Sirkuit mikro jembatan dioda. Jembatan dioda - bagaimana cara kerjanya? Prinsip pengoperasian jembatan dioda

Jembatan dioda adalah rangkaian elektronik dasar yang digunakan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Ini adalah komponen radio yang paling umum, yang tanpanya tidak ada catu daya penyearah yang dapat melakukannya.

Jenis struktural jembatan semikonduktor

Jembatan dioda dapat dirakit dari elemen semikonduktor individual atau dibuat sebagai rakitan monolitik. Kenyamanan yang terakhir adalah kemudahan pemasangan pada papan sirkuit tercetak dan dimensi keseluruhan yang kecil. Parameter elemen di dalamnya dipilih dengan cermat di pabrik, yang menghilangkan kondisi suhu pengoperasian yang tersebar dan miring, namun, jika satu elemen dari sirkuit tersebut gagal, seluruh rakitan harus diganti. Jika Anda tidak puas dengan rakitan dioda yang sudah jadi, Anda dapat merakit sendiri rangkaian sederhana ini. Elemen dapat dipasang pada papan sirkuit tercetak, tetapi paling sering dipasang langsung pada transformator. Jika jembatan dioda berdaya tinggi diperlukan, jangan lupa bahwa dioda bisa menjadi sangat panas, dalam hal ini, dipasang pada radiator aluminium untuk menghilangkan panas berlebih. Dioda untuk jembatan harus dipilih sesuai dengan daya yang dibutuhkan rangkaian. Nilai beban dapat dihitung menggunakan hukum Ohm, untuk itu arus maksimum harus dikalikan dengan tegangan maksimum. Hasilnya harus dikalikan dua agar sirkuit mempunyai batas aman. Saat merakit jembatan dioda, Anda harus ingat bahwa hanya 70 persen arus pengenal yang mengalir melalui setiap dioda.

Prinsip operasi

Tegangan bolak-balik disuplai ke input rangkaian; pada setengah siklus pertama, arus listrik melewati dua dioda, pasangan dioda kedua ditutup. Pada paruh siklus kedua, arus melewati pasangan dioda kedua, dan pasangan dioda pertama ditutup. Dengan demikian, keluaran jembatan dioda menghasilkan tegangan berdenyut, yang frekuensinya dua kali lebih tinggi dari masukan. Untuk menghaluskan riak tegangan keluaran, kapasitor ditempatkan pada keluaran jembatan.

Daerah aplikasi

Jembatan dioda banyak digunakan pada peralatan industri (catu daya, pengisi daya, rangkaian kendali motor, pengatur daya), pada catu daya untuk peralatan rumah tangga (TV, lemari es, penyedot debu, komputer, perkakas listrik, dll.), pada perangkat penerangan (neon lampu, dalam modul baterai surya), dalam meteran listrik.

Jembatan dioda untuk mesin las

Penyearah seperti itu harus dirakit berdasarkan dioda yang kuat (misalnya, tipe B200 dengan arus maksimum 200 ampere cocok). Mereka memiliki dimensi keseluruhan yang besar; tubuhnya harus ditempatkan pada radiator aluminium untuk menghilangkan energi panas. Rumah dioda tersebut diberi energi, begitu pula radiatornya, jadi pemasangannya harus mempertimbangkan fitur-fitur ini. Akibatnya, desain mesin las bertambah besar. Namun, ada rakitan siap pakai yang dijual, diintegrasikan ke dalam satu wadah. Dimensi jembatan semacam itu sebanding dengan kotak korek api atau dioda tipe B200 tanpa radiator. Arus maksimumnya adalah 30-50 ampere, dan harganya jauh lebih rendah daripada dioda yang dijelaskan di atas.

Jembatan dioda generator

Unit penyearah ini, terdiri dari tiga setengah jembatan paralel, dirakit pada enam dioda (rangkaian ilmuwan Soviet A.N. Larionov). Rangkaian ini mengubah tegangan bolak-balik tiga fasa menjadi tegangan searah.

Dioda adalah unit semikonduktor dengan konduktivitas berbeda yang ditentukan oleh tegangan yang diberikan. Ia memiliki dua terminal: katoda dan anoda. Jika tegangan searah diterapkan, yaitu potensial di anoda positif dibandingkan dengan katoda, maka unit terbuka.

Jika tegangannya negatif, maka akan tertutup. Fitur ini telah diterapkan dalam teknik kelistrikan: jembatan dioda secara aktif digunakan dalam pengelasan untuk menyearahkan arus bolak-balik dan meningkatkan kualitas operasi pengelasan.

Bagaimana cara membuat pelurus rambut dengan tangan Anda sendiri?

Jika pengrajin memiliki komponen yang diperlukan, sangat mungkin untuk membuat penyearah las buatan sendiri. Asalkan semua rekomendasi spesialis diikuti, dijamin akan menyediakan proses pengelasan busur manual dengan arus searah, namun perlu menggunakan elektroda berlapis.

Penggunaan kawat tanpa pelapis juga diperbolehkan, tetapi hanya jika Anda memiliki pengalaman luas dalam masalah pengelasan. Hampir tidak mungkin bagi tukang las yang tidak berpengalaman untuk mengatasinya.

Jembatan dioda untuk mesin las.

Pelapisan ketika elektroda dicairkan mencegah penetrasi komponen udara ke dalam logam cair pada sambungan las. Tanpanya, kontak logam cair dengan nitrogen dan oksigen akan mengurangi sifat kekuatan lapisan, menjadikannya rapuh dan keropos.

Pertama, Anda perlu memilih atau memutar trafo step-down dengan tangan Anda sendiri dengan parameter yang diperlukan. Rakit trafo sebelum menghubungkan jembatan dioda.

Jika Anda memilih untuk membuat perangkat sendiri, penting untuk menghitung elemen-elemennya dengan benar, termasuk:

• parameter sirkuit magnetik;
• jumlah belokan saat ini;
• dimensi penampang busbar dan kabel.

Sebagai catatan! Perhitungan pembuatan trafo dilakukan dengan menggunakan metodologi terpadu, sehingga tugas ini tidak menimbulkan kesulitan bahkan bagi tukang las yang tidak berpengalaman dengan pengetahuan sekolah di bidang kelistrikan.

Pekerjaan tidak dapat dilakukan tanpa LED: LED diperlukan sebagai konduktor arus dalam satu arah. Dioda paling sederhana, dibuat menggunakan rangkaian jembatan, dipasang pada radiator untuk tujuan pertukaran panas dan pendinginan.

Dioda yang kuat untuk mesin las, seperti VD-200, mengeluarkan energi panas dalam jumlah yang cukup besar selama pengoperasian. Untuk memastikan karakteristik arus turun, tersedak perlu dihubungkan secara seri ke rangkaian.

Resistansi variabel aktif dalam rangkaian seperti itu akan memberikan kemampuan kepada tukang las untuk mengatur arus pengelasan dengan lancar. Selanjutnya, satu tiang harus disambungkan ke kawat las, dan tiang kedua ke benda kerja.

Kapasitor elektrolit pada rangkaian diperlukan sebagai filter penghalus untuk meredam riak.

Tidak sulit untuk memutar rheostat sendiri, tetapi untuk tugas seperti itu Anda memerlukan inti keramik dan kawat nikel atau nikrom. Diameter kawat sebenarnya akan ditentukan oleh jumlah arus yang dapat disesuaikan dalam operasi pengelasan.

Perhitungan resistansi rheostat harus dilakukan dengan mempertimbangkan resistansi spesifik elektroda, penampang melintang, dan panjang total.

Rangkaian listrik untuk pengelasan dengan jembatan dioda.

Langkah penyesuaian arus untuk pengelasan tergantung pada diameter belokan. Jika Anda merakit bagian-bagian yang terdaftar dengan benar menjadi satu unit, proses pengelasan akan disertai dengan arus searah. Tidaklah berlebihan untuk memasang resistor yang mencegah korsleting selama pengoperasian.

Hal ini dapat terjadi ketika kawat menyentuh logam tanpa memicu busur api. Jika saat ini tidak ada hambatan pada kapasitor, maka kapasitor akan langsung terlepas, akan terjadi bunyi klik, elektroda akan roboh atau menempel pada logam.

Jika Anda memiliki resistor, Anda dapat memperlancar pelepasan muatan pada kapasitor dan membuat penyalaan elektroda lebih mudah dan lembut. Membuat alat untuk menyearahkan arus las dengan tangan Anda sendiri akan memungkinkan Anda membuat lasan yang paling akurat dan tahan lama. .

Hasil

Jembatan dioda untuk mesin las mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah, yang meningkatkan kualitas sambungan las. Perangkat semacam itu dapat dibeli jadi atau dibuat dengan tangan Anda sendiri, mengikuti saran yang diuraikan dalam artikel.

Semua orang tahu bahwa jaringan rumah tangga beroperasi dengan tegangan listrik bolak-balik dengan amplitudo 220 Volt. Namun, contoh tertentu perangkat elektronik modern (ponsel Anda, misalnya) memerlukan tegangan yang konstan atau disearahkan. Sebuah transformator akan membantu menurunkannya ke nilai yang diperlukan, dan untuk memperbaiki komponen variabel Anda pasti memerlukan jembatan dioda (foto di bawah).

Perangkat penyearah yang dibahas di sini adalah bagian dari sebagian besar perangkat elektronik yang memerlukan arus searah untuk pengoperasian normal (mulai dari unit pengelasan hingga catu daya mini).

Ulasan ini memberikan penjelasan rinci tentang rangkaian dan prinsip pengoperasian jembatan dioda penyearah klasik. Ini juga akan membahas pertanyaan tentang cara membuat jembatan dioda dengan tangan Anda sendiri.

Komposisi modul penyearah

Kami menyarankan siapa pun yang ingin lebih mengenal apa itu penyearah untuk melakukan perjalanan sejarah singkat. Mari kita mulai dengan fakta bahwa nenek moyang jembatan penyearah dianggap sebagai sirkuit yang ditemukan oleh ilmuwan Jerman L. Graetz, yang dirakit berdasarkan 4 elemen (rakitan dioda).

Catatan! Perangkat ini lebih dikenal secara profesional sebagai jembatan Graetz atau penyearah gelombang penuh.

