодите могат да се нагреят много; в този случай те се монтират на алуминиев радиатор, за да се отстрани излишната топлина. Диодите за моста трябва да бъдат избрани в съответствие с необходимата мощност на веригата. Стойността на натоварването може да се изчисли с помощта на закона на Ом; за това максималният ток трябва да се умножи по максималното напрежение. Резултатът трябва да се умножи по две, така че веригата да има граница на безопасност. Когато сглобявате диоден мост, трябва да запомните, че само 70 процента от номиналния ток преминава през всеки диод.

Принцип на действие

На входа на веригата се подава променливо напрежение; в първия полупериод електрическият ток преминава през два диода, втората двойка диоди е затворена. Във втория полупериод токът преминава през втората двойка диоди, а първата е затворена. По този начин изходът на диодния мост произвежда пулсиращо напрежение, чиято честота е два пъти по-висока от входа. За да се изгладят пулсациите на изходното напрежение, на изхода на моста се поставя кондензатор.

Област на приложение

Диодните мостове се използват широко в индустриално оборудване (захранвания, зарядни устройства, вериги за управление на двигатели, регулатори на мощност), в захранвания за домакински уреди (телевизори, хладилници, прахосмукачки, компютри, електрически инструменти и др.), в осветителни устройства (флуоресцентни лампи лампи, в слънчеви батерийни модули), в електромери.

Диоден мост за заваръчна машина

Такъв токоизправител трябва да бъде сглобен на базата на мощни диоди (например тип B200 с максимален ток от 200 ампера е подходящ). Те имат значителни габаритни размери; тялото им трябва да бъде поставено върху алуминиев радиатор за отвеждане на топлинната енергия. Корпусът на такива диоди е под напрежение, както и радиаторът, така че при монтажа трябва да се вземат предвид тези характеристики. В резултат на това дизайнът на заваръчната машина се увеличава по размер. В продажба обаче има готови комплекти, интегрирани в един корпус. Размерите на такъв мост са сравними с кибритена кутия или един диод тип B200 без радиатор. Максималният ток е 30-50 ампера, а цената е значително по-ниска от описаните по-горе диоди.

Диоден мост на генератора

Този токоизправител, състоящ се от три паралелни полумоста, е сглобен на шест диода (схема на съветския учен А. Н. Ларионов). Тази верига преобразува трифазно променливо напрежение в постоянно напрежение.

Диодът е полупроводникова единица с различна проводимост, определена от приложеното напрежение. Има два извода: катод и анод. Ако се приложи постоянно напрежение, т.е. потенциалът на анода е положителен в сравнение с катода, устройството е отворено.

Ако напрежението е отрицателно, той се затваря. Тази функция е намерила приложение в електротехниката: диодният мост се използва активно при заваряване за коригиране на променлив ток и подобряване на качеството на заваръчните операции.

Как да направите преса със собствените си ръце?

Ако майсторът разполага с необходимите компоненти, е напълно възможно да се направи домашен токоизправител за заваряване. При спазване на всички препоръки на специалистите е гарантирано да се осигури процесът на ръчно дъгово заваряване с постоянен ток, но ще е необходимо да се използва електрод с покритие.

Също така е допустимо да използвате тел без покритие, но само ако имате богат опит в заваръчните работи. За неопитен заварчик ще бъде почти невъзможно да се справи с него.

Диоден мост за заваръчна машина.

Покритието при топене на електрода предотвратява проникването на въздушни компоненти в разтопения метал на завареното съединение. Без него контактът на разтопен метал с азот и кислород ще намали якостните свойства на шева, което ще го направи крехък и порест.

Първо ще трябва да изберете или навиете понижаващ трансформатор със собствените си ръце с необходимите параметри. Сглобете трансформатора, преди да свържете диодния мост.

Ако изберете пътя за създаване на устройството сами, важно е правилно да изчислите неговите елементи, включително:

• параметри на магнитната верига;
• текущ брой завои;
• размери на напречното сечение на шини и проводници.

За бележка! Изчисленията за производството на трансформатори се извършват по унифицирана методология, така че тази задача не представлява никакви затруднения дори за неопитен заварчик с училищни познания по електричество.

Работата не може да се извърши без светодиоди: те са необходими като проводници на ток в една единствена посока. Най-простият диод, създаден с помощта на мостова верига, е монтиран на радиатор с цел топлообмен и охлаждане.

Мощни диоди за заваръчна машина, като VD-200, излъчват доста голямо количество топлинна енергия по време на работа. За да се осигури характеристика на падащ ток, дроселът ще трябва да бъде свързан последователно към веригата.

Активното променливо съпротивление в такава верига ще осигури на заварчика възможност за плавно регулиране на заваръчния ток. След това единият полюс трябва да бъде свързан към заварената тел, а вторият към работния обект.

Електролитен кондензатор във веригата е необходим като изглаждащ филтър за намаляване на пулсациите.

Не е трудно да навиете реостат сами, но за такава задача ще ви е необходима керамична сърцевина и никелова или нихромова тел. Действителният диаметър на телта ще се определи от количеството регулируем ток при заваръчната операция.

Изчисляването на съпротивлението на реостата трябва да се извърши, като се вземе предвид специфичното съпротивление на електрода, неговото напречно сечение и обща дължина.

Електрическа верига за заваряване с диоден мост.

Стъпката на регулиране на тока за заваряване зависи от диаметъра на завоите. Ако правилно сглобите изброените части в едно цяло, процесът на заваряване ще бъде придружен от постоянен ток. Не би било излишно да инсталирате резистор, който предотвратява късо съединение по време на работа.

Може да възникне, когато жицата докосне метал, без да запали дъгата. Ако в този момент няма съпротивление на кондензатора, той моментално ще се разреди, ще се появи щракване, електродът ще се срути или ще се залепи за метала.

Ако имате резистор, можете да изгладите разрядите на кондензатора и да направите запалването на електрода по-лесно и по-меко. Изработването на устройство за коригиране на заваръчния ток със собствените си ръце ще ви позволи да създадете най-точните и издръжливи заварки. .

Резултати

Диоден мост за заваръчна машина преобразува променлив ток в постоянен ток, което подобрява качеството на заварените съединения. Такова устройство може да бъде закупено готово или създадено със собствените си ръце, следвайки съветите, описани в статията.

Всеки знае, че домакинските мрежи работят с променливо електрическо напрежение с амплитуда 220 волта. Въпреки това някои примери за съвременни електронни устройства (вашият мобилен телефон, например) изискват постоянно или коригирано напрежение. Трансформаторът ще ви помогне да го намалите до необходимата стойност и за коригиране на променливия компонент определено се нуждаете от диоден мост (снимката по-долу).

Обсъжданите тук токоизправители са част от повечето електронни устройства, които изискват постоянен ток за нормална работа (от заваръчни модули до миниатюрни захранвания).

Този преглед предоставя подробно описание на веригата и принципа на работа на класически токоизправител диоден мост. Той също така ще обсъди въпроса как да направите диоден мост със собствените си ръце.

Състав на токоизправителния модул

Съветваме всеки, който иска да се запознае по-добре с това какво е токоизправител, да направи кратък исторически екскурз. Нека започнем с факта, че прародителят на токоизправителния мост се счита за верига, изобретена от немския учен Л. Грец, сглобена на базата на 4 елемента (диодни възли).

Забележка!Тези устройства са по-известни с професионалното наименование „Graetz bridges“ или пълновълнов токоизправител.

Такива комплекти от четири диода в крайна сметка станаха известни като мостови схеми, които започнаха да се използват като универсални токоизправителни модули.

Класическият диоден мост, чиято схема е представена по-долу, съдържа токоизправителни диоди, свързани по определен начин.

От горната фигура се вижда, че мостовата верига включва четири полупроводникови елемента (диоди), чийто ред на свързване съответства на принципа гръб-към-гръб. Едната двойка от тези устройства е свързана в проводяща посока, а другата има обратна връзка.

Принцип на действие

За да разберем как работи диоден мост, нека първо се запознаем със самата същност на ефекта от коригиране на променливи напрежения.

Принципът на работа на класически токоизправителен мост, базиран на четири диода, е следният:

• Когато положителна вълна от мрежово напрежение пристигне на положителния извод на диод, свързан към товара, токов сигнал със същата полярност преминава през него;
• В същото време не преминава ток през друг диод от двойката в моста, чиято връзка е обърната на първата, тъй като кръстовището му е затворено от потенциал с противоположен знак;
• Но полувълна с обратна полярност преминава през него своевременно, образувайки токов импулс на изхода в същата посока, както в първия случай.

Можем да кажем, че за всяка полувълна на входното напрежение има диод, който генерира (след свързването му към товара) ток в същата посока.

Според теорията на електротехниката, наблюдаваният в този случай ефект означава неговото изправяне.

Принципът на работа на диодния мост, разгледан по-горе, ни позволява да направим следните изводи:

• В резултат на описания процес на изхода на токоизправителя се образуват токови полувълни, които имат еднаква положителна полярност (фигурата по-долу);

• Ако погледнете сигнала при натоварването на моста с осцилоскоп, можете да видите пулсиращ постоянен ток под формата на полувълни със същата полярност, повтарящи се с честота 100 Hz;
• Тази стойност (100 Hz) се получава чрез удвояване на мрежовата честота от 50 Hz на изхода на диодния токоизправител;
• Удвояването на честотата се обяснява с факта, че всяка половин вълна на входния сигнал се обработва от собствен диод (по-точно чифт от тях).

Допълнителна информация.След филтриране на получените пулсации след изправяне (това става с помощта на електролитни кондензатори), се получава изправено напрежение при товара.

Понякога, за да се регистрира присъствието му на изхода на веригата, последната се допълва с LED индикация. Когато светодиодът, свързан през ограничителния резистор, светне, можете да сте сигурни, че на изхода се е появил постоянен потенциал.

За трифазна захранваща линия трябва да се използват специални видове мостови вериги, избрани и включени, като се вземат предвид характеристиките на захранването на електроцентралите. Изпращаме всички, които искат да се запознаят с това как работи трифазен токоизправителен мост на следния адрес http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Създаване на собствен мост

Преди да запоявате диодния мост, не забравяйте да проверите изправността на всеки от диодите, включени в неговия състав. Също така обръщаме внимание на факта, че той може да бъде сглобен от отделни (дискретни) елементи или да бъде взет под формата на солиден корпус с четири изходни контакта.

Всяка от тези опции за мост има своите плюсове и минуси.

важно!Ако един диод в монолитна сглобка се повреди, цялата сглобка ще трябва да бъде заменена (въпреки факта, че останалите три елемента могат да бъдат обслужвани).

Но такъв модул е ​​много удобен при запояване на токоизправителна верига, когато трябва да свържете диоден мост към източник на променливо напрежение от едната страна и към товар от другата.

В ситуация, в която сглобяваме диоден мост със собствените си ръце от отделни елементи, винаги е възможно да заменим всеки от тях независимо от другите. Но с този подход самият производствен процес става по-сложен, за което и четирите му компонента ще трябва да бъдат запоени.

След завършване на самосглобяването на токоизправителния продукт остава само да свържете диодния мост към трансформатор или друг източник, от който се подава променливо напрежение.

В последната част на прегледа, посветен на това как работи схемата на диодния мост, обръщаме внимание на факта, че когато го сглобявате сами, трябва да проучите параметрите на елементите, включени в неговия състав. Познаването на тези данни ще ви позволи правилно да изчислите допустимите токове на натоварване и също така да сте сигурни, че диодният монтаж няма да се повреди.

Видео

Има мост през река, през дере, а също и през път. Но чували ли сте някога израза „диоден мост“? Какъв мост е това? Но ние ще се опитаме да намерим отговор на този въпрос.

Фразата "диоден мост" произлиза от думата "диод". Оказва се, че диодният мост трябва да се състои от диоди. Но ако има диоди в диодния мост, това означава, че диодът ще премине в едната посока, но не и в другата. Използвахме това свойство на диодите, за да определим тяхната производителност. Ако не си спомняте как го направихме, то това е мястото за вас. Следователно, мост от диоди се използва за получаване на постоянно напрежение от променливо напрежение.

И ето диаграмата на диодния мост:

Понякога в диаграмите се обозначава, както следва:

Както виждаме, веригата се състои от четири диода. Но за да работи схемата на диодния мост, трябва да свържем правилно диодите и правилно да подадем променливо напрежение към тях. Отляво виждаме две икони "~". Прилагаме променливо напрежение към тези два терминала и премахваме постоянно напрежение от другите два терминала: плюс и минус.

За да превърнете променливото напрежение в постоянно напрежение, можете да използвате един диод за коригиране, но не е препоръчително. Да погледнем снимката:

AC напрежението се променя с времето. Диодът пропуска напрежение през себе си само когато напрежението е над нулата, а когато падне под нулата, диодът се изключва. Мисля, че всичко е елементарно и просто. Диодът прекъсва отрицателната полувълна, оставяйки само положителната полувълна,което виждаме на фигурата по-горе. И красотата на тази проста схема е, че получаваме постоянно напрежение от променливо напрежение.Целият проблем е, че губим половината от AC захранването. Диодът глупаво го прекъсва.

За да се коригира тази ситуация, е разработена схема на диоден мост. Диодният мост "преобръща" отрицателната полувълна, превръщайки я в положителна полувълна. По този начин пестим енергия. Прекрасно нали?

На изхода на диодния мост имаме постоянно пулсиращо напрежение с честота два пъти по-висока от честотата на мрежата: 100 Hz.

Мисля, че няма нужда да пишете как работи веригата, така или иначе няма да ви трябва, основното е да запомните къде отива променливото напрежение и откъде идва постоянното пулсиращо напрежение.

Нека да разгледаме практически как работят диодът и диодният мост.

Първо, нека вземем диод.

Разпоих го от захранването на компютъра. Катодът може лесно да се разпознае по неговата лента. Почти всички производители показват катода с ивица или точка.

За да направим нашите експерименти безопасни, взех понижаващ трансформатор, който трансформира 220 волта в 12 волта. За тези, които не знаят как прави това, можете да прочетете статията дизайн на трансформатора.

Свързваме 220 волта към първичната намотка и премахваме 12 волта от вторичната намотка. Карикатурата показва малко повече, тъй като към вторичната намотка не е свързан товар. Трансформаторът работи на така наречените "обороти на празен ход".

Нека да разгледаме осцилограмата, която идва от вторичната намотка на транса. Максималната амплитуда на напрежението е лесна за изчисляване. Ако не си спомняте как да изчислите, можете да погледнете статията Осцилоскоп. Оперативни основи. 3.3x5= 16.5V е максималната стойност на напрежението. И ако разделим стойността на максималната амплитуда на корен от две, получаваме някъде около 11,8 волта. Това е ефективната стойност на напрежението. Oscill не лъже всичко е наред.

Още веднъж, можех да използвам 220 волта, но 220 волта не са шега, така че намалих променливото напрежение.

Запояйте нашия диод към единия край на вторичната намотка на транс.

Отново се придържаме към осцилационни сонди

Нека да разгледаме трептенията

Къде е долната част на изображението? Диодът го отряза. Диодът остави само горната част, тоест тази, която е положителна. И тъй като отряза долната част, съответно прекъсна тока.

Намираме още три такива диода и запояваме диодния мост.

Ние се придържаме към вторичната намотка на транса според веригата на диодния мост.

От другите два края премахваме постоянното пулсиращо напрежение с осцилаторни сонди и гледаме осцилаторите.

Е, сега всичко е наред и не сме загубили мощност :-).

За да не се забъркват с диоди, разработчиците поставиха всичките четири диода в един корпус. Резултатът е много компактен и удобен диоден мост. Мисля, че можете да познаете кое е вносно и кое съветско))).

А ето и съветската:

Как позна? :-) Например на съветски диоден мост са показани контактите, към които трябва да се приложи променливо напрежение (със символа "~"), и контактите, от които трябва да се премахне постоянно пулсиращо напрежение ("+" и "-") са показани.

Нека проверим внесения диоден мост. За да направите това, свързваме два от неговите контакти към променливата, а от другите два контакта вземаме показания на осцилатора.

А ето и осцилограмата:

Това означава, че внесеният диоден мост работи добре.

В заключение бих искал да добавя, че диодният мост се използва в почти цялото радио оборудване, което консумира напрежение от мрежата, било то обикновен телевизор или дори зарядно устройство за мобилен телефон. Диодният мост се проверява за изправност на всички негови диоди.

И така, скъпи мои, ние събрахме нашата схема и е време да я проверим, тестваме и да се насладим на това щастие. Следва свързването на веригата към източника на захранване. Да започваме. Няма да се спираме на батериите, акумулаторите и другите захранващи устройства; Тук ще разгледаме съществуващите схеми за коригиране, как работят и какво могат да направят. За експерименти ще ни трябва еднофазно (у дома от контакт) напрежение и съответните части. В промишлеността се използват трифазни токоизправители, ние също няма да ги разглеждаме. Ако пораснеш и станеш електротехник, тогава си добре дошъл.

Захранването се състои от няколко най-важни части: Мрежов трансформатор - обозначен на схемата като подобен на този на фигурата,

Токоизправител - неговото обозначение може да варира. Токоизправителят се състои от един, два или четири диода, в зависимост от това кой токоизправител. Сега ще го разберем.

а) - прост диод.
б) - диоден мост. Състои се от четири диода, свързани както на фигурата.
в) - същият диоден мост, само нарисуван по-просто за краткост. Контактните назначения са същите като за моста по буква б).

Филтърен кондензатор. Това нещо е непроменено както във времето, така и в пространството и се обозначава по следния начин:

Има много обозначения за кондензатор, толкова, колкото има системи за обозначения в света. Но като цяло всички те си приличат. Нека не се бъркаме. И за по-голяма яснота, нека начертаем натоварване, обозначаваме го като Rl - съпротивление на натоварване. Това е нашата схема. Ще очертаем и контактите на източника на захранване, към който ще свържем този товар.

След това - няколко постулата.
- Изходното напрежение се определя като Uconst = U*1.41. Тоест, ако имаме 10 волта променливо напрежение на намотката, тогава на кондензатора и на товара ще получим 14,1 V. така.
- При натоварване напрежението пада малко и колко зависи от конструкцията на трансформатора, неговата мощност и капацитета на кондензатора.
- Токоизправителните диоди трябва да са 1,5-2 пъти по-токови от необходимото. За наличност. Ако диодът е предназначен за монтаж на радиатор (с отвор за гайка или болт), тогава при ток над 2-3A той трябва да бъде инсталиран на радиатора.

Нека ви напомня и какво е биполярно напрежение. Ако някой е забравил. Взимаме две батерии и ги свързваме последователно. Средната точка, тоест точката, в която са свързани батериите, ще се нарича обща точка. Популярно е известен като земя, земя, тяло, обикновен проводник. Буржоазията го нарича GND (земя), често наричан 0V (нула волта). Волтметри и осцилоскопи са свързани към този проводник; спрямо него се подават входни сигнали към веригите и се вземат изходни сигнали. Ето защо името му е обикновен проводник. И така, ако свържем тестера с черния проводник към тази точка и измерим напрежението на батериите, тогава тестерът ще покаже плюс 1,5 волта на едната батерия и минус 1,5 волта на другата. Това напрежение +/-1,5 V се нарича биполярно. И двете полярности, тоест плюс и минус, трябва да са равни. Тоест +/-12, +/-36V, +/-50 и т.н. Знак за биполярно напрежение е, ако три проводника преминават от веригата към захранването (плюс, общ, минус). Но това не винаги е така - ако видим, че веригата се захранва от напрежение +12 и -5, тогава такава мощност се нарича двустепенна, но все пак ще има три проводника към захранването. Е, ако във веригата се подават до четири напрежения, например +/-15 и +/-36, тогава просто ще наречем това захранване - биполярно двустепенно.

Е, сега към въпроса.

1. Мостова верига за коригиране.
Най-често срещаната схема. Позволява ви да получите еднополярно напрежение от една намотка на трансформатора. Веригата има минимални пулсации на напрежението и е проста по дизайн.

2. Полувълнова верига.
Също като настилката ни подготвя еднополюсно напрежение от една намотка на трансформатора. Единствената разлика е, че тази схема има двойна пулсация в сравнение с мостова верига, но един диод вместо четири значително опростява веригата. Използва се за малки токове на натоварване и само с трансформатор, който е много по-голям от мощността на товара, т.к такъв токоизправител предизвиква едностранно обръщане на намагнитването на трансформатора.

3. Пълна вълна със средна точка.
Два диода и две намотки (или една намотка със средна точка) ще ни доставят напрежение с ниска пулсация, плюс ще получим по-ниски загуби в сравнение с мостова схема, защото имаме 2 диода вместо четири.

4. Мостова схема на биполярен токоизправител.
За мнозина това е болна тема. Имаме две намотки (или една със средна точка), премахваме две еднакви напрежения от тях. Те ще бъдат равни, пулсациите ще бъдат малки, тъй като веригата е мостова, напрежението на всеки кондензатор се изчислява като напрежението на всяка намотка, умножено по корен от две - всичко е както обикновено. Проводник от средата на намотките изравнява напрежението на кондензаторите, ако положителните и отрицателните товари са различни.

5. Верига за удвояване на напрежението.
Това са две полувълнови вериги, но с диоди, свързани по различен начин. Използва се, ако трябва да получим двойно напрежение. Напрежението на всеки кондензатор ще бъде определено по нашата формула и общото напрежение на тях ще бъде удвоено. Подобно на полувълновата верига, тази също има големи вълни. Можете да видите биполярен изход в него - ако наречете средната точка на кондензаторите земя, тогава се оказва, че в случая с батериите, погледнете по-отблизо. Но не можете да получите много енергия от такава верига.

6. Получаване на различно поляритетно напрежение от два токоизправителя.
Изобщо не е необходимо това да са едни и същи захранвания - те могат да бъдат или различни по напрежение, или различни по мощност. Например, ако нашата верига консумира 1A при +12 волта и 0,5A при -5 волта, тогава имаме нужда от две захранвания - +12V 1A и -5V 0,5A. Можете също така да свържете два идентични токоизправителя, за да получите биполярно напрежение, например за захранване на усилвател.

7. Паралелно свързване на еднакви токоизправители.
Той ни дава същото напрежение, само че с удвоен ток. Ако свържем два токоизправителя, тогава ще имаме двойно увеличение на тока, три - тройно и т.н.

Е, ако всичко ви е ясно, мили мои, тогава вероятно ще ви дам малко домашно. Формулата за изчисляване на капацитета на филтъра за пълновълнов токоизправител е:

За полувълнов токоизправител формулата е малко по-различна:

Двете в знаменателя са броят на коригиращите „цикли“. За трифазен токоизправител знаменателят ще бъде три.

Във всички формули променливите се именуват по следния начин:
Cf - капацитет на филтърния кондензатор, µF
Po - изходна мощност, W
U - изходно изправено напрежение, V
f - честота на променливо напрежение, Hz
dU - диапазон на пулсация, V

За справка, допустимите вълни:
Микрофонни усилватели - 0,001...0,01%
Цифрова технология - пулсация 0.1...1%
Усилватели на мощност - пулсации на натоварено захранване 1...10% в зависимост от качеството на усилвателя.

Тези две формули са валидни за токоизправители на напрежение с честота до 30 kHz. При по-високи честоти електролитните кондензатори губят ефективността си и токоизправителят е проектиран малко по-различно. Но това е друга тема.

В много електронни устройства, работещи при променлив ток от 220 волта, са инсталирани диодни мостове. 12-волтовата диодна мостова схема ви позволява ефективно да изпълнявате функцията за коригиране на променлив ток. Това се дължи на факта, че повечето устройства използват постоянен ток за работа.

Как работи диоден мост?

Променлив ток с определена променлива честота се подава към входните контакти на моста. На изходите с положителни и отрицателни стойности се генерира еднополюсен ток, който има повишена пулсация, значително надвишаваща честотата на тока, подаван на входа.

Пулсациите, които се появяват, трябва да бъдат премахнати, в противен случай електронната схема няма да може да работи нормално. Следователно веригата съдържа специални филтри, които са електролитни филтри с голям капацитет.

Самият мост се състои от четири диода с еднакви параметри. Те са свързани в обща верига и са поставени в общ корпус.

Диодният мост има четири извода. Два от тях са свързани към променливо напрежение, а другите два са положителната и отрицателната клема на пулсиращото изправено напрежение.

Токоизправителният мост под формата на диоден модул има значителни технологични предимства. Така върху печатната платка се монтира една монолитна част наведнъж. По време на работа всички диоди се осигуряват при еднакви топлинни условия. Цената на цялостния монтаж е по-ниска от четири диода поотделно. Тази част обаче има сериозен недостатък. Ако поне един диод се повреди, целият модул трябва да се смени. Ако желаете, всяка обща диаграма може да бъде заменена с четири отделни части.

Приложение на диодни мостове

Всички устройства и електроника, които се захранват от променлив електрически ток, имат 12-волтова диодна мостова верига. Използва се не само в трансформатори, но и в импулсни токоизправители. Най-типичният превключващ блок е компютърното захранване.

В допълнение, диодните мостове се използват в компактни флуоресцентни лампи или енергоспестяващи лампи. Дават много добър ефект при използване в електронни баласти. Те се използват широко във всички модели съвременни устройства.

Как да си направим диоден мост

Диоден мост ще помогне за преобразуването на променлив ток в постоянен - ​​схемата и принципът на работа на това устройство са дадени по-долу. В конвенционална осветителна верига протича променлив ток, който променя големината и посоката си 50 пъти в рамките на една секунда. Превръщането му в постоянно е доста често срещана необходимост.

Принцип на действие на полупроводников диод

Името на описаното устройство ясно показва, че този дизайн се състои от диоди - полупроводникови устройства, които провеждат електричество добре в една посока и практически не го провеждат в обратната посока. Изображение на това устройство (VD1) на електрически схеми е показано на фиг. 2в. Когато през него протича ток в права посока - от анода (вляво) към катода (вдясно), съпротивлението му е ниско. Когато посоката на тока се промени в обратна посока, съпротивлението на диода се увеличава многократно. В този случай през него протича обратен ток, малко различен от нула.

Следователно, когато променливо напрежение Uin (лява графика) се приложи към верига, съдържаща диод, електричеството протича през товара само по време на положителни полупериоди, когато към анода се прилага положително напрежение. Отрицателните полупериоди се „прекъсват“ и в този момент практически няма ток в съпротивлението на натоварване.

Строго погледнато, изходното напрежение U out (дясна графика) не е постоянно, въпреки че тече в една посока, а пулсиращо. Лесно е да се разбере, че броят на неговите импулси (пулсации) в секунда е 50. Това не винаги е приемливо, но пулсациите могат да бъдат изгладени, ако свържете кондензатор с достатъчно голям капацитет паралелно с товара. Зареждане по време на импулси на напрежение, в интервалите между тях кондензаторът се разрежда в съпротивлението на натоварването. Пулсациите се изглаждат и напрежението става близко до постоянно.

Токоизправител, произведен в съответствие с тази схема, се нарича полувълнов токоизправител, тъй като използва само един полупериод на изправеното напрежение. Най-значимите недостатъци на такъв токоизправител са следните:

• повишена степен на пулсации на изправено напрежение;
• ниска ефективност;
• голямо тегло на трансформатора и нерационалното му използване.

Следователно такива схеми се използват само за захранване на устройства с ниска мощност. За да се коригира тази нежелана ситуация, са разработени пълновълнови токоизправители, които преобразуват отрицателните полувълни в положителни. Това може да стане по различни начини, но най-лесният начин е да използвате диоден мост.

Ориз. 2

Диоден мост - пълновълнова изправителна верига, съдържаща 4 диода вместо един (фиг. 2в). Във всеки полупериод две от тях са отворени и позволяват на електричеството да тече в посока напред, докато другите две са затворени и през тях не протича ток. По време на положителния полупериод към анода VD1 се прилага положително напрежение, а към катода VD3 - отрицателно напрежение. В резултат на това и двата диода са отворени, а VD2 и VD4 са затворени.

По време на отрицателния полупериод към анода VD2 се прилага положително напрежение, а към катода VD4 се прилага отрицателно напрежение. Тези два диода се отварят, а тези, отворени през предишния полупериод, се затварят. Токът през товарното съпротивление протича в същата посока. В сравнение с полувълнов токоизправител, броят на пулсациите се удвоява. Резултатът е по-висока степен на изглаждане при същия капацитет на филтърния кондензатор, повишаване на ефективността на трансформатора, използван в токоизправителя.

Диодният мост може не само да бъде сглобен от отделни елементи, но и да бъде произведен като монолитна конструкция (диоден монтаж). По-лесно е да се инсталира, а диодите обикновено се избират според параметрите. Също така е важно те да работят при еднакви топлинни условия. Недостатъкът на диодния мост е необходимостта от подмяна на целия комплект, ако дори един диод се повреди.

Пулсиращият ректифициран ток ще бъде още по-близо до постоянен, което прави възможно получаването на трифазен диоден мост. Входът му е свързан към трифазен източник на променлив ток (генератор или трансформатор), а изходното напрежение е почти същото като постоянно и е дори по-лесно да се изглади, отколкото след изправяне на пълна вълна.

Диоден мостов токоизправител

Схемата на пълновълнов токоизправител, базиран на диоден мост, подходящ за сглобяване „направи си сам“, е показана на фиг. 3а. Напрежението, отстранено от вторичната понижаваща намотка на трансформатора T, подлежи на коригиране. За да направите това, трябва да свържете диоден мост към трансформатора.

Пулсиращото изправено напрежение се изглажда от електролитен кондензатор С, който има доста голям капацитет - обикновено от порядъка на няколко хиляди микрофарада. Резистор R действа като товар на токоизправител при празен ход. В този режим кондензатор C се зарежда до амплитудна стойност, която е 1,4 (корен от две) пъти по-висока от ефективната стойност на напрежението, взета от вторичната намотка на трансформатора.

С увеличаване на натоварването изходното напрежение намалява. Можете да се отървете от този недостатък, като свържете обикновен транзисторен стабилизатор към изхода на токоизправителя. В електрическите схеми изображението на диоден мост често е опростено. На фиг. 3b показва как може да бъде изобразен и съответният фрагмент от фиг. 3а.

Трябва да се отбележи, че въпреки че предното съпротивление на диодите е малко, то все пак е различно от нула. Поради тази причина те се нагряват в съответствие със закона на Джаул-Ленц, толкова по-силно, толкова по-голям е токът, протичащ през веригата. За да се предотврати прегряване, мощни диоди често се инсталират на радиатори (радиатори).

Диодният мост е почти задължителен елемент от всяко електронно устройство, захранвано от мрежата, било то компютър или токоизправител за зареждане на мобилен телефон.

Фразата "диоден мост" произлиза от думата "диод". Следователно диодният мост трябва да се състои от диоди, но те трябва да бъдат свързани помежду си в определена последователност. Ще обсъдим защо това е важно в тази статия.

Обозначение на диаграмата

Диодният мост в диаграмите изглежда така:

Понякога в диаграмите се обозначава и по следния начин:

Както виждаме, веригата се състои от четири диода. За да работи правилно, трябва да свържем правилно диодите и да подадем правилно променливо напрежение към тях. Отляво виждаме две икони „~“. Прилагаме променливо напрежение към тези два терминала и премахваме директно напрежение от другите два терминала, обозначени със знаците „+“ и „-“. Диодният мост се нарича още диоден токоизправител.

Принцип на действие

За да коригирате AC напрежение в DC, можете да използвате един диод за коригиране, но не е препоръчително. Нека да видим снимка как ще изглежда всичко:

Диодът прекъсва отрицателната полувълна на променливото напрежение, оставяйки само положителното, което виждаме на фигурата по-горе. Красотата на тази проста схема е, че получаваме постоянно напрежение от променливо напрежение. Проблемът се крие във факта, че губим половината от променливотоковото захранване. Диодът го прекъсва.

За да коригират тази ситуация, великите умове излязоха с диоден мост. Диодният мост "преобръща" отрицателната полувълна, превръщайки я в положителна полувълна, като по този начин спестява енергия.

На изхода на диодния мост се появява постоянно пулсиращо напрежение с честота 100 Hz. Това е два пъти честотата на мрежата.

Практически опит

Нека започнем с обикновен диод.

Катодът се разпознава лесно по сребърната му ивица. Почти всички производители показват катода с ивица или точка.

За да направим експериментите си безопасни, взех понижаващо устройство, което прави 12V от 220V.

Свързваме 220 волта към първичната намотка и премахваме 12 волта от вторичната намотка. показа малко повече, тъй като няма натоварване на вторичната намотка. Трансформаторът работи на така наречените „празен ход“.

3.3x5=16.5V е максималната стойност на напрежението. И ако разделим стойността на максималната амплитуда на корен от две, получаваме някъде около 11,8 волта. Това е, което е. Осцилоскопа не лъже всичко е наред.

Още веднъж, можех да използвам 220 волта, но 220 волта не са шега, така че намалих променливотоковото напрежение.

Запояйте нашия диод към единия край на вторичната намотка на трансформатора.

Нека отново вземем осцилоскопа

Да погледнем осцилограмата

Къде е долната част на изображението? Диодът го отряза. Той остави само горната част, тоест тази, която е положителна.

Намираме още три такива диода и ги запояваме диоден мост.

Ние се придържаме към вторичната намотка на трансформатора с помощта на диоден мост.

От другите два края премахваме постоянното пулсиращо напрежение с осцилоскопска сонда и гледаме осцилограмата

Ето, вече е ред.

Видове диодни мостове

За да не се занимават с диоди, разработчиците поставиха всичките четири диода в един корпус. Резултатът е много компактен и удобен радио елемент - диоден мост. Мисля, че можете да познаете кое е вносно и кое съветско))).

Например, на съветския диоден мост контактите, към които трябва да приложите променливо напрежение, са показани с иконата "~", а контактите, от които трябва да премахнете постоянното пулсиращо напрежение, са обозначени с "+" и "- “ икони.

Има много видове диодни мостове в различни корпуси

Има дори автомобилен диоден мост

Има и диоден мост за трифазно напрежение. Той е сглобен по така наречената схема на Ларионов и се състои от 6 диода:

Трифазните диодни мостове се използват главно в силовата електроника.

Както може би сте забелязали, такъв трифазен токоизправител има пет терминала. Три изхода на фаза и от другите два изхода ще премахнем постоянно пулсиращо напрежение.

Как да проверите диоден мост

1) Първият метод е най-простият. Диодният мост се проверява от целостта на всичките му диоди. За целта тестваме всеки диод с мултицет и гледаме целостта на всеки диод. Как да направите това, прочетете

2) Вторият метод е 100% правилен. Но това ще изисква осцилоскоп или понижаващ трансформатор. Нека проверим внесения диоден мост. За да направите това, свързваме два от неговите контакти към променливо напрежение със символите "~", а от другите два контакта с "+" и "-" вземаме показания с помощта на осцилоскоп.

Да погледнем осцилограмата

Това означава, че внесеният диоден мост работи.

Резюме

Диоден мост (токоизправител) се използва за преобразуване на променлив ток в постоянен ток.

Диоден мост се използва в почти цялото радио оборудване, което "яде" напрежение от променлива мрежа, било то обикновен телевизор или дори зарядно устройство за мобилен телефон.