Diódahíd mikroáramkör. Diódahíd – hogyan működik? A diódahíd működési elvei

A diódahíd egy elemi elektronikus áramkör, amelyet a váltakozó áram egyenárammá alakítására használnak. Ez a leggyakoribb rádióalkatrész, amely nélkül egyetlen egyenirányítós tápegység sem tud meglenni.

A félvezető hidak szerkezeti típusai

A diódahíd összeállítható egyedi félvezető elemekből, vagy monolit szerelvényként is elkészíthető. Utóbbi kényelme a nyomtatott áramköri lapra való könnyű telepítés és a kis méretek. A benne lévő elemek paramétereit gyárilag gondosan megválasztják, ami kiküszöböli azok szóródását és torzított üzemi hőmérsékleti viszonyait, azonban ha egy ilyen áramkör valamelyik eleme meghibásodik, akkor a teljes szerelvényt ki kell cserélni. Ha nem elégedett a kész dióda-szerelvényekkel, ezt az egyszerű áramkört saját maga is összeállíthatja. Az elemek nyomtatott áramköri lapra szerelhetők, de leggyakrabban közvetlenül a transzformátorra. Ha nagy teljesítményű diódahídra van szükség, ne felejtsük el, hogy a diódák nagyon felforrósodhatnak, ebben az esetben alumínium radiátorra vannak felszerelve, hogy eltávolítsák a felesleges hőt. A híd diódáit az áramkör szükséges teljesítményének megfelelően kell kiválasztani. A terhelés értéke Ohm törvénye alapján számítható ki, ehhez a maximális áramerősséget meg kell szorozni a maximális feszültséggel. Az eredményt meg kell szorozni kettővel, hogy az áramkörnek legyen biztonsági határa. Diódahíd összeszerelésekor ne feledje, hogy az egyes diódákon a névleges áramnak csak 70 százaléka folyik át.

Működés elve

Az áramkör bemenetére váltakozó feszültség kerül, az első félciklusban az elektromos áram két diódán halad át, a második diódapár zárva van. A második félciklusban az áram áthalad a második diódapáron, és az első zárva van. Így a diódahíd kimenete pulzáló feszültséget állít elő, melynek frekvenciája kétszer akkora, mint a bemeneté. A kimeneti feszültség hullámzásának kiegyenlítésére egy kondenzátort helyeznek el a híd kimenetén.

Alkalmazási terület

A diódahidakat széles körben használják ipari berendezésekben (tápegységek, töltők, motorvezérlő áramkörök, teljesítményszabályozók), háztartási készülékek tápegységeiben (TV-k, hűtőszekrények, porszívók, számítógépek, elektromos szerszámok stb.), világítóberendezésekben (fluoreszkáló) lámpák, napelem modulokban), villanyórákban.

Diódahíd hegesztőgéphez

Az ilyen egyenirányítót erős diódák alapján kell összeszerelni (például B200 típusú, legfeljebb 200 amper árammal). Jelentős átmérőjűek, testüket alumínium radiátorra kell helyezni a hőenergia eltávolítása érdekében. Az ilyen diódák háza feszültség alatt van, és a radiátor is, ezért a telepítés során ezeket a tulajdonságokat figyelembe kell venni. Ennek eredményeként a hegesztőgép kialakítása megnövekszik. Vannak azonban kész szerelvények, amelyek egy házba vannak beépítve. Egy ilyen híd méretei egy gyufásdobozhoz vagy egy radiátor nélküli B200 típusú diódához hasonlíthatók. A maximális áramerősség 30-50 amper, az ára pedig lényegesen alacsonyabb, mint a fent leírt diódáké.

Generátor dióda híd

Ez a három párhuzamos félhídból álló egyenirányító egység hat diódára van szerelve (A. N. Larionov szovjet tudós áramköre). Ez az áramkör a háromfázisú váltakozó feszültséget egyenfeszültséggé alakítja.

A dióda egy félvezető egység, amelynek vezetőképessége az alkalmazott feszültségtől függ. Két csatlakozója van: katód és anód. Ha egyenfeszültséget alkalmazunk, vagyis az anód potenciálja pozitív a katódhoz képest, akkor az egység nyitott.

Ha a feszültség negatív, akkor zár. Ezt a funkciót az elektrotechnikában alkalmazták: a diódahidat aktívan használják a hegesztésben a váltakozó áram egyenirányításához és a hegesztési műveletek minőségének javításához.

Hogyan készítsünk egyengetőt saját kezűleg?

Ha a kézműves rendelkezik a szükséges alkatrészekkel, akkor teljesen lehetséges házi hegesztő egyenirányítót készíteni. Feltéve, hogy a szakemberek minden ajánlását betartják, a kézi ívhegesztés folyamata garantáltan egyenárammal történik, de bevonatos elektródát kell használni.

Bevonat nélküli huzal használata is megengedett, de csak akkor, ha nagy tapasztalattal rendelkezik a hegesztési ügyekben. Egy tapasztalatlan hegesztő számára szinte lehetetlen megbirkózni vele.

Diódahíd hegesztőgéphez.

Az elektróda megolvasztásakor a bevonat megakadályozza a levegőkomponensek behatolását a hegesztett kötés olvadt fémébe. Enélkül az olvadt fém nitrogénnel és oxigénnel való érintkezése csökkenti a varrat szilárdsági tulajdonságait, törékennyé és porózussá teszi.

Először saját kezűleg kell kiválasztania vagy fel kell csavarnia egy lefelé tartó transzformátort a szükséges paraméterekkel. Szerelje össze a transzformátort a diódahíd csatlakoztatása előtt.

Ha úgy dönt, hogy saját maga gyártja az eszközt, fontos, hogy helyesen számítsa ki annak elemeit, beleértve:

• mágneses áramkör paraméterei;
• aktuális fordulatok száma;
• gyűjtősínek és vezetékek keresztmetszeti méretei.

Egy megjegyzésben! A transzformátorok gyártására vonatkozó számításokat egységes módszertan alapján végezzük, így ez a feladat még a gyakorlatlan, elektromos árammal kapcsolatos iskolai ismeretekkel rendelkező hegesztő számára sem jelent nehézséget.

A munka nem végezhető el LED-ek nélkül: egyirányú áramvezetőként van szükség rájuk. A legegyszerűbb, hídáramkörrel létrehozott dióda egy radiátorra van felszerelve hőcsere és hűtés céljából.

A hegesztőgép nagy teljesítményű diódái, mint a VD-200, meglehetősen nagy mennyiségű hőenergiát bocsátanak ki működés közben. A csökkenő áramjellemző biztosításához fojtótekercset kell sorosan csatlakoztatni az áramkörhöz.

Az ilyen áramkör aktív változó ellenállása biztosítja a hegesztő számára a hegesztőáram zökkenőmentes szabályozását. Ezután az egyik pólust a hegesztett huzalhoz, a másodikat pedig a munkatárgyhoz kell csatlakoztatni.

Az áramkörben elektrolit kondenzátorra van szükség simító szűrőként a hullámosság csökkentése érdekében.

Nem nehéz önállóan feltekerni a reosztátot, de egy ilyen feladathoz kerámia magra és nikkel- vagy nikrómhuzalra lesz szüksége. A tényleges huzalátmérőt a hegesztési művelet során beállítható áramerősség határozza meg.

A reosztát ellenállásának kiszámítását az elektróda fajlagos ellenállásának, keresztmetszetének és teljes hosszának figyelembevételével kell elvégezni.

Elektromos áramkör hegesztéshez diódahíddal.

A hegesztés aktuális beállítási lépése a menetek átmérőjétől függ. Ha helyesen szereli össze a felsorolt ​​alkatrészeket egyetlen egységbe, a hegesztési folyamatot egyenáram kíséri. Nem lenne felesleges olyan ellenállást beépíteni, amely megakadályozza a rövidzárlatot működés közben.

Ez akkor fordulhat elő, amikor a huzal hozzáér a fémhez anélkül, hogy meggyújtaná az ívet. Ha ebben az időben nincs ellenállás a kondenzátoron, akkor azonnal kisül, kattanás történik, az elektróda összeesik vagy a fémhez tapad.

Ha van ellenállása, kisimíthatja a kondenzátor kisüléseit, és megkönnyítheti és lágyabbá teheti az elektróda gyújtását. A hegesztési áram egyenirányító eszközének saját kezű készítése lehetővé teszi a legpontosabb és legtartósabb hegesztések létrehozását. .

Eredmények

A hegesztőgép diódahídja a váltakozó áramot egyenárammá alakítja, ami javítja a hegesztett kötések minőségét. Egy ilyen eszköz megvásárolható készen vagy saját kezűleg elkészíthető, a cikkben ismertetett tanácsokat követve.

Mindenki tudja, hogy a háztartási hálózatok 220 V amplitúdójú váltakozó elektromos feszültséggel működnek. A modern elektronikai eszközök bizonyos példái (például a mobiltelefon) azonban állandó vagy egyenirányított feszültséget igényelnek. Egy transzformátor segít csökkenteni a kívánt értékre, és a változó komponens egyenirányításához feltétlenül szükség van egy dióda hídra (az alábbi kép).

Az itt tárgyalt egyenirányító eszközök a legtöbb elektronikus eszköz részét képezik, amelyek normál működéséhez egyenáramot igényelnek (a hegesztőegységektől a miniatűr tápegységekig).

Ez az áttekintés részletes leírást ad a klasszikus egyenirányító dióda híd áramköréről és működési elvéről. Azt is megvitatja, hogyan készítsünk diódahidat saját kezűleg.

Az egyenirányító modul felépítése

Azt tanácsoljuk mindenkinek, aki szeretne közelebbről megismerkedni az egyenirányítóval, hogy tegyen egy rövid történelmi kirándulást. Kezdjük azzal, hogy az egyenirányító híd elődjének egy L. Graetz német tudós által feltalált, 4 elem (diódaszerelvények) alapján összeállított áramkört tekintünk.

Jegyzet! Ezeket az eszközöket szakmailag Graetz-hidakként vagy teljes hullámú egyenirányítóként ismerik.

Az ilyen négy diódából álló szerelvények végül hídáramkörök néven váltak ismertté, amelyeket univerzális egyenirányító modulként kezdtek használni.

A klasszikus diódahíd, amelynek áramkörét az alábbiakban mutatjuk be, egy bizonyos módon csatlakoztatott egyenirányító diódákat tartalmaz.

A fenti ábrán látható, hogy a hídáramkör négy félvezető elemet (diódát) tartalmaz, amelyek bekötési sorrendje megfelel a back-to-back elvnek. Ezen eszközök egyik párja a vezető irányban, a másik pedig fordított csatlakozású.

Működési elve

A diódahíd működésének megértéséhez először ismerkedjünk meg a váltakozó feszültségek egyenirányító hatásának lényegével.

A négy diódán alapuló klasszikus egyenirányító híd működési elve a következő:

• Amikor a terhelésre kapcsolt dióda pozitív kivezetésére a hálózati feszültség pozitív hulláma érkezik, azonos polaritású áramjel halad át rajta;
• Ugyanakkor nem halad át áram egy másik diódán a híd párjából, amelynek csatlakozása megfordul az elsőhöz, mivel annak csomópontját ellentétes előjelű potenciál zárja le;
• De egy fordított polaritású félhullám áthalad rajta kellő időben, és áramimpulzust képez a kimeneten ugyanabban az irányban, mint az első esetben.

Azt mondhatjuk, hogy a bemeneti feszültség minden félhullámához tartozik egy dióda, amely (a terheléshez való csatlakoztatás után) azonos irányú áramot generál.

Az elektrotechnika elmélete szerint ebben az esetben a megfigyelt hatás annak kiegyenesedését jelenti.

A fent tárgyalt diódahíd működési elve lehetővé teszi a következő következtetések levonását:

• A leírt eljárás eredményeként az egyenirányító kimenetén azonos pozitív polaritású áramfélhullámok jönnek létre (az alábbi ábra);

• Ha oszcilloszkóppal megnézzük a jelet a hídterhelésnél, akkor pulzáló egyenáramot láthatunk azonos polaritású félhullámok formájában, amelyek 100 Hz-es frekvencián ismétlődnek;
• Ezt az értéket (100 Hz) az 50 Hz-es hálózati frekvencia megkétszerezésével kapjuk meg a dióda egyenirányító kimenetén;
• A frekvencia megduplázódása azzal magyarázható, hogy a bemeneti jel minden félhullámát a saját diódája (pontosabban egy pár) dolgozza fel.

További információ. A keletkező hullámok egyenirányítás utáni szűrése után (ez elektrolit kondenzátorok segítségével történik), a terhelésnél egyenirányított feszültséget kapunk.

Néha annak érdekében, hogy rögzítse jelenlétét az áramkör kimenetén, az utóbbit LED-es jelzéssel egészítik ki. Amikor a határoló ellenálláson keresztül csatlakoztatott LED világít, biztos lehet benne, hogy állandó potenciál jelent meg a kimeneten.

Háromfázisú tápvezetékhez speciális típusú hídáramköröket kell használni, kiválasztani és beépíteni, figyelembe véve az erőművek tápellátásának jellemzőit. Mindenkit, aki szeretne megismerkedni a háromfázisú egyenirányító híd működésével, a következő címre küldünk: http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Saját híd készítése

A diódahíd forrasztása előtt feltétlenül ellenőrizze az összetételében szereplő minden dióda használhatóságát. Felhívjuk a figyelmet arra is, hogy összeállítható egyedi (diszkrét) elemekből, vagy négy kimeneti érintkezővel tömör házas összeállítás formájában.

Mindegyik hídopciónak megvannak a maga előnyei és hátrányai.

Fontos! Ha egy monolit szerelvényben az egyik dióda meghibásodik, akkor az egész szerelvényt ki kell cserélni (annak ellenére, hogy a fennmaradó három elem szervizelhető lehet).

De egy ilyen modul nagyon kényelmes egyenirányító áramkör forrasztásakor, amikor egy diódahidat kell csatlakoztatni egy váltakozó feszültségforráshoz az egyik oldalon, a másik oldalon pedig egy terhelést.

Abban a helyzetben, amikor saját kezűleg, különálló elemekből állítunk össze diódahidat, mindig lehetőség van mindegyiket a többitől függetlenül cserélni. Ezzel a megközelítéssel azonban maga a gyártási folyamat bonyolultabbá válik, amihez mind a négy alkatrészét forrasztani kell.

Az egyenirányító termék önszerelésének befejezése után csak a diódahidat kell csatlakoztatni egy transzformátorhoz vagy más forráshoz, amelyből váltakozó feszültséget kapnak.

Az áttekintés utolsó részében, amely a dióda híd áramkörének működésével foglalkozik, felhívjuk a figyelmet arra, hogy saját összeszerelésekor tanulmányoznia kell az összetételében szereplő elemek paramétereit. Ezen adatok ismerete lehetővé teszi a megengedett terhelési áramok helyes kiszámítását, és biztos lehet benne, hogy a diódaszerelvény nem fog meghibásodni.

Videó

Van egy híd a folyón, egy szakadékon és egy úton is. De hallottad már a „diódahíd” kifejezést? Milyen híd ez? De megpróbálunk választ találni erre a kérdésre.

A "diódahíd" kifejezés a "dióda" szóból származik. Kiderült, hogy a diódahídnak diódákból kell állnia. De ha a diódahídban diódák vannak, az azt jelenti, hogy a dióda az egyik irányba halad, de a másikba nem. A diódák ezen tulajdonságát használtuk a teljesítményük meghatározására. Ha nem emlékszik, hogyan csináltuk, akkor ez a hely az Ön számára. Ezért egy diódákból álló hidat használnak, hogy állandó feszültséget kapjanak a váltakozó feszültségből.

És itt van a diódahíd diagramja:

Néha az ábrákon a következőképpen jelölik:

Amint látjuk, az áramkör négy diódából áll. De ahhoz, hogy a dióda híd áramkör működjön, helyesen kell csatlakoztatni a diódákat, és helyesen kell váltakozó feszültséget alkalmazni rájuk. A bal oldalon két "~" ikont látunk. Váltakozó feszültséget alkalmazunk erre a két kivezetésre, és eltávolítjuk az állandó feszültséget a másik két kapocsról: a plusz és mínusz.

A váltakozó feszültség egyenfeszültséggé alakításához használhat egy diódát az egyenirányításhoz, de ez nem tanácsos. Nézzük a képet:

Az AC feszültség idővel változik. A dióda csak akkor ad át feszültséget magán, ha a feszültség nulla felett van, és ha nulla alá csökken, a dióda kikapcsol. Szerintem minden elemi és egyszerű. A dióda levágja a negatív félhullámot, és csak a pozitív félhullám marad meg, amit a fenti ábrán látunk. Ennek az egyszerű áramkörnek az a szépsége, hogy a váltakozó feszültségből állandó feszültséget kapunk. Az egész probléma az, hogy elveszítjük a váltakozó áram felét. A dióda hülyén levágja.

Ennek a helyzetnek a kijavítására diódahíd-áramkört fejlesztettek ki. A diódahíd „megfordítja” a negatív félhullámot, pozitív félhullámmá alakítva azt. Így energiát takarítunk meg. Csodálatos nem?

A diódahíd kimenetén állandó pulzáló feszültségünk van, melynek frekvenciája kétszer akkora, mint a hálózati frekvencia: 100 Hz.

Szerintem nem kell leírni, hogy működik az áramkör, úgysem lesz rá szükség, a lényeg, hogy emlékezz, hova megy a váltakozó feszültség, és honnan jön az állandó pulzáló feszültség.

Vessünk egy gyakorlati pillantást a dióda és a diódahíd működésére.

Először is vegyünk egy diódát.

Kiforrasztottam a számítógép tápegységéről. A katód könnyen azonosítható a csíkról. Szinte minden gyártó csíkkal vagy ponttal mutatja a katódot.

Kísérleteink biztonságossá tétele érdekében vettem egy leeresztő transzformátort, amely 220 Voltot 12 Volttá alakít át. Azok számára, akik nem tudják, hogyan csinálja ezt, elolvashatja a transzformátor tervezési cikket.

220 V-ot csatlakoztatunk az elsődleges tekercshez, és eltávolítjuk a 12 V-ot a szekunder tekercsből. A rajzfilm egy kicsit többet mutat, mivel nincs terhelés csatlakoztatva a szekunder tekercshez. A transzformátor úgynevezett "üresjárati fordulatszámon" működik.

Nézzük meg az oszcillogramot, amely a transz másodlagos tekercséből származik. A maximális feszültség amplitúdó könnyen kiszámítható. Ha nem emlékszik, hogyan kell kiszámítani, nézze meg az Oszcilloszkóp című cikket. Működési alapok. 3,3x5= 16,5 V a maximális feszültségérték. És ha a maximális amplitúdóértéket elosztjuk kettő gyökével, valahol 11,8 Voltot kapunk. Ez az effektív feszültség érték. Oscill nem hazudik, minden rendben van.

Megint használhattam volna 220 Voltot, de a 220 Volt nem tréfa, ezért lejjebb vettem a váltakozó feszültséget.

Forrassza a diódánkat a transz szekunder tekercsének egyik végére.

Megint kapaszkodunk oszcillációs szondákkal

Nézzük az oszcillációkat

Hol van a kép alja? A dióda levágta. A dióda csak a felső részét hagyta meg, vagyis azt, amelyik pozitív. És mivel levágta az alsó részt, következésképpen megszakította az áramellátást.

Találunk még három ilyen diódát, és forrasztjuk a diódahidat.

A transz szekunder tekercsébe kapaszkodunk a diódahíd áramkör szerint.

A másik két végéről oszcillátorszondákkal eltávolítjuk az állandó pulzáló feszültséget, és megnézzük az oszcillátorokat.

Nos, most már minden rendben van, és nem vesztettük el az erőt :-).

Annak érdekében, hogy ne vacakoljanak a diódákkal, a fejlesztők mind a négy diódát egy házba helyezték. Az eredmény egy nagyon kompakt és kényelmes diódahíd. Azt hiszem, kitalálhatja, melyik importált és melyik szovjet))).

És itt a szovjet:

Hogy találtad ki? :-) Például egy szovjet diódahídon láthatóak azok az érintkezők, amelyekre váltakozó feszültséget kell kapcsolni ("~" szimbólummal), illetve azokat az érintkezőket, amelyekről le kell venni az állandó pulzáló feszültséget ("+" ill. "-") látható.

Ellenőrizzük az importált diódahidat. Ehhez két érintkezőjét csatlakoztatjuk a változóhoz, a másik két érintkezőről pedig leolvasást veszünk az oszcillátoron.

És itt az oszcillogram:

Ez azt jelenti, hogy az importált diódahíd jól működik.

Befejezésül annyit szeretnék hozzátenni, hogy a diódahidat szinte minden olyan rádióberendezésben használják, amely a hálózatról fogyaszt feszültséget, legyen az egyszerű tévé vagy akár mobiltelefon töltő. A diódahíd használhatóságát minden diódája ellenőrzi.

Szóval, kedveseim, összeállítottuk a rendszerünket, és itt az ideje, hogy ellenőrizzük, teszteljük, és élvezzük ezt a boldogságot. A következő lépés az áramkör csatlakoztatása az áramforráshoz. Kezdjük el. Nem foglalkozunk az elemeken, akkumulátorokon és egyéb tápegységeken, hanem egyenesen a hálózati tápegységekre térünk át. Itt megvizsgáljuk a meglévő hibajavítási sémákat, hogyan működnek és mit tehetnek. A kísérletekhez egyfázisú (otthon konnektorból) feszültségre és a megfelelő alkatrészekre lesz szükségünk. A háromfázisú egyenirányítókat az iparban használják, ezeket sem fogjuk figyelembe venni. Ha villanyszerelő leszel, akkor szívesen.

A tápegység több legfontosabb részből áll: Hálózati transzformátor - a diagramon az ábrához hasonlóként jelölve,

Egyenirányító - a megnevezése eltérő lehet. Az egyenirányító egy, két vagy négy diódából áll, attól függően, hogy melyik egyenirányító. Most kitaláljuk.

a) - egy egyszerű dióda.
b) - diódahíd. Négy, az ábrán látható módon csatlakoztatott diódából áll.
c) - ugyanaz a diódahíd, csak a rövidség kedvéért egyszerűbben rajzolva. Az érintkezési kiosztások megegyeznek a b) pont alatti híddal.

Szűrő kondenzátor. Ez a dolog térben és időben is változatlan, és a következőképpen jelöljük:

A kondenzátoroknak sokféle megnevezése van, ahány jelölési rendszer a világon. De általában mindegyik hasonló. Ne essünk összezavarodva. És az érthetőség kedvéért rajzoljunk egy terhelést, jelöljük Rl - terhelési ellenállásként. Ez a mi rendszerünk. Felvázoljuk annak az áramforrásnak az érintkezőit is, amelyhez ezt a terhelést csatlakoztatjuk.

Következő - néhány posztulátum.
- A kimeneti feszültség meghatározása: Uconst = U*1,41. Vagyis ha 10 V váltakozó feszültség van a tekercsen, akkor a kondenzátoron és a terhelésen 14,1 V-ot kapunk. Mint az.
- Terhelés alatt a feszültség picit csökken, az pedig, hogy mennyi, a transzformátor kialakításától, teljesítményétől és a kondenzátor kapacitásától függ.
- Az egyenirányító diódáknak a szükségesnél 1,5-2-szer nagyobb áramerősséggel kell rendelkezniük. Raktárra. Ha a diódát radiátorra szerelik (anyával vagy csavarlyukkal), akkor 2-3A-nél nagyobb áramerősségnél a radiátorra kell felszerelni.

Hadd emlékeztesselek arra is, mi az a bipoláris feszültség. Ha valaki elfelejtette. Vegyünk két akkumulátort, és sorba kapcsoljuk őket. A középső pontot, vagyis azt a pontot, ahol az akkumulátorok csatlakoztatva vannak, közös pontnak nevezzük. Népszerű nevén föld, föld, test, közös vezeték. A burzsoázia GND-nek (földnek) hívja, gyakran 0V-nak (nulla voltnak) nevezik. Voltmérők és oszcilloszkópok csatlakoznak ehhez a vezetékhez, ehhez képest a bemeneti jeleket az áramkörökbe szállítják, és a kimeneti jeleket veszik. Ezért a neve közönséges vezeték. Tehát, ha ehhez a ponthoz csatlakoztatjuk a tesztert a fekete vezetékkel, és megmérjük az akkumulátorok feszültségét, akkor a teszter az egyik akkumulátoron plusz 1,5 voltot, a másikon mínusz 1,5 voltot mutat. Ezt a +/-1,5 V feszültséget bipolárisnak nevezzük. Mindkét polaritásnak, azaz a plusznak és a mínusznak egyenlőnek kell lennie. Vagyis +/-12, +/-36V, +/-50 stb. A bipoláris feszültség jele, ha három vezeték megy az áramkörből a tápegységbe (plusz, közös, mínusz). De ez nem mindig van így - ha azt látjuk, hogy az áramkört +12 és -5 feszültség táplálja, akkor ezt a teljesítményt kétszintűnek nevezik, de továbbra is három vezeték lesz a tápegységhez. Nos, ha négy feszültséget kap az áramkör, például +/-15 és +/-36, akkor ezt a tápegységet egyszerűen - bipoláris kétszintű - hívjuk.

No de most a lényegre.

1. Híd egyenirányító áramkör.
A leggyakoribb séma. Lehetővé teszi egypólusú feszültség elérését a transzformátor egyik tekercséből. Az áramkör minimális feszültséghullámmal rendelkezik, és egyszerű a felépítése.

2. Félhullámú áramkör.
Csakúgy, mint a járda, a transzformátor egyik tekercséből egypólusú feszültséget készít nekünk. Az egyetlen különbség az, hogy ennek az áramkörnek a hullámossága duplája a hídáramkörhöz képest, de négy helyett egy dióda nagyban leegyszerűsíti az áramkört. Kis terhelési áramokhoz használják, és csak a terhelési teljesítménynél jóval nagyobb transzformátorral, mert egy ilyen egyenirányító a transzformátor egyoldali mágnesezési megfordítását okozza.

3. Teljes hullám középponttal.
Két dióda és két tekercs (vagy egy tekercs egy felezőponttal) kis hullámfeszültséggel lát el minket, plusz egy hídáramkörhöz képest kisebb veszteségeket kapunk, mert négy helyett 2 diódánk van.

4. Bipoláris egyenirányító hídáramköre.
Sokak számára ez fájó téma. Van két tekercsünk (vagy egy felezőpontos), két azonos feszültséget eltávolítunk belőlük. Egyenlőek lesznek, a hullámzás kicsi lesz, mivel az áramkör egy hídáramkör, az egyes kondenzátorok feszültségét úgy számítják ki, hogy az egyes tekercsek feszültségét megszorozzák a kettő gyökével - minden a szokásos módon történik. A tekercsek felezőpontjáról egy vezeték kiegyenlíti a kondenzátorok feszültségét, ha a pozitív és a negatív terhelés eltérő.

5. Feszültségkettőző áramkör.
Ez két félhullámú áramkör, de különböző módon csatlakoztatott diódákkal. Akkor használjuk, ha dupla feszültséget kell kapnunk. Az egyes kondenzátorok feszültségét a képletünk határozza meg, és a rajtuk lévő teljes feszültség megduplázódik. A félhullámú áramkörhöz hasonlóan ennek is nagy hullámai vannak. Látható benne egy bipoláris kimenet - ha a kondenzátorok középpontját földelésnek nevezzük, akkor kiderül, mint az akkumulátoroknál, nézzük meg közelebbről. De nem lehet sok energiát kihozni egy ilyen áramkörből.

6. Különböző polaritású feszültség beszerzése két egyenirányítóról.
Egyáltalán nem szükséges, hogy ezek ugyanazok a tápegységek - feszültségük vagy teljesítményük eltérő lehet. Például, ha az áramkörünk 1A-t fogyaszt +12 voltnál és 0,5A-t -5 voltnál, akkor két tápegységre van szükségünk - +12V 1A és -5V 0,5A. Két azonos egyenirányítót is csatlakoztathat, hogy bipoláris feszültséget kapjon, például egy erősítő táplálására.

7. Azonos egyenirányítók párhuzamos csatlakoztatása.
Ugyanolyan feszültséget ad nekünk, csak dupla áramerősséggel. Ha két egyenirányítót csatlakoztatunk, akkor kétszeres áramnövekedés lesz, három - háromszoros stb.

Nos, ha minden világos számotokra, kedveseim, akkor valószínűleg adok néhány házi feladatot. A teljes hullámú egyenirányító szűrőkapacitásának kiszámításának képlete a következő:

A félhullámú egyenirányító képlete kissé eltér:

A nevezőben szereplő kettő a helyesbítési „ciklusok” száma. Háromfázisú egyenirányító esetén a nevező három lesz.

Minden képletben a változók neve így van:
Cf - szűrőkondenzátor kapacitása, µF
Po - kimeneti teljesítmény, W
U - egyenirányított kimeneti feszültség, V
f - a váltakozó feszültség frekvenciája, Hz
dU - pulzációs tartomány, V

Referenciaként a megengedett hullámzások:
Mikrofon erősítők - 0,001...0,01%
Digitális technológia - hullámosság 0,1...1%
Teljesítményerősítők - terhelt tápegység hullámzása 1...10% az erősítő minőségétől függően.

Ez a két képlet legfeljebb 30 kHz frekvenciájú feszültség egyenirányítókra érvényes. Magasabb frekvenciákon az elektrolit kondenzátorok elveszítik hatásfokukat, és az egyenirányítót kicsit másképp tervezték. De ez egy másik téma.

Sok 220 voltos váltakozó árammal működő elektronikus eszközben diódahidakat szerelnek fel. A 12 voltos dióda híd áramkör lehetővé teszi a váltakozó áram egyenirányító funkciójának hatékony végrehajtását. Ez annak köszönhető, hogy a legtöbb eszköz egyenáramot használ a működéshez.

Hogyan működik a diódahíd?

A híd bemeneti érintkezőit egy bizonyos változó frekvenciájú váltakozó áram táplálja. A pozitív és negatív értékű kimeneteken unipoláris áram keletkezik, amely megnövekedett hullámzást mutat, jelentősen meghaladva a bemenetre táplált áram frekvenciáját.

A megjelenő lüktetéseket el kell távolítani, különben az elektronikus áramkör nem fog megfelelően működni. Ezért az áramkör speciális szűrőket tartalmaz, amelyek nagy kapacitású elektrolitszűrők.

Maga a hídszerelvény négy, azonos paraméterekkel rendelkező diódából áll. Közös áramkörbe vannak kötve, és közös házban vannak elhelyezve.

A diódahídnak négy kivezetése van. Ezek közül kettő váltakozó feszültségre van kötve, a másik kettő pedig a pulzáló egyenirányított feszültség pozitív és negatív kapcsa.

A diódaszerelvény formájú egyenirányító híd jelentős technológiai előnyökkel rendelkezik. Így a nyomtatott áramköri lapra egyszerre egy monolit alkatrész kerül felhelyezésre. Működés közben minden dióda azonos hőviszonyokkal rendelkezik. A teljes összeszerelés költsége alacsonyabb, mint négy dióda külön-külön. Ennek a résznek azonban van egy komoly hátránya. Ha legalább egy dióda meghibásodik, a teljes szerelvényt ki kell cserélni. Kívánt esetben bármely általános diagram négy különálló résszel helyettesíthető.

Diódahidak alkalmazása

Minden olyan eszköz és elektronika, amely váltakozó árammal működik, 12 voltos dióda híd áramkörrel rendelkezik. Nemcsak transzformátorokban, hanem impulzus egyenirányítókban is használják. A legjellemzőbb kapcsolóegység a számítógép tápegysége.

Ezenkívül a diódahidakat kompakt fénycsövekben vagy energiatakarékos lámpákban használják. Nagyon jó hatást adnak, ha elektronikus előtétekben használják. Széles körben használják a modern eszközök minden modelljében.

Hogyan készítsünk diódahidat

A diódahíd segít a váltakozó áramot egyenárammá alakítani - az eszköz diagramja és működési elve az alábbiakban látható. A hagyományos világítási áramkörben váltakozó áram folyik, amely egy másodpercen belül 50-szer változtatja a nagyságát és irányát. Állandóvá alakítása meglehetősen gyakori igény.

A félvezető dióda működési elve

A leírt eszköz neve egyértelműen jelzi, hogy ez a kialakítás diódákból áll - félvezető eszközökből, amelyek jól vezetik az elektromosságot egy irányba, és gyakorlatilag nem vezetik az ellenkező irányba. Ennek az eszköznek a képe (VD1) a kapcsolási rajzokon látható az ábrán. 2c. Ha az áram előrefelé halad át rajta - az anódtól (balra) a katódig (jobbra), ellenállása alacsony. Amikor az áram iránya az ellenkező irányba változik, a dióda ellenállása sokszorosára nő. Ebben az esetben a nullától kissé eltérő fordított áram folyik át rajta.

Ezért, ha egy diódát tartalmazó áramkörre Uin váltakozó feszültséget (bal oldali grafikon) kapcsolunk, az elektromosság csak a pozitív félciklusok során áramlik át a terhelésen, amikor pozitív feszültség van az anódon. A negatív félciklusok „lezáródnak”, és a terhelési ellenállásban ekkor gyakorlatilag nincs áram.

Szigorúan véve az U out kimeneti feszültség (jobb grafikon) nem állandó, bár egy irányban áramlik, hanem lüktet. Könnyen érthető, hogy impulzusainak (pulzációinak) száma másodpercenként 50. Ez nem mindig elfogadható, de a hullámosságok kisimíthatók, ha a terheléssel párhuzamosan kellően nagy kapacitású kondenzátort csatlakoztatunk. Töltés feszültségimpulzusok közben, a közöttük lévő intervallumokban a kondenzátor kisüt a terhelési ellenállásba. A pulzációk kisimulnak, a feszültség közel állandóvá válik.

Az ezzel az áramkörrel készült egyenirányítót félhullámú egyenirányítónak nevezzük, mivel az egyenirányított feszültségnek csak egy félciklusát használja fel. Az ilyen egyenirányító legjelentősebb hátrányai a következők:

• az egyenirányított feszültség fokozott hullámossága;
• alacsony hatékonyság;
• a transzformátor nagy súlya és irracionális használata.

Ezért az ilyen áramkörök csak kis teljesítményű eszközök táplálására szolgálnak. Ennek a nemkívánatos helyzetnek a kijavítására teljes hullámú egyenirányítókat fejlesztettek ki, amelyek a negatív félhullámokat pozitívvá alakítják. Ezt többféleképpen meg lehet tenni, de a legegyszerűbb a diódahíd használata.

Rizs. 2

Diódahíd - egy teljes hullámú egyenirányító áramkör, amely egy helyett 4 diódát tartalmaz (2c. ábra). Mindegyik félciklusban kettő nyitott és lehetővé teszi az elektromos áram előrefelé áramlását, míg a másik kettő zárt, és nem folyik át rajtuk áram. A pozitív félperiódus alatt a VD1 anód pozitív, a VD3 katódra negatív feszültség kerül. Ennek eredményeként mindkét dióda nyitva van, a VD2 és a VD4 pedig zárva van.

A negatív félperiódus alatt a VD2 anód pozitív, a VD4 katódra negatív feszültség kerül. Ez a két dióda nyit, az előző félciklus alatt nyitók pedig zárnak. A terhelési ellenálláson áthaladó áram ugyanabban az irányban folyik. A félhullámú egyenirányítóhoz képest a hullámzások száma megduplázódik. Az eredmény egy magasabb fokú simítás a szűrőkondenzátor azonos kapacitásával, növelve az egyenirányítóban használt transzformátor hatékonyságát.

A diódahidat nem csak egyedi elemekből lehet összeállítani, hanem monolit szerkezetként is le lehet gyártani (diódaszerelés). Könnyebb telepíteni, és a diódákat általában a paraméterek szerint választják ki. Az is fontos, hogy azonos hőviszonyok között működjenek. A diódahíd hátránya, hogy a teljes szerelvényt ki kell cserélni, ha akár egy dióda is meghibásodik.

A pulzáló egyenirányított áram még közelebb lesz az állandóhoz, ami lehetővé teszi egy háromfázisú diódahíd létrehozását. Bemenete háromfázisú váltóáram-forrásra (generátorra vagy transzformátorra) van kötve, a kimeneti feszültség pedig szinte megegyezik az állandóval, és még könnyebben kisimítható, mint teljes hullámú egyenirányítás után.

Dióda híd egyenirányító

A barkácsszerelésre alkalmas, diódahídon alapuló, teljes hullámú egyenirányító áramkörét az ábra mutatja. 3a. A T transzformátor szekunder lecsökkentő tekercséből levett feszültség egyenirányítás tárgyát képezi, ehhez diódahidat kell csatlakoztatni a transzformátorhoz.

A pulzáló egyenirányított feszültséget egy C elektrolit kondenzátor simítja ki, amelynek kapacitása meglehetősen nagy - általában több ezer mikrofarad nagyságrendű. Az R ellenállás alapjáraton egyenirányító terhelésként működik. Ebben az üzemmódban a C kondenzátort olyan amplitúdó értékre töltik fel, amely 1,4-szerese (két gyökér) nagyobb, mint a transzformátor szekunder tekercséből vett effektív feszültségérték.

A terhelés növekedésével a kimeneti feszültség csökken. Megszabadulhat ettől a hátránytól, ha egy egyszerű tranzisztoros stabilizátort csatlakoztat az egyenirányító kimenetéhez. A kapcsolási rajzokon gyakran leegyszerűsödik a diódahíd képe. ábrán. A 3b. ábra azt mutatja, hogyan ábrázolható a 3. ábra megfelelő töredéke is. 3a.

Meg kell jegyezni, hogy bár a diódák előremenő ellenállása kicsi, mégis különbözik a nullától. Emiatt a Joule-Lenz törvénynek megfelelően felmelegednek, minél erősebben, annál nagyobb az áramkörön átfolyó áram. A túlmelegedés megelőzése érdekében gyakran nagy teljesítményű diódákat szerelnek fel a hűtőbordákra (radiátorokra).

A diódahíd szinte kötelező eleme minden, hálózatról táplált elektronikus eszköznek, legyen az számítógép vagy mobiltelefon töltésére szolgáló egyenirányító.

A „diódahíd” kifejezés a „dióda” szóból származik. Ezért egy diódahídnak diódákból kell állnia, de ezeket meghatározott sorrendben össze kell kötni egymással. Ebben a cikkben megvitatjuk, miért fontos ez.

Megnevezés a diagramon

A diagramokon a diódahíd így néz ki:

Néha a diagramokban a következőképpen jelölik:

Amint látjuk, az áramkör négy diódából áll. A megfelelő működés érdekében helyesen kell csatlakoztatnunk a diódákat, és helyesen kell váltakozó feszültséget alkalmazni rájuk. A bal oldalon két „~” ikont látunk. Erre a két kivezetésre váltakozó feszültséget kapcsolunk, a másik két kapocsról pedig eltávolítjuk az egyenfeszültséget, amelyet a „+” és „-” jelek jeleznek. A diódahidat dióda-egyenirányítónak is nevezik.

Működés elve

A váltakozó feszültség egyenárammá alakításához használhat egy diódát az egyenirányításhoz, de ez nem tanácsos. Nézzünk egy képet, hogyan fog kinézni az egész:

A dióda levágja a váltakozó feszültség negatív félhullámát, és csak a pozitív marad, amit a fenti ábrán látunk. Ennek az egyszerű áramkörnek az a szépsége, hogy a váltakozó feszültségből állandó feszültséget kapunk. A probléma abban rejlik, hogy elveszítjük a váltakozó áram felét. A dióda levágja.

Ennek a helyzetnek a kijavítására a nagy elmék egy diódahíd-áramkört találtak ki. A diódahíd „átfordítja” a negatív félhullámot, pozitív félhullámmá alakítja, ezáltal energiát takarít meg.

A diódahíd kimenetén állandó pulzáló feszültség jelenik meg 100 Hz frekvenciával. Ez kétszerese a hálózati frekvenciának.

Gyakorlati tapasztalatok

Kezdjük egy egyszerű diódával.

A katód könnyen felismerhető ezüst csíkjáról. Szinte minden gyártó csíkkal vagy ponttal mutatja a katódot.

Kísérleteink biztonságossá tétele érdekében egy leeresztő berendezést vettem, ami 220V-ról 12V-ot tesz.

220 V-ot csatlakoztatunk az elsődleges tekercshez, és eltávolítjuk a 12 V-ot a szekunder tekercsből. kicsit többet mutatott, mivel nincs terhelés a szekunder tekercsen. A transzformátor úgynevezett „üresjárati fordulatszámon” működik.

3,3x5=16,5V a maximális feszültségérték. És ha a maximális amplitúdóértéket elosztjuk kettő gyökével, valahol 11,8 Voltot kapunk. Az az ami . Az oszcilloszkóp nem hazudik, minden rendben van.

Még egyszer használhattam volna 220 Voltot, de a 220 Volt nem tréfa, ezért csökkentettem az AC feszültséget.

Forrassza a diódánkat a transzformátor szekunder tekercsének egyik végére.

Fogjuk meg újra az oszcilloszkópot

Nézzük az oszcillogramot

Hol van a kép alja? A dióda levágta. Csak a felső részt hagyta meg, vagyis azt, ami pozitív.

Találunk még három ilyen diódát, és leforrasztjuk dióda híd.

A transzformátor szekunder tekercséhez ragaszkodunk egy dióda híd áramkör segítségével.

A másik két végéről oszcilloszkóp szondával eltávolítjuk az állandó pulzáló feszültséget és megnézzük az oszcillogramot

Tessék, most rend van.

A dióda hidak típusai

A diódákkal való bajlódás elkerülése érdekében a fejlesztők mind a négy diódát egy házba helyezték. Az eredmény egy nagyon kompakt és kényelmes rádióelem - egy diódahíd. Azt hiszem, kitalálhatja, melyik importált és melyik szovjet))).

Például a szovjet diódahídon az érintkezőket, amelyekre váltakozó feszültséget kell alkalmazni, a „~” ikon jelzi, és azokat az érintkezőket, amelyekről el kell távolítania az állandó pulzáló feszültséget, a „+” és „-” jelzi. “ ikonok.

A különböző házakban sokféle diódahíd található

Még egy autós diódahíd is van

Van egy diódahíd is a háromfázisú feszültséghez. Az úgynevezett Larionov áramkör szerint van összeszerelve, és 6 diódából áll:

A háromfázisú diódahidakat főként a teljesítményelektronikában használják.

Amint azt már észrevette, egy ilyen háromfázisú egyenirányítónak öt terminálja van. Három kimenet fázisonként, a másik két kimenetből pedig egy állandó pulzáló feszültséget távolítunk el.

Hogyan ellenőrizzük a diódahidat

1) Az első módszer a legegyszerűbb. A diódahidat az összes dióda sértetlensége ellenőrzi. Ehhez minden diódát tesztelünk egy multiméterrel, és megvizsgáljuk az egyes diódák integritását. Hogyan kell ezt megtenni, olvassa el

2) A második módszer 100%-ban helyes. De ehhez oszcilloszkópra vagy lecsökkentő transzformátorra lesz szükség. Ellenőrizzük az importált diódahidat. Ehhez két érintkezőjét váltakozó feszültségre kapcsoljuk a „~” jelekkel, a másik két érintkezőről pedig a „+” és „-” jellel oszcilloszkóppal mérünk leolvasást.

Nézzük az oszcillogramot

Ez azt jelenti, hogy az importált diódahíd működik.

Összegzés

Diódahidat (egyenirányítót) használnak a váltakozó áram egyenárammá alakítására.

Diódahidat szinte minden olyan rádióberendezésben alkalmaznak, amely váltakozó hálózatból „eszik” a feszültséget, legyen az egyszerű tévé vagy akár mobiltelefon-töltő.