Rakitan empat dioda seperti itu akhirnya dikenal sebagai rangkaian jembatan, yang mulai digunakan sebagai modul penyearah universal.

Jembatan dioda klasik, rangkaiannya disajikan di bawah ini, berisi dioda penyearah yang dihubungkan dengan cara tertentu.

Dari gambar di atas terlihat bahwa rangkaian jembatan mencakup empat elemen semikonduktor (dioda), yang urutan sambungannya sesuai dengan prinsip back-to-back. Sepasang perangkat ini terhubung ke arah konduksi, dan pasangan lainnya memiliki koneksi terbalik.

Prinsip operasi

Untuk memahami cara kerja jembatan dioda, pertama-tama mari kita kenali inti dari efek penyearahan tegangan bolak-balik.

Prinsip pengoperasian jembatan penyearah klasik berbasis empat dioda adalah sebagai berikut:

• Ketika gelombang positif tegangan listrik tiba di terminal positif dioda yang terhubung ke beban, sinyal arus dengan polaritas yang sama melewatinya;
• Pada saat yang sama, tidak ada arus yang melewati dioda lain dari pasangan di jembatan, yang sambungannya dibalik ke yang pertama, karena sambungannya ditutup oleh potensial yang tandanya berlawanan;
• Tetapi setengah gelombang dengan polaritas terbalik melewatinya pada waktunya, membentuk pulsa arus pada keluaran dengan arah yang sama seperti pada kasus pertama.

Kita dapat mengatakan bahwa untuk setiap setengah gelombang tegangan masukan terdapat dioda yang menghasilkan (setelah dihubungkan ke beban) arus dalam arah yang sama.

Menurut teori teknik elektro, efek yang diamati dalam hal ini berarti pelurusan.

Prinsip pengoperasian jembatan dioda yang dibahas di atas memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan berikut:

• Sebagai hasil dari proses yang dijelaskan, setengah gelombang arus terbentuk pada keluaran penyearah, yang memiliki polaritas positif yang sama (gambar di bawah);

• Jika Anda melihat sinyal pada beban jembatan dengan osiloskop, Anda dapat melihat arus searah yang berdenyut dalam bentuk setengah gelombang dengan polaritas yang sama berulang pada frekuensi 100 Hz;
• Nilai ini (100 Hz) diperoleh dengan menggandakan frekuensi listrik sebesar 50 Hz pada keluaran penyearah dioda;
• Penggandaan frekuensi dijelaskan oleh fakta bahwa setiap setengah gelombang sinyal input diproses oleh diodanya sendiri (lebih tepatnya, sepasang dioda).

Informasi tambahan. Setelah menyaring riak yang dihasilkan setelah penyearah (ini dilakukan dengan menggunakan kapasitor elektrolitik), tegangan penyearah diperoleh pada beban.

Kadang-kadang, untuk mencatat keberadaannya pada keluaran rangkaian, keluaran rangkaian dilengkapi dengan indikasi LED. Ketika LED yang dihubungkan melalui resistor pembatas menyala, Anda dapat yakin bahwa potensial konstan telah muncul pada output.

Untuk jalur suplai tiga fasa, jenis rangkaian jembatan khusus harus digunakan, dipilih dan disertakan dengan mempertimbangkan karakteristik catu daya pembangkit listrik. Kami mengirim semua orang yang ingin mengetahui cara kerja jembatan penyearah tiga fase ke alamat berikut http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Membuat jembatan Anda sendiri

Sebelum menyolder jembatan dioda, pastikan untuk memeriksa kemudahan servis masing-masing dioda yang termasuk dalam komposisinya. Kami juga menarik perhatian pada fakta bahwa itu dapat dirakit dari elemen individu (diskrit) atau diambil dalam bentuk rakitan rumah padat dengan empat kontak keluaran.

Masing-masing pilihan jembatan ini memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

Penting! Jika satu dioda dalam rakitan monolitik rusak, seluruh rakitan harus diganti (terlepas dari kenyataan bahwa tiga elemen lainnya mungkin dapat diservis).

Tetapi modul seperti itu sangat nyaman saat menyolder rangkaian penyearah, ketika Anda perlu menghubungkan jembatan dioda ke sumber tegangan bolak-balik di satu sisi dan ke beban di sisi lain.

Dalam situasi di mana kita merakit jembatan dioda dengan tangan kita sendiri dari elemen diskrit, selalu dimungkinkan untuk mengganti masing-masing elemen secara terpisah. Namun dengan pendekatan ini, proses pembuatannya sendiri menjadi lebih rumit, sehingga keempat komponennya harus disolder.

Setelah menyelesaikan perakitan sendiri produk penyearah, yang tersisa hanyalah menghubungkan jembatan dioda ke transformator atau sumber lain dari mana tegangan bolak-balik disuplai.

Di bagian akhir ulasan, yang membahas cara kerja rangkaian jembatan dioda, kami menarik perhatian pada fakta bahwa ketika merakitnya sendiri, Anda harus mempelajari parameter elemen yang termasuk dalam komposisinya. Pengetahuan tentang data ini akan memungkinkan Anda menghitung dengan benar arus beban yang diizinkan, dan juga memastikan bahwa rakitan dioda tidak akan gagal.

Video

Ada jembatan yang melintasi sungai, melintasi jurang, dan juga melintasi jalan. Namun pernahkah Anda mendengar ungkapan “jembatan dioda”? Jembatan macam apa ini? Namun kami akan mencoba menemukan jawaban atas pertanyaan ini.

Ungkapan "jembatan dioda" berasal dari kata "dioda". Ternyata jembatan dioda harus terdiri dari dioda. Tetapi jika terdapat dioda pada jembatan dioda, berarti dioda tersebut akan lewat ke satu arah, tetapi tidak ke arah lain. Kami menggunakan properti dioda ini untuk menentukan kinerjanya. Jika Anda tidak ingat bagaimana kami melakukannya, ini adalah tempat untuk Anda. Oleh karena itu, jembatan dioda digunakan untuk memperoleh tegangan konstan dari tegangan bolak-balik.

Dan berikut adalah diagram jembatan dioda:

Terkadang dalam diagram ditetapkan sebagai berikut:

Seperti yang bisa kita lihat, rangkaian ini terdiri dari empat dioda. Tetapi agar rangkaian jembatan dioda dapat berfungsi, kita harus menghubungkan dioda dengan benar dan memberikan tegangan bolak-balik dengan benar. Di sebelah kiri kita melihat dua ikon "~". Kami menerapkan tegangan bolak-balik ke dua terminal ini, dan menghilangkan tegangan konstan dari dua terminal lainnya: plus dan minus.

Untuk mengubah tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah, Anda dapat menggunakan satu dioda untuk penyearah, tetapi hal ini tidak disarankan. Mari kita lihat gambarnya:

Tegangan AC berubah seiring waktu. Dioda melewatkan tegangan melalui dirinya sendiri hanya ketika tegangan di atas nol, dan ketika tegangan turun di bawah nol, dioda mati. Saya pikir semuanya mendasar dan sederhana. Dioda memotong setengah gelombang negatif, hanya menyisakan setengah gelombang positif, itulah yang kita lihat pada gambar di atas. Dan keindahan dari rangkaian sederhana ini adalah kita mendapatkan tegangan konstan dari tegangan bolak-balik. Masalahnya adalah kita kehilangan separuh daya AC. Dioda dengan bodohnya memotongnya.

Untuk memperbaiki situasi ini, rangkaian jembatan dioda dikembangkan. Jembatan dioda “membalik” setengah gelombang negatif, mengubahnya menjadi setengah gelombang positif. Dengan cara ini kita menghemat daya. Luar biasa bukan?

Pada keluaran jembatan dioda kita mempunyai tegangan berdenyut konstan dengan frekuensi dua kali lebih tinggi dari frekuensi listrik: 100 Hz.

Saya rasa tidak perlu menulis cara kerja rangkaian, toh Anda tidak memerlukannya, yang utama adalah mengingat ke mana tegangan bolak-balik mengalir dan dari mana tegangan berdenyut konstan berasal.

Mari kita lihat secara praktis cara kerja dioda dan jembatan dioda.

Pertama, mari kita ambil dioda.

Saya melepas soldernya dari catu daya komputer. Katoda dapat dengan mudah dikenali dari garisnya. Hampir semua pabrikan menampilkan katoda dengan garis atau titik.

Untuk membuat percobaan kami aman, saya mengambil trafo step-down, yang mengubah 220 Volt menjadi 12 Volt. Bagi yang belum tahu cara melakukannya, Anda bisa membaca artikel desain trafo.

Kami menghubungkan 220 Volt ke belitan primer, dan melepaskan 12 Volt dari belitan sekunder. Kartun tersebut menunjukkan lebih banyak lagi, karena tidak ada beban yang dihubungkan ke belitan sekunder. Trafo beroperasi pada apa yang disebut "kecepatan idle".

Mari kita lihat osilogram yang berasal dari belitan sekunder trance. Amplitudo tegangan maksimum mudah dihitung. Jika Anda tidak ingat cara menghitungnya, Anda bisa melihat artikel Osiloskop. Dasar-dasar Pengoperasian. 3.3x5= 16.5V adalah nilai tegangan maksimum. Dan jika kita membagi nilai amplitudo maksimum dengan akar dua, kita mendapatkan sekitar 11,8 Volt. Ini adalah nilai tegangan efektif. Oscill tidak berbohong, semuanya baik-baik saja.

Sekali lagi saya bisa saja menggunakan 220 Volt, tapi 220 Volt bukan main-main, jadi saya turunkan tegangan bolak-baliknya.

Solder dioda kami ke salah satu ujung belitan sekunder trans.

Kami berpegang teguh lagi dengan probe osilasi

Mari kita lihat osilasinya

Di mana bagian bawah gambarnya? Dioda memutusnya. Dioda hanya menyisakan bagian atasnya saja, yaitu bagian yang positif. Dan karena dia memotong bagian bawahnya, dia pun memutus aliran listrik.

Kami menemukan tiga dioda lagi dan menyolder jembatan dioda.

Kami berpegang teguh pada belitan sekunder trans sesuai dengan rangkaian jembatan dioda.

Dari dua ujung lainnya kita menghilangkan tegangan berdenyut konstan dengan probe osilator dan melihat osilatornya.

Nah, sekarang semuanya sudah beres, dan kami tidak kehilangan kekuatan apa pun :-).

Agar tidak main-main dengan dioda, pengembang menempatkan keempat dioda dalam satu wadah. Hasilnya adalah jembatan dioda yang sangat kompak dan nyaman. Saya rasa Anda bisa menebak mana yang diimpor dan mana yang Soviet))).

Dan ini yang Soviet:

Bagaimana kamu menebak nya? :-) Misalnya, pada jembatan dioda Soviet, kontak yang harus diberi tegangan bolak-balik (dengan simbol "~"), dan kontak yang harus diberi tegangan berdenyut konstan ("+" dan "-") ditampilkan.

Mari kita periksa jembatan dioda yang diimpor. Untuk melakukan ini, kami menghubungkan dua kontaknya ke variabel, dan dari dua kontak lainnya kami membaca osilator.

Dan inilah osilogramnya:

Ini berarti jembatan dioda yang diimpor berfungsi dengan baik.

Sebagai kesimpulan, saya ingin menambahkan bahwa jembatan dioda digunakan di hampir semua peralatan radio yang mengkonsumsi tegangan dari jaringan, baik itu TV sederhana atau bahkan charger ponsel. Jembatan dioda diperiksa kemudahan servis semua diodanya.

Jadi, sayangku, kita telah menyusun skema kita dan inilah waktunya untuk memeriksanya, mengujinya, dan menikmati kebahagiaan ini. Selanjutnya adalah menghubungkan rangkaian ke sumber listrik. Mari kita mulai. Kami tidak akan memikirkan baterai, akumulator, dan pasokan listrik lainnya; kami akan langsung beralih ke pasokan listrik utama. Di sini kita akan melihat skema perbaikan yang ada, cara kerjanya dan apa yang bisa dilakukan. Untuk percobaan kita memerlukan tegangan satu fasa (di rumah dari stopkontak) dan bagian-bagian yang sesuai. Penyearah tiga fase digunakan dalam industri, kami juga tidak akan mempertimbangkannya. Jika Anda tumbuh menjadi tukang listrik, sama-sama.

Catu daya terdiri dari beberapa bagian terpenting: Trafo listrik - ditunjukkan dalam diagram serupa dengan yang ada pada gambar,

Penyearah - peruntukannya mungkin berbeda. Penyearah terdiri dari satu, dua atau empat dioda, tergantung penyearah yang mana. Sekarang kita akan mencari tahu.

a) - dioda sederhana.
b) - jembatan dioda. Terdiri dari empat buah dioda yang dihubungkan seperti pada gambar.
c) - jembatan dioda yang sama, hanya saja digambar lebih sederhana agar singkatnya. Penetapan kontaknya sama dengan jembatan pada huruf b).

Filter kapasitor. Benda ini tidak berubah baik dalam ruang maupun waktu, dan ditetapkan sebagai berikut:

Ada banyak sebutan untuk kapasitor, sama banyaknya dengan sistem sebutan di dunia. Namun secara umum semuanya serupa. Jangan bingung. Dan untuk kejelasan, mari kita gambarkan sebuah beban, nyatakan sebagai Rl - hambatan beban. Ini adalah skema kami. Kami juga akan menguraikan kontak sumber listrik yang akan kami sambungkan dengan beban ini.

Selanjutnya - beberapa postulat.
- Tegangan keluaran didefinisikan sebagai Uconst = U*1.41. Artinya, jika kita mempunyai tegangan bolak-balik 10 volt pada belitan, maka pada kapasitor dan beban kita akan mendapatkan 14,1 V. Seperti itu.
- Di bawah beban, tegangan sedikit melorot, dan seberapa besar tergantung pada desain transformator, dayanya, dan kapasitansi kapasitor.
- Dioda penyearah harus memiliki arus 1,5-2 kali lebih banyak dari yang dibutuhkan. Untuk stok. Jika dioda dimaksudkan untuk dipasang pada radiator (dengan lubang mur atau baut), maka pada arus lebih dari 2-3A harus dipasang pada radiator.

Izinkan saya juga mengingatkan Anda apa itu tegangan bipolar. Jika ada yang lupa. Kami mengambil dua baterai dan menghubungkannya secara seri. Titik tengah, yaitu titik penyambungan baterai-baterai, disebut titik persekutuan. Ini dikenal sebagai ground, ground, body, common wire. Kaum borjuis menyebutnya GND (tanah), sering disebut dengan 0V (nol volt). Voltmeter dan osiloskop dihubungkan ke kabel ini, relatif terhadapnya, sinyal input disuplai ke sirkuit dan sinyal output diambil. Itu sebabnya namanya adalah kawat biasa. Jadi, jika kita menghubungkan tester dengan kabel hitam ke titik ini dan mengukur tegangan pada baterai, maka tester akan menunjukkan plus 1,5 volt pada satu baterai, dan minus 1,5 volt pada baterai lainnya. Tegangan +/-1.5V ini disebut bipolar. Kedua polaritasnya, yaitu plus dan minus, harus sama. Artinya, +/-12, +/-36V, +/-50, dst. Tanda tegangan bipolar adalah jika tiga kabel mengalir dari rangkaian ke catu daya (plus, common, minus). Namun hal ini tidak selalu terjadi - jika kita melihat bahwa rangkaian ditenagai oleh tegangan +12 dan -5, maka daya tersebut disebut dua tingkat, tetapi masih akan ada tiga kabel ke catu daya. Nah, jika rangkaian disuplai sebanyak empat tegangan, misalnya +/-15 dan +/-36, maka kita sebut saja catu daya ini - bipolar dua tingkat.

Nah, sekarang langsung ke intinya.

1. Rangkaian rektifikasi jembatan.
Skema yang paling umum. Memungkinkan Anda memperoleh tegangan unipolar dari satu belitan transformator. Rangkaian ini memiliki riak tegangan minimal dan desainnya sederhana.

2. Rangkaian setengah gelombang.
Sama seperti trotoar, ia memberi kita tegangan unipolar dari salah satu belitan trafo. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa rangkaian ini memiliki riak dua kali lipat dibandingkan dengan rangkaian jembatan, tetapi satu dioda, bukan empat, sangat menyederhanakan rangkaian. Ini digunakan untuk arus beban kecil, dan hanya dengan trafo yang jauh lebih besar dari daya beban, karena penyearah seperti itu menyebabkan pembalikan magnetisasi satu sisi transformator.

3. Gelombang penuh dengan titik tengah.
Dua dioda dan dua belitan (atau satu belitan dengan titik tengah) akan memberi kita tegangan riak yang rendah, ditambah lagi kita akan mendapatkan rugi-rugi yang lebih rendah dibandingkan dengan rangkaian jembatan, karena kita memiliki 2 dioda, bukan empat.

4. Rangkaian jembatan penyearah bipolar.
Bagi banyak orang, ini adalah topik yang menyakitkan. Kami memiliki dua belitan (atau satu dengan titik tengah), kami menghilangkan dua tegangan identik darinya. Mereka akan sama, riaknya akan kecil, karena rangkaiannya adalah rangkaian jembatan, tegangan pada setiap kapasitor dihitung sebagai tegangan pada setiap belitan dikalikan dengan akar dua - semuanya seperti biasa. Sebuah kawat dari titik tengah belitan menyamakan tegangan pada kapasitor jika beban positif dan negatifnya berbeda.

5. Rangkaian penggandaan tegangan.
Ini adalah dua rangkaian setengah gelombang, tetapi dengan dioda yang dihubungkan dengan cara yang berbeda. Ini digunakan jika kita perlu mendapatkan tegangan dua kali lipat. Tegangan pada setiap kapasitor akan ditentukan oleh rumus kami, dan tegangan total pada kapasitor akan menjadi dua kali lipat. Seperti rangkaian setengah gelombang, rangkaian ini juga memiliki riak yang besar. Anda dapat melihat keluaran bipolar di dalamnya - jika Anda menyebut titik tengah kapasitor sebagai ground, maka hasilnya akan seperti baterai, lihat lebih dekat. Namun Anda tidak bisa mendapatkan banyak daya dari sirkuit seperti itu.

6. Memperoleh tegangan polaritas yang berbeda dari dua penyearah.
Sama sekali tidak perlu bahwa ini adalah catu daya yang sama - tegangannya bisa berbeda atau dayanya berbeda. Misalnya, jika rangkaian kita mengkonsumsi 1A pada +12 volt, dan 0,5A pada -5 volt, maka kita memerlukan dua catu daya - +12V 1A dan -5V 0,5A. Anda juga dapat menghubungkan dua penyearah yang identik untuk mendapatkan tegangan bipolar, misalnya untuk memberi daya pada amplifier.

7. Koneksi paralel penyearah identik.
Ini memberi kita tegangan yang sama, hanya dengan arus dua kali lipat. Jika kita menghubungkan dua penyearah, maka kita akan mendapatkan peningkatan arus dua kali lipat, tiga kali lipat, dll.

Baiklah, jika semuanya sudah jelas bagimu, sayangku, mungkin aku akan memberimu beberapa pekerjaan rumah. Rumus untuk menghitung kapasitansi filter pada penyearah gelombang penuh adalah:

Untuk penyearah setengah gelombang, rumusnya sedikit berbeda:

Dua di penyebutnya adalah jumlah “siklus” perbaikan. Untuk penyearah tiga fasa, penyebutnya adalah tiga.

Di semua rumus, variabel diberi nama seperti ini:
Cf - kapasitas kapasitor filter, µF
Po - daya keluaran, W
U - tegangan keluaran yang diperbaiki, V
f - frekuensi tegangan bolak-balik, Hz
dU - rentang denyut, V

Sebagai referensi, riak yang diperbolehkan:
Amplifier mikrofon - 0,001...0,01%
Teknologi digital - riak 0,1...1%
Penguat daya - riak catu daya yang dimuat 1...10% tergantung pada kualitas penguat.

Kedua rumus ini berlaku untuk penyearah tegangan dengan frekuensi hingga 30 kHz. Pada frekuensi yang lebih tinggi, kapasitor elektrolitik kehilangan efisiensinya, dan penyearah dirancang sedikit berbeda. Tapi itu topik lain.

Di banyak perangkat elektronik yang beroperasi pada arus bolak-balik 220 volt, dipasang jembatan dioda. Rangkaian jembatan dioda 12 volt memungkinkan Anda menjalankan fungsi penyearah arus bolak-balik secara efektif. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa sebagian besar perangkat menggunakan arus searah untuk beroperasi.

Bagaimana cara kerja jembatan dioda?

Arus bolak-balik yang mempunyai frekuensi bervariasi tertentu disuplai ke kontak masukan jembatan. Pada keluaran dengan nilai positif dan negatif, arus unipolar dihasilkan, yang meningkatkan riak, secara signifikan melebihi frekuensi arus yang disuplai ke masukan.

Pulsasi yang muncul harus dihilangkan, jika tidak maka rangkaian elektronik tidak akan dapat bekerja secara normal. Oleh karena itu, rangkaian tersebut berisi filter khusus, yaitu filter elektrolitik dengan kapasitas besar.

Rakitan jembatan sendiri terdiri dari empat dioda dengan parameter yang sama. Mereka terhubung ke sirkuit umum dan ditempatkan di rumah bersama.

Jembatan dioda memiliki empat terminal. Dua di antaranya terhubung ke tegangan bolak-balik, dan dua lainnya adalah terminal positif dan negatif dari tegangan penyearah yang berdenyut.

Jembatan penyearah dalam bentuk rakitan dioda memiliki keunggulan teknologi yang signifikan. Jadi, satu bagian monolitik dipasang pada papan sirkuit tercetak sekaligus. Selama pengoperasian, semua dioda diberikan kondisi termal yang sama. Biaya perakitan keseluruhan lebih rendah dari empat dioda secara terpisah. Namun, bagian ini memiliki kelemahan yang serius. Jika setidaknya satu dioda rusak, seluruh rakitan harus diganti. Jika diinginkan, diagram umum apa pun dapat diganti dengan empat bagian terpisah.

Penerapan jembatan dioda

Setiap perangkat dan elektronik yang ditenagai oleh arus listrik bolak-balik memiliki rangkaian jembatan dioda 12 volt. Ini digunakan tidak hanya pada transformator, tetapi juga pada penyearah pulsa. Unit switching yang paling umum adalah catu daya komputer.

Selain itu, jembatan dioda digunakan pada lampu neon kompak atau lampu hemat energi. Mereka memberikan efek yang sangat baik bila digunakan dalam ballast elektronik. Mereka banyak digunakan di semua model perangkat modern.

Cara membuat jembatan dioda

Jembatan dioda akan membantu mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah - diagram dan prinsip pengoperasian perangkat ini diberikan di bawah ini. Dalam rangkaian penerangan konvensional, arus bolak-balik mengalir, yang mengubah besaran dan arahnya sebanyak 50 kali dalam satu detik. Transformasinya menjadi permanen merupakan kebutuhan yang cukup umum.

Prinsip pengoperasian dioda semikonduktor

Nama perangkat yang dijelaskan dengan jelas menunjukkan bahwa desain ini terdiri dari dioda - perangkat semikonduktor yang menghantarkan listrik dengan baik dalam satu arah dan praktis tidak menghantarkannya ke arah yang berlawanan. Gambar perangkat ini (VD1) pada diagram sirkuit ditunjukkan pada Gambar. 2c. Ketika arus mengalir melaluinya dalam arah maju - dari anoda (kiri) ke katoda (kanan), resistansinya rendah. Ketika arah arus berubah ke arah yang berlawanan, resistansi dioda meningkat berkali-kali lipat. Dalam hal ini, arus balik yang sedikit berbeda dari nol mengalir melaluinya.

Oleh karena itu, ketika tegangan bolak-balik Uin (grafik kiri) diterapkan pada rangkaian yang berisi dioda, listrik mengalir melalui beban hanya selama setengah siklus positif ketika tegangan positif diterapkan pada anoda. Setengah siklus negatif “terputus”, dan praktis tidak ada arus dalam resistansi beban saat ini.

Tegasnya tegangan keluaran U keluar (grafik kanan) tidak konstan, meskipun mengalir dalam satu arah, tetapi berdenyut. Sangat mudah untuk memahami bahwa jumlah pulsa (denyut) per detik adalah 50. Hal ini tidak selalu dapat diterima, tetapi riak dapat dihaluskan jika Anda menghubungkan kapasitor dengan kapasitansi yang cukup besar secara paralel dengan beban. Pengisian dilakukan dengan pulsa tegangan, pada interval di antara keduanya, kapasitor dilepaskan ke resistansi beban. Pulsasi menjadi halus, dan tegangan menjadi mendekati konstan.

Penyearah yang dibuat sesuai dengan rangkaian ini disebut penyearah setengah gelombang, karena hanya menggunakan satu setengah siklus tegangan penyearah. Kerugian paling signifikan dari penyearah tersebut adalah sebagai berikut:

• peningkatan derajat riak tegangan yang diperbaiki;
• efisiensi rendah;
• beratnya trafo dan penggunaannya yang tidak rasional.

Oleh karena itu, sirkuit tersebut hanya digunakan untuk memberi daya pada perangkat berdaya rendah. Untuk memperbaiki situasi yang tidak diinginkan ini, penyearah gelombang penuh telah dikembangkan yang mengubah setengah gelombang negatif menjadi gelombang positif. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi cara termudah adalah dengan menggunakan jembatan dioda.

Beras. 2

Jembatan dioda - rangkaian penyearah gelombang penuh yang berisi 4 dioda, bukan satu (Gbr. 2c). Dalam setiap setengah siklus, dua diantaranya terbuka dan memungkinkan listrik mengalir ke arah depan, sedangkan dua lainnya tertutup dan tidak ada arus yang mengalir melaluinya. Selama setengah siklus positif, tegangan positif diterapkan ke anoda VD1, dan tegangan negatif diterapkan ke katoda VD3. Akibatnya, kedua dioda terbuka, dan VD2 serta VD4 tertutup.

Selama setengah siklus negatif, tegangan positif diterapkan ke anoda VD2, dan tegangan negatif diterapkan ke katoda VD4. Kedua dioda ini terbuka, dan dioda tersebut terbuka selama penutupan setengah siklus sebelumnya. Arus yang melalui tahanan beban mengalir dalam arah yang sama. Dibandingkan dengan penyearah setengah gelombang, jumlah riaknya berlipat ganda. Hasilnya adalah tingkat penghalusan yang lebih tinggi dengan kapasitansi kapasitor filter yang sama, meningkatkan efisiensi transformator yang digunakan dalam penyearah.

Jembatan dioda tidak hanya dapat dirakit dari elemen individual, tetapi juga dibuat sebagai struktur monolitik (perakitan dioda). Lebih mudah dipasang, dan dioda biasanya dipilih sesuai dengan parameternya. Penting juga agar mereka beroperasi dalam kondisi termal yang sama. Kerugian dari jembatan dioda adalah kebutuhan untuk mengganti seluruh rakitan jika satu dioda saja rusak.

Arus penyearah yang berdenyut akan semakin mendekati konstan, yang memungkinkan diperolehnya jembatan dioda tiga fase. Masukannya dihubungkan ke sumber arus bolak-balik tiga fasa (generator atau transformator), dan tegangan keluarannya hampir sama dengan konstan, dan bahkan lebih mudah untuk memuluskannya daripada setelah penyearah gelombang penuh.

Penyearah jembatan dioda

Rangkaian penyearah gelombang penuh berdasarkan jembatan dioda, cocok untuk perakitan DIY, ditunjukkan pada Gambar. 3a. Tegangan yang dihilangkan dari belitan step-down sekunder transformator T harus disearahkan.Untuk melakukan ini, Anda perlu menghubungkan jembatan dioda ke transformator.

Tegangan penyearah yang berdenyut dihaluskan oleh kapasitor elektrolitik C, yang memiliki kapasitansi cukup besar - biasanya sekitar beberapa ribu mikrofarad. Resistor R bertindak sebagai penyearah beban saat idle. Dalam mode ini, kapasitor C diisi dengan nilai amplitudo 1,4 (akar dua) kali lebih tinggi dari nilai tegangan efektif yang diambil dari belitan sekunder transformator.

Ketika beban bertambah, tegangan keluaran menurun. Anda dapat menghilangkan kelemahan ini dengan menghubungkan penstabil transistor sederhana ke output penyearah. Dalam diagram rangkaian, gambaran jembatan dioda sering kali disederhanakan. Pada Gambar. Gambar 3b menunjukkan bagaimana fragmen terkait pada Gambar 3 juga dapat digambarkan. 3a.

Perlu dicatat bahwa meskipun resistansi maju dioda kecil, namun resistansinya berbeda dari nol. Oleh karena itu, mereka memanas sesuai dengan hukum Joule-Lenz, semakin kuat, semakin besar arus yang mengalir melalui rangkaian. Untuk mencegah panas berlebih, dioda berdaya tinggi sering dipasang pada unit pendingin (radiator).

Jembatan dioda hampir merupakan elemen wajib dari setiap perangkat elektronik yang ditenagai oleh jaringan, baik itu komputer atau penyearah untuk mengisi daya ponsel.

Ungkapan “jembatan dioda” berasal dari kata “dioda”. Oleh karena itu, jembatan dioda harus terdiri dari dioda-dioda, tetapi harus dihubungkan satu sama lain dalam urutan tertentu. Kami akan membahas mengapa hal ini penting dalam artikel ini.

Penunjukan pada diagram

Jembatan dioda pada diagram terlihat seperti ini:

Terkadang dalam diagram juga ditunjukkan sebagai berikut:

Seperti yang bisa kita lihat, rangkaian ini terdiri dari empat dioda. Agar dapat berfungsi dengan benar, kita harus menghubungkan dioda dengan benar dan memberikan tegangan bolak-balik dengan benar. Di sebelah kiri kita melihat dua ikon “~”. Kami menerapkan tegangan bolak-balik ke dua terminal ini, dan menghilangkan tegangan langsung dari dua terminal lainnya yