Mikrokrug diodnog mosta. Diodni most - kako radi? Principi rada diodnog mosta

Diodni most je elementarni elektronički sklop koji služi za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu. To je najčešća radio komponenta, bez koje niti jedno napajanje ispravljača ne može.

Strukturne vrste poluvodičkih mostova

Diodni most može biti sastavljen od pojedinačnih poluvodičkih elemenata ili izrađen kao monolitni sklop. Pogodnost potonjeg je jednostavnost ugradnje na tiskanu ploču i male ukupne dimenzije. Parametri elemenata u njemu pažljivo su odabrani u tvornici, što eliminira njihovu raspršenost i iskrivljene uvjete radne temperature, međutim, ako jedan element takvog kruga ne uspije, cijeli se sklop mora zamijeniti. Ako niste zadovoljni gotovim sklopovima dioda, možete sami sastaviti ovaj jednostavni sklop. Elementi se mogu montirati na tiskanu pločicu, ali najčešće se montira direktno na transformator. Ako je potreban diodni most velike snage, ne treba zaboraviti da se diode mogu jako zagrijati; u ovom slučaju montiraju se na aluminijski radijator za uklanjanje viška topline. Diode za most moraju biti odabrane u skladu s potrebnom snagom kruga. Vrijednost opterećenja može se izračunati pomoću Ohmovog zakona; maksimalna struja se mora pomnožiti s maksimalnim naponom. Rezultat treba pomnožiti s dva kako bi krug imao marginu sigurnosti. Prilikom sastavljanja diodnog mosta treba imati na umu da samo 70 posto nazivne struje teče kroz svaku diodu.

Princip rada

Na ulazu kruga dovodi se izmjenični napon; u prvom poluciklu električna struja prolazi kroz dvije diode, drugi par dioda je zatvoren. U drugom poluciklusu struja prolazi kroz drugi par dioda, a prva je zatvorena. Dakle, izlaz diodnog mosta proizvodi pulsirajući napon, čija je frekvencija dvostruko veća od ulaza. Kako bi se izgladilo valovitost izlaznog napona, kondenzator se postavlja na izlaz mosta.

Područje primjene

Diodni mostovi naširoko se koriste u industrijskoj opremi (napajanja, punjači, upravljački krugovi motora, regulatori snage), u napajanjima za kućanske aparate (TV, hladnjaci, usisavači, računala, električni alati itd.), u uređajima za rasvjetu (fluorescentne svjetiljke, u modulima solarnih baterija), u brojilima električne energije.

Diodni most za aparat za zavarivanje

Takav ispravljač mora biti sastavljen na temelju snažnih dioda (na primjer, prikladan je tip B200 s maksimalnom strujom od 200 ampera). Imaju značajne ukupne dimenzije; njihovo tijelo mora biti postavljeno na aluminijski radijator za uklanjanje toplinske energije. Kućište takvih dioda je pod naponom, kao i radijator, tako da instalacija mora uzeti u obzir ove značajke. Kao rezultat toga, dizajn stroja za zavarivanje povećava se u veličini. Međutim, u prodaji postoje gotovi sklopovi, integrirani u jedno kućište. Dimenzije takvog mosta usporedive su s kutijom šibica ili jednom diodom tipa B200 bez radijatora. Maksimalna struja je 30-50 ampera, a cijena je znatno niža od gore opisanih dioda.

Diodni most generatora

Ova ispravljačka jedinica, koja se sastoji od tri paralelna polu-mosta, sastavljena je na šest dioda (krug sovjetskog znanstvenika A. N. Larionova). Ovaj sklop pretvara trofazni izmjenični napon u istosmjerni napon.

Dioda je poluvodička jedinica s različitim vodljivostima određenim primijenjenim naponom. Ima dva priključka: katodu i anodu. Ako je doveden istosmjerni napon, odnosno ako je potencijal na anodi pozitivan u usporedbi s katodom, jedinica je otvorena.

Ako je napon negativan, zatvara se. Ova je značajka pronašla primjenu u elektrotehnici: diodni most se aktivno koristi u zavarivanju za ispravljanje izmjenične struje i poboljšanje kvalitete zavarivanja.

Kako napraviti peglu vlastitim rukama?

Ako majstor ima potrebne komponente, sasvim je moguće napraviti domaći ispravljač za zavarivanje. Pod uvjetom da se poštuju sve preporuke stručnjaka, zajamčeno je osigurati postupak ručnog elektrolučnog zavarivanja istosmjernom strujom, ali bit će potrebno koristiti obloženu elektrodu.

Također je dopušteno koristiti žicu bez premaza, ali samo ako imate veliko iskustvo u pitanjima zavarivanja. Za neiskusnog zavarivača bit će gotovo nemoguće nositi se s tim.

Diodni most za aparat za zavarivanje.

Premaz pri taljenju elektrode sprječava prodiranje komponenti zraka u rastaljeni metal zavarenog spoja. Bez toga, kontakt rastaljenog metala s dušikom i kisikom smanjit će svojstva čvrstoće šava, čineći ga krhkim i poroznim.

Prvo ćete morati odabrati ili namotati step-down transformator vlastitim rukama s potrebnim parametrima. Sastavite transformator prije spajanja diodnog mosta.

Ako odlučite sami proizvesti uređaj, važno je pravilno izračunati njegove elemente, uključujući:

• parametri magnetskog kruga;
• trenutni broj zavoja;
• dimenzije presjeka sabirnica i žica.

Napomena! Izračuni za proizvodnju transformatora provode se jedinstvenom metodologijom, tako da ovaj zadatak ne predstavlja nikakve poteškoće čak ni za neiskusnog zavarivača sa školskim znanjem o električnoj energiji.

Posao se ne može obaviti bez LED dioda: one su potrebne kao vodiči struje u jednom smjeru. Najjednostavnija dioda, stvorena pomoću premosnog kruga, montirana je na radijator u svrhu izmjene topline i hlađenja.

Snažne diode za aparat za zavarivanje, poput VD-200, tijekom rada emitiraju prilično veliku količinu toplinske energije. Kako bi se osigurala karakteristika padajuće struje, prigušnica će morati biti spojena u seriju na krug.

Aktivni promjenjivi otpor u takvom krugu omogućit će zavarivaču mogućnost glatke regulacije struje zavarivanja. Zatim je potrebno jedan stup spojiti na zavarenu žicu, a drugi na radni predmet.

Elektrolitski kondenzator u krugu je potreban kao filtar za izglađivanje za smanjenje valovitosti.

Nije teško samostalno namotati reostat, ali za takav zadatak trebat će vam keramička jezgra i žica od nikla ili nikroma. Stvarni promjer žice odredit će se količinom podesive struje u postupku zavarivanja.

Izračun otpora reostata mora se provesti uzimajući u obzir specifični otpor elektrode, njezin presjek i ukupnu duljinu.

Električni krug za zavarivanje s diodnim mostom.

Trenutni korak podešavanja za zavarivanje ovisi o promjeru zavoja. Ako pravilno sastavite navedene dijelove u jednu jedinicu, proces zavarivanja će biti popraćen istosmjernom strujom. Ne bi bilo suvišno instalirati otpornik koji sprječava kratke spojeve tijekom rada.

Može se dogoditi kada žica dodirne metal bez paljenja luka. Ako u ovom trenutku nema otpora na kondenzatoru, on će se trenutno isprazniti, doći će do klika, elektroda će se srušiti ili zalijepiti za metal.

Ako imate otpornik, možete izgladiti pražnjenja na kondenzatoru i učiniti paljenje elektrode lakšim i mekšim. Izrada uređaja za ispravljanje struje zavarivanja vlastitim rukama omogućit će vam stvaranje najpreciznijih i najtrajnijih zavara. .

Rezultati

Diodni most za stroj za zavarivanje pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, što poboljšava kvalitetu zavarenih spojeva. Takav se uređaj može kupiti gotov ili izraditi vlastitim rukama, slijedeći savjete navedene u članku.

Svi znaju da kućanske mreže rade s izmjeničnim električnim naponom s amplitudom od 220 volti. Međutim, neki primjeri modernih elektroničkih uređaja (vaš mobitel, na primjer) zahtijevaju konstantan ili ispravljeni napon. Transformator će vam pomoći da ga spustite na potrebnu vrijednost, a za ispravljanje varijabilne komponente definitivno vam je potreban diodni most (slika ispod).

Ispravljački uređaji o kojima se ovdje govori dio su većine elektroničkih uređaja koji zahtijevaju istosmjernu struju za normalan rad (od jedinica za zavarivanje do minijaturnih izvora napajanja).

U ovom pregledu detaljno je opisan sklop i princip rada klasičnog ispravljačkog diodnog mosta. Također će se raspravljati o tome kako napraviti diodni most vlastitim rukama.

Sastav ispravljačkog modula

Svima koji se žele pobliže upoznati s time što je ispravljač savjetujemo kratki povijesni izlet. Počnimo s činjenicom da se progenitor ispravljačkog mosta smatra sklopom koji je izumio njemački znanstvenik L. Graetz, sastavljen na temelju 4 elementa (sklopovi dioda).

Bilješka! Ti su uređaji u struci poznatiji kao Graetzovi mostovi ili punovalni ispravljači.

Takvi sklopovi od četiri diode s vremenom su postali poznati kao premosni sklopovi, koji su se počeli koristiti kao univerzalni ispravljački moduli.

Klasični diodni most, čiji je krug prikazan u nastavku, sadrži ispravljačke diode povezane na određeni način.

Iz gornje slike se vidi da strujni krug mosta uključuje četiri poluvodička elementa (diode), čiji redoslijed spajanja odgovara principu back-to-back. Jedan par ovih uređaja spojen je u smjeru vodljivosti, a drugi ima obrnuti spoj.

Princip rada

Da bismo razumjeli kako diodni most radi, upoznajmo se prvo sa samom suštinom učinka ispravljanja izmjeničnih napona.

Princip rada klasičnog ispravljačkog mosta koji se temelji na četiri diode je sljedeći:

• Kada pozitivni val mrežnog napona stigne na pozitivni priključak diode spojene na opterećenje, kroz njega prolazi strujni signal istog polariteta;
• Istodobno, struja ne prolazi kroz drugu diodu iz para u mostu, čiji je spoj obrnut na prvu, jer je njezin spoj zatvoren potencijalom suprotnog predznaka;
• Ali poluval obrnutog polariteta prolazi kroz njega u dogledno vrijeme, tvoreći strujni impuls na izlazu u istom smjeru kao u prvom slučaju.

Možemo reći da za svaki poluval ulaznog napona postoji dioda koja generira (nakon spajanja na teret) struju u istom smjeru.

Prema teoriji elektrotehnike, uočeni učinak u ovom slučaju znači njegovo ispravljanje.

Gore razmotreno načelo rada diodnog mosta omogućuje nam izvlačenje sljedećih zaključaka:

• Kao rezultat opisanog procesa, na izlazu ispravljača nastaju strujni poluvalovi, koji imaju isti pozitivni polaritet (slika dolje);

• Ako osciloskopom pogledate signal na opterećenju mosta, možete vidjeti pulsirajuću istosmjernu struju u obliku poluvalova istog polariteta koji se ponavljaju na frekvenciji od 100 Hz;
• Ova vrijednost (100 Hz) dobiva se udvostručenjem mrežne frekvencije od 50 Hz na izlazu diodnog ispravljača;
• Udvostručenje frekvencije objašnjava se činjenicom da svaki poluval ulaznog signala obrađuje vlastita dioda (točnije njihov par).

Dodatne informacije. Nakon filtriranja nastalih valova nakon ispravljanja (to se radi pomoću elektrolitskih kondenzatora), na opterećenju se dobiva ispravljeni napon.

Ponekad, kako bi se zabilježila njegova prisutnost na izlazu kruga, potonji se nadopunjuje LED indikacijom. Kada LED dioda spojena preko graničnog otpornika zasvijetli, možete biti sigurni da se na izlazu pojavio konstantan potencijal.

Za trofazni opskrbni vod moraju se koristiti posebni tipovi premosnih krugova, odabrati i uključiti uzimajući u obzir karakteristike napajanja elektrana. Sve koji se žele upoznati s načinom rada trofaznog ispravljačkog mosta šaljemo na sljedeću adresu http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Izrada vlastitog mosta

Prije lemljenja diodnog mosta provjerite ispravnost svake od dioda uključenih u njegov sastav. Također skrećemo pozornost na činjenicu da se može sastaviti od pojedinačnih (diskretnih) elemenata ili uzeti u obliku čvrstog sklopa kućišta s četiri izlazna kontakta.

Svaka od ovih opcija mostova ima svoje prednosti i nedostatke.

Važno! Ako jedna dioda u monolitnom sklopu zakaže, morat će se zamijeniti cijeli sklop (unatoč činjenici da se tri preostala elementa mogu servisirati).

Ali takav je modul vrlo prikladan pri lemljenju kruga ispravljača, kada trebate spojiti diodni most na izvor izmjeničnog napona s jedne strane i na opterećenje s druge strane.

U situaciji kada sastavljamo diodni most vlastitim rukama od diskretnih elemenata, uvijek je moguće zamijeniti svaki od njih neovisno o drugima. Ali s ovim pristupom, sam proces proizvodnje postaje kompliciraniji, za što će sve četiri njegove komponente morati biti lemljene.

Nakon dovršetka samomontaže proizvoda ispravljača, ostaje samo spojiti diodni most na transformator ili drugi izvor iz kojeg se napaja izmjenični napon.

U završnom dijelu pregleda, posvećenom načinu rada kruga diodnog mosta, skrećemo pozornost na činjenicu da kada ga sami sastavljate, trebate proučiti parametre elemenata uključenih u njegov sastav. Poznavanje ovih podataka omogućit će vam da ispravno izračunate dopuštene struje opterećenja, a također ćete biti sigurni da diodni sklop neće uspjeti.

Video

Postoji most preko rijeke, preko klanca, a također i preko puta. Ali jeste li ikada čuli izraz "diodni most"? Kakav je ovo most? Ali pokušat ćemo pronaći odgovor na ovo pitanje.

Izraz "diodni most" izveden je iz riječi "dioda". Ispada da se diodni most mora sastojati od dioda. Ali ako u diodnom mostu postoje diode, to znači da će dioda proći u jednom smjeru, ali ne i u drugom. Koristili smo ovo svojstvo dioda za određivanje njihove učinkovitosti. Ako se ne sjećate kako smo to radili, onda je ovo mjesto za vas. Stoga se za dobivanje konstantnog napona iz izmjeničnog napona koristi diodni most.

A ovdje je dijagram diodnog mosta:

Ponekad se u dijagramima označava na sljedeći način:

Kao što vidimo, krug se sastoji od četiri diode. Ali da bi krug diodnog mosta radio, moramo pravilno spojiti diode i na njih pravilno dovesti izmjenični napon. S lijeve strane vidimo dvije ikone "~". Na ove dvije stezaljke stavljamo izmjenični napon, a na druge dvije stezaljke: plus i minus uklanjamo konstantni napon.

Za pretvaranje izmjeničnog napona u istosmjerni napon možete koristiti jednu diodu za ispravljanje, ali to nije preporučljivo. Pogledajmo sliku:

AC napon se mijenja tijekom vremena. Dioda propušta napon kroz sebe samo kada je napon iznad nule, a kada padne ispod nule dioda se gasi. Mislim da je sve elementarno i jednostavno. Dioda prekida negativni poluval, ostavljajući samo pozitivni poluval,što vidimo na gornjoj slici. A ljepota ovog jednostavnog sklopa je u tome što dobivamo konstantan napon iz izmjeničnog napona. Cijeli problem je u tome što gubimo pola AC struje. Dioda ga glupo prekida.

Kako bi se ispravila ova situacija, razvijen je krug diodnog mosta. Diodni most "okreće" negativni poluval, pretvarajući ga u pozitivni poluval. Na ovaj način štedimo energiju. Divno zar ne?

Na izlazu diodnog mosta imamo konstantan pulsirajući napon s frekvencijom dvostruko većom od frekvencije mreže: 100 Hz.

Mislim da nema potrebe pisati kako krug radi, ionako vam neće trebati, glavna stvar je zapamtiti gdje ide izmjenični napon i odakle dolazi konstantni pulsirajući napon.

Pogledajmo praktično kako rade dioda i diodni most.

Prvo, uzmimo diodu.

Odlemio sam ga od napajanja računala. Katodu je lako prepoznati po traci. Gotovo svi proizvođači prikazuju katodu prugom ili točkom.

Kako bi naši eksperimenti bili sigurni, uzeo sam transformator koji pretvara 220 volti u 12 volti. Za one koji ne znaju kako to radi, možete pročitati članak dizajn transformatora.

Spojimo 220 volti na primarni namot i uklonimo 12 volti iz sekundarnog namota. Crtić pokazuje malo više, budući da na sekundarni namot nije spojeno opterećenje. Transformator radi u takozvanom "praznom hodu".

Pogledajmo oscilogram koji dolazi iz sekundarnog namota transa. Maksimalnu amplitudu napona lako je izračunati. Ako se ne sjećate kako izračunati, možete pogledati članak Osciloskop. Osnove rada. 3,3x5= 16,5V je najveća vrijednost napona. A ako maksimalnu vrijednost amplitude podijelimo s korijenom iz dva, dobit ćemo negdje oko 11,8 volti. Ovo je efektivna vrijednost napona. Oscill ne laže, sve je OK.

Još jednom, mogao sam koristiti 220 volti, ali 220 volti nije šala, pa sam smanjio izmjenični napon.

Zalemimo našu diodu na jedan kraj sekundarnog namota trans.

Ponovno se držimo sondama oscilacija

Pogledajmo oscilacije

Gdje je dno slike? Dioda ga je prekinula. Dioda je ostavila samo gornji dio, odnosno onaj koji je pozitivan. A pošto je odrezao donji dio, posljedično je isključio i struju.

Nalazimo još tri takve diode i lemimo diodni most.

Držimo se sekundarnog namota trans prema krugu diodnog mosta.

S druga dva kraja sondama oscilatora skinemo konstantni pulsirajući napon i pogledamo oscilatore.

Eto, sad je sve u redu i nismo izgubili struju :-).

Kako se ne bi petljali s diodama, programeri su smjestili sve četiri diode u jedno kućište. Rezultat je vrlo kompaktan i praktičan diodni most. Mislim da možete pogoditi koji je uvozni, a koji sovjetski))).

A evo i sovjetskog:

Kako si pogodio? :-) Na primjer, na sovjetskom diodnom mostu prikazani su kontakti na koje se mora primijeniti izmjenični napon (sa simbolom "~") i kontakti s kojih se mora ukloniti konstantni pulsirajući napon ("+" i "-") su prikazani.

Provjerimo uvezeni diodni most. Da bismo to učinili, povezujemo dva njegova kontakta s varijablom, a s druga dva kontakta uzimamo očitanja na oscilatoru.

A evo i oscilograma:

To znači da uvezeni diodni most radi sasvim dobro.

Zaključno, želio bih dodati da se diodni most koristi u gotovo svim radijskim uređajima koji troše napon iz mreže, bilo da se radi o jednostavnom televizoru ili čak punjaču za mobitel. Diodni most se provjerava radi ispravnosti svih njegovih dioda.

Dakle, dragi moji, sastavili smo našu shemu i vrijeme je da je provjerimo, testiramo i uživamo u ovoj sreći. Sljedeće je spajanje kruga na izvor napajanja. Započnimo. Nećemo se zadržavati na baterijama, akumulatorima i drugim izvorima napajanja; prijeći ćemo izravno na mrežna napajanja. Ovdje ćemo pogledati postojeće sheme ispravljanja, kako rade i što mogu učiniti. Za pokuse trebat će nam jednofazni (kod kuće iz utičnice) napon i odgovarajući dijelovi. U industriji se koriste trofazni ispravljači, također ih nećemo razmatrati. Ako odrasteš u električara, nema na čemu.

Napajanje se sastoji od nekoliko najvažnijih dijelova: Mrežni transformator - označen na dijagramu kao sličan onom na slici,

Ispravljač - njegova oznaka može varirati. Ispravljač se sastoji od jedne, dvije ili četiri diode, ovisno o kojem se ispravljaču radi. Sada ćemo to shvatiti.

a) - jednostavna dioda.
b) - diodni most. Sastoji se od četiri diode spojene kao na slici.
c) - isti diodni most, samo nacrtan jednostavnije radi sažetosti. Zadaci kontakata su isti kao za most pod slovom b).

Kondenzator filtera. Ova stvar je nepromijenjena iu vremenu iu prostoru, a označena je na sljedeći način:

Postoji mnogo oznaka za kondenzator, koliko i sustava označavanja u svijetu. Ali općenito su svi slični. Nemojmo se zabuniti. I radi jasnoće, nacrtajmo opterećenje, označimo ga kao Rl - otpor opterećenja. Ovo je naša shema. Također ćemo navesti kontakte izvora napajanja na koji ćemo spojiti ovo opterećenje.

Dalje - par postulata.
- Izlazni napon definiran je kao Uconst = U*1,41. Odnosno, ako imamo 10 volti izmjeničnog napona na namotu, tada ćemo na kondenzatoru i na opterećenju dobiti 14,1 V. ovako.
- Pod opterećenjem napon malo pada, a koliko ovisi o izvedbi transformatora, njegovoj snazi ​​i kapacitetu kondenzatora.
- Ispravljačke diode trebaju imati 1,5-2 puta veću struju od potrebne. Za zalihu. Ako je dioda namijenjena za ugradnju na radijator (s maticom ili rupom za vijak), tada se pri struji većoj od 2-3A mora ugraditi na radijator.

Da vas podsjetim i što je bipolarni napon. Ako je netko zaboravio. Uzimamo dvije baterije i povezujemo ih u seriju. Srednja točka, odnosno mjesto spajanja baterija nazvat ćemo zajedničkom točkom. Popularno je poznat kao uzemljenje, uzemljenje, tijelo, obična žica. Buržoazija ga naziva GND (uzemljenje), često se naziva 0V (nula volti). Voltmetri i osciloskopi povezani su s ovom žicom; u odnosu na nju, ulazni signali se dovode u krugove i uzimaju izlazne signale. Zato je njegovo ime uobičajena žica. Dakle, ako spojimo tester s crnom žicom na ovu točku i izmjerimo napon na baterijama, tada će tester na jednoj bateriji pokazati plus 1,5 volti, a na drugoj minus 1,5 volti. Ovaj napon +/-1,5V naziva se bipolarni. Oba polariteta, odnosno plus i minus, moraju biti jednaki. Odnosno, +/-12, +/-36V, +/-50, itd. Znak bipolarnog napona je ako tri žice idu od kruga do napajanja (plus, zajednički, minus). Ali to nije uvijek slučaj - ako vidimo da se krug napaja naponom od +12 i -5, tada se takva snaga naziva dvoslojnom, ali i dalje će postojati tri žice za napajanje. Pa, ako se u krug dovode čak četiri napona, na primjer +/-15 i +/-36, tada ćemo ovo napajanje jednostavno nazvati - bipolarno dvorazinsko.

Pa, sada na stvar.

1. Krug ispravljanja mosta.
Najčešća shema. Omogućuje vam da dobijete unipolarni napon iz jednog namota transformatora. Krug ima minimalno valovitost napona i jednostavnog je dizajna.

2. Poluvalni sklop.
Baš kao i pločnik, priprema nam unipolarni napon iz jednog namota transformatora. Jedina je razlika u tome što ovaj sklop ima dvostruku valovitost u usporedbi s premosnim krugom, ali jedna dioda umjesto četiri uvelike pojednostavljuje krug. Koristi se za male struje opterećenja i to samo kod transformatora koji je puno veći od snage opterećenja jer takav ispravljač uzrokuje jednostrano premagnetiziranje transformatora.

3. Puni val sa srednjom točkom.
Dvije diode i dva namota (ili jedan namot sa središnjom točkom) opskrbit će nas s niskim valovitošću napona, plus dobit ćemo manje gubitke u usporedbi s mostnim sklopom, jer imamo 2 diode umjesto četiri.

4. Mosni sklop bipolarnog ispravljača.
Mnogima je to bolna tema. Imamo dva namota (ili jedan sa srednjom točkom), uklanjamo dva identična napona s njih. Oni će biti jednaki, valovi će biti mali, budući da je krug premosni krug, napon na svakom kondenzatoru izračunava se kao napon na svakom namotu pomnožen s korijenom dva - sve je kao i obično. Žica iz sredine namota izjednačava napon na kondenzatorima ako su pozitivno i negativno opterećenje različiti.

5. Krug za udvostručenje napona.
To su dva poluvalna kola, ali s diodama spojenim na različite načine. Koristi se ako trebamo dobiti dvostruki napon. Napon na svakom kondenzatoru bit će određen našom formulom, a ukupni napon na njima bit će udvostručen. Kao i poluvalni krug, i ovaj ima velike valove. U njemu možete vidjeti bipolarni izlaz - ako se središnja točka kondenzatora naziva uzemljenjem, onda ispada kao u slučaju baterija, pogledajte bliže. Ali iz takvog kruga ne možete dobiti puno energije.

6. Dobivanje napona različitog polariteta iz dva ispravljača.
Uopće nije nužno da su to isti izvori napajanja - mogu biti ili različiti po naponu ili po snazi. Na primjer, ako naš krug troši 1A na +12 volti, a 0,5A na -5 volti, tada su nam potrebna dva napajanja - +12V 1A i -5V 0,5A. Također možete spojiti dva identična ispravljača kako biste dobili bipolarni napon, na primjer, za napajanje pojačala.

7. Paralelni spoj istovrsnih ispravljača.
Daje nam isti napon, samo s dvostrukom strujom. Ako spojimo dva ispravljača, tada ćemo imati dvostruko povećanje struje, tri - trostruko, itd.

Pa, ako vam je sve jasno, dragi moji, onda ću vam vjerojatno dati zadaću. Formula za izračunavanje kapacitivnosti filtera za punovalni ispravljač je:

Za poluvalni ispravljač formula je malo drugačija:

Dva u nazivniku je broj "ciklusa" ispravljanja. Za trofazni ispravljač, nazivnik će biti tri.

U svim formulama varijable se nazivaju ovako:
Cf - kapacitet filterskog kondenzatora, µF
Po - izlazna snaga, W
U - izlazni ispravljeni napon, V
f - frekvencija izmjeničnog napona, Hz
dU - raspon pulsiranja, V

Za referencu, dopušteni valovi:
Mikrofonska pojačala - 0,001...0,01%
Digitalna tehnologija - valovitost 0,1...1%
Pojačala snage - valovitost opterećenog izvora napajanja 1...10% ovisno o kvaliteti pojačala.

Ove dvije formule vrijede za naponske ispravljače frekvencije do 30 kHz. Na višim frekvencijama elektrolitski kondenzatori gube svoju učinkovitost, a ispravljač je malo drugačije dizajniran. Ali to je druga tema.

U mnogim elektroničkim uređajima koji rade na izmjeničnoj struji od 220 volti ugrađeni su diodni mostovi. Krug diodnog mosta od 12 volti omogućuje vam učinkovito obavljanje funkcije ispravljanja izmjenične struje. To je zbog činjenice da većina uređaja za rad koristi istosmjernu struju.

Kako radi diodni most?

Izmjenična struja određene promjenjive frekvencije dovodi se do ulaznih kontakata mosta. Na izlazima s pozitivnim i negativnim vrijednostima generira se unipolarna struja koja ima povećanu valovitost, znatno premašujući frekvenciju struje koja se dovodi na ulaz.

Pulsacije koje se pojavljuju moraju se ukloniti, inače elektronički sklop neće moći normalno raditi. Stoga krug sadrži posebne filtere, koji su elektrolitički filteri velikog kapaciteta.

Sam sklop mosta sastoji se od četiri diode s istim parametrima. Spojeni su u zajednički krug i smješteni su u zajedničko kućište.

Diodni most ima četiri priključka. Dva su spojena na izmjenični napon, a druga dva su pozitivna i negativna stezaljka pulsirajućeg ispravljenog napona.

Ispravljački most u obliku diodnog sklopa ima značajne tehnološke prednosti. Tako se na tiskanu ploču odjednom ugrađuje jedan monolitni dio. Tijekom rada sve diode imaju iste toplinske uvjete. Trošak cjelokupnog sklopa niži je od četiri diode zasebno. Međutim, ovaj dio ima ozbiljan nedostatak. Ako barem jedna dioda pokvari, mora se zamijeniti cijeli sklop. Po želji, bilo koji opći dijagram može se zamijeniti s četiri odvojena dijela.

Primjena diodnih mostova

Svi uređaji i elektronika koji se napajaju izmjeničnom električnom strujom imaju diodni mostni krug od 12 volti. Koristi se ne samo u transformatorima, već iu impulsnim ispravljačima. Najtipičnija sklopna jedinica je napajanje računala.

Osim toga, diodni mostovi se koriste u kompaktnim fluorescentnim svjetiljkama ili štednim svjetiljkama. Daju vrlo dobar učinak kada se koriste u elektroničkim prigušnicama. Naširoko se koriste u svim modelima modernih uređaja.

Kako napraviti diodni most

Diodni most pomoći će pretvoriti izmjeničnu struju u istosmjernu - dijagram i princip rada ovog uređaja navedeni su u nastavku. U konvencionalnom krugu rasvjete teče izmjenična struja koja mijenja svoju veličinu i smjer 50 puta unutar jedne sekunde. Njegova transformacija u trajnu prilično je uobičajena potreba.

Princip rada poluvodičke diode

Naziv opisanog uređaja jasno pokazuje da se ovaj dizajn sastoji od dioda - poluvodičkih uređaja koji dobro provode struju u jednom smjeru i praktički je ne provode u suprotnom smjeru. Slika ovog uređaja (VD1) na dijagramima strujnog kruga prikazana je na sl. 2c. Kada kroz njega teče struja u smjeru prema naprijed - od anode (lijevo) prema katodi (desno), njegov otpor je mali. Kada se smjer struje promijeni u suprotan smjer, otpor diode se višestruko povećava. U tom slučaju kroz njega teče reverzna struja malo različita od nule.

Stoga, kada se izmjenični napon Uin (lijevi grafikon) primijeni na krug koji sadrži diodu, električna energija teče kroz opterećenje samo tijekom pozitivnih poluciklusa kada se pozitivni napon primjenjuje na anodu. Negativni poluciklusi su "odsječeni", au ovom trenutku praktički nema struje u otporu opterećenja.

Strogo govoreći, izlazni napon U out (desni grafikon) nije konstantan, iako teče u jednom smjeru, već pulsira. Lako je razumjeti da je broj njegovih impulsa (pulsacija) u sekundi 50. To nije uvijek prihvatljivo, ali se valovi mogu izgladiti ako paralelno s opterećenjem spojite kondenzator dovoljno velikog kapaciteta. Punjenje tijekom naponskih impulsa, u intervalima između njih kondenzator se ispušta u otpor opterećenja. Pulsacije se izglađuju, a napon postaje blizu konstante.

Ispravljač proizveden u skladu s ovim sklopom naziva se poluvalni ispravljač, budući da koristi samo jedan poluciklus ispravljenog napona. Najznačajniji nedostaci takvog ispravljača su sljedeći:

• povećani stupanj valovitosti ispravljenog napona;
• niska učinkovitost;
• velika težina transformatora i njegova neracionalna uporaba.

Stoga se takvi krugovi koriste samo za napajanje uređaja male snage. Kako bi se ispravila ova nepoželjna situacija, razvijeni su punovalni ispravljači koji pretvaraju negativne poluvalove u pozitivne. To se može učiniti na različite načine, ali najlakši način je korištenje diodnog mosta.

Riža. 2

Diodni most - punovalni ispravljački krug koji sadrži 4 diode umjesto jedne (slika 2c). U svakom poluciklusu, dva od njih su otvorena i dopuštaju protok struje u smjeru naprijed, dok su druga dva zatvorena i kroz njih ne teče struja. Tijekom pozitivnog poluciklusa, pozitivni napon se primjenjuje na anodu VD1, a negativni napon na katodu VD3. Kao rezultat toga, obje ove diode su otvorene, a VD2 i VD4 zatvoreni.

Tijekom negativnog poluciklusa, pozitivni napon se primjenjuje na anodu VD2, a negativni napon na katodu VD4. Ove dvije diode se otvaraju, a one otvorene tijekom prethodnog poluciklusa se zatvaraju. Struja kroz otpor opterećenja teče u istom smjeru. U usporedbi s poluvalnim ispravljačem, broj valova se udvostručuje. Rezultat je viši stupanj izglađivanja s istim kapacitetom filterskog kondenzatora, povećanje učinkovitosti transformatora koji se koristi u ispravljaču.

Diodni most ne samo da se može sastaviti od pojedinačnih elemenata, već i proizvesti kao monolitna struktura (diodni sklop). Lakše je instalirati, a diode se obično odabiru prema parametrima. Također je važno da rade u istim toplinskim uvjetima. Nedostatak diodnog mosta je potreba za zamjenom cijelog sklopa ako i jedna dioda ne uspije.

Pulsirajuća ispravljena struja bit će još bliža konstanti, što omogućuje dobivanje trofaznog diodnog mosta. Njegov ulaz je spojen na trofazni izvor izmjenične struje (generator ili transformator), a izlazni napon je gotovo isti kao konstantan, a čak ga je lakše izravnati nego nakon punovalnog ispravljanja.

Diodni mostni ispravljač

Krug punovalnog ispravljača koji se temelji na diodnom mostu, pogodan za montažu DIY, prikazan je na sl. 3a. Napon uklonjen iz sekundarnog silaznog namota transformatora T podliježe ispravljanju. Da biste to učinili, trebate spojiti diodni most na transformator.

Pulsirajući ispravljeni napon izglađuje elektrolitički kondenzator C, koji ima prilično veliki kapacitet - obično reda veličine nekoliko tisuća mikrofarada. Otpornik R djeluje kao opterećenje ispravljača u praznom hodu. U ovom načinu rada, kondenzator C se puni do vrijednosti amplitude koja je 1,4 (korijen iz dva) puta veća od vrijednosti efektivnog napona uzetog iz sekundarnog namota transformatora.

Kako se opterećenje povećava, izlazni napon se smanjuje. Možete se riješiti ovog nedostatka spajanjem jednostavnog tranzistorskog stabilizatora na izlaz ispravljača. U shemama strujnog kruga slika diodnog mosta često je pojednostavljena. Na sl. 3b pokazuje kako se može prikazati i odgovarajući fragment na sl. 3. 3a.

Treba napomenuti da iako je prednji otpor dioda malen, ipak je različit od nule. Zbog toga se zagrijavaju u skladu s Joule-Lenzovim zakonom, to jače, što je veća struja koja teče kroz krug. Kako bi se spriječilo pregrijavanje, diode velike snage često se postavljaju na hladnjake (radijatore).

Diodni most je gotovo obavezan element svakog elektroničkog uređaja koji se napaja iz mreže, bilo da se radi o računalu ili ispravljaču za punjenje mobitela.

Izraz "diodni most" izveden je iz riječi "dioda". Dakle, diodni most mora se sastojati od dioda, ali one moraju biti međusobno povezane u određenom nizu. Razmotrit ćemo zašto je to važno u ovom članku.

Oznaka na dijagramu

Diodni most na dijagramima izgleda ovako:

Ponekad se u dijagramima označava i na sljedeći način:

Kao što vidimo, krug se sastoji od četiri diode. Da bi on ispravno radio moramo pravilno spojiti diode i na njih pravilno dovesti izmjenični napon. S lijeve strane vidimo dvije ikone “~”. Na te dvije stezaljke stavljamo izmjenični napon, a na druge dvije stezaljke označene znakovima “+” i “-” uklanjamo konstantni napon. Diodni most se još naziva i diodni ispravljač.

Princip rada

Za ispravljanje izmjeničnog napona u istosmjerni, možete koristiti jednu diodu za ispravljanje, ali to nije preporučljivo. Pogledajmo sliku kako će to sve izgledati:

Dioda prekida negativni poluval izmjeničnog napona, ostavljajući samo pozitivni, što vidimo na gornjoj slici. Ljepota ovog jednostavnog sklopa je u tome što dobivamo konstantan napon iz izmjeničnog napona. Problem leži u činjenici da gubimo pola AC struje. Dioda ga prekida.

Kako bi ispravili ovu situaciju, veliki umovi su smislili krug diodnog mosta. Diodni most "preokreće" negativni poluval, pretvarajući ga u pozitivni poluval, čime se štedi energija.

Na izlazu diodnog mosta pojavljuje se konstantni pulsirajući napon s frekvencijom od 100 Hertza. Ovo je dvostruka frekvencija mreže.

Praktična iskustva

Počnimo s jednostavnom diodom.

Katodu je lako prepoznati po srebrnoj traci. Gotovo svi proizvođači prikazuju katodu prugom ili točkom.

Kako bi naši eksperimenti bili sigurni, uzeo sam snižavajući uređaj, koji pravi 12V od 220V.

Spojimo 220 volti na primarni namot i uklonimo 12 volti iz sekundarnog namota. pokazao malo više, budući da nema opterećenja na sekundarnom namotaju. Transformator radi u takozvanom "praznom hodu".

3,3x5=16,5V je najveća vrijednost napona. A ako maksimalnu vrijednost amplitude podijelimo s korijenom iz dva, dobit ćemo negdje oko 11,8 volti. To je ono što je. Osciloskop ne laže, sve je OK.

Još jednom, mogao sam koristiti 220 volti, ali 220 volti nije šala, pa sam smanjio izmjenični napon.

Zalemimo našu diodu na jedan kraj sekundarnog namota transformatora.

Uzmimo ponovno osciloskop

Pogledajmo oscilogram

Gdje je dno slike? Dioda ga je prekinula. Ostavio je samo gornji dio, odnosno onaj koji je pozitivan.

Nalazimo još tri takve diode i lemimo ih diodni most.

Pričvršćujemo se na sekundarni namot transformatora pomoću kruga diodnog mosta.

S druga dva kraja sondom osciloskopa skinemo konstantni pulsirajući napon i pogledamo oscilogram

Evo, sad je red.

Vrste diodnih mostova

Kako se ne bi mučili s diodama, programeri su sve četiri diode smjestili u jedno kućište. Rezultat je vrlo kompaktan i praktičan radio element - diodni most. Mislim da možete pogoditi koji je uvozni, a koji sovjetski))).

Na primjer, na sovjetskom diodnom mostu kontakti na koje trebate primijeniti izmjenični napon prikazani su ikonom "~", a kontakti s kojih trebate ukloniti konstantni pulsirajući napon označeni su "+" i "- “ ikone.

Postoje mnoge vrste diodnih mostova u različitim kućištima

Postoji čak i auto diodni most

Postoji i diodni most za trofazni napon. Sastavljen je prema takozvanom Larionovom krugu i sastoji se od 6 dioda:

Trofazni diodni mostovi uglavnom se koriste u energetskoj elektronici.

Kao što ste mogli primijetiti, takav trofazni ispravljač ima pet terminala. Tri izlaza po fazi, a iz druga dva izlaza ćemo ukloniti konstantni pulsirajući napon.

Kako provjeriti diodni most

1) Prva metoda je najjednostavnija. Diodni most provjerava se integritetom svih njegovih dioda. Da bismo to učinili, testiramo svaku diodu multimetrom i provjeravamo integritet svake diode. Kako to učiniti, pročitajte

2) Druga metoda je 100% točna. Ali to će zahtijevati osciloskop ili transformator za smanjenje. Provjerimo uvezeni diodni most. Da bismo to učinili, spajamo dva njegova kontakta na izmjenični napon sa simbolima "~", a s druga dva kontakta, s "+" i "-" uzimamo očitanja pomoću osciloskopa.

Pogledajmo oscilogram

To znači da uvezeni diodni most radi.

Sažetak

Diodni most (ispravljač) koristi se za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu.

Diodni most koristi se u gotovo svim radijskim uređajima koji "jedu" napon iz izmjenične mreže, bilo da se radi o jednostavnom televizoru ili čak punjaču za mobilni telefon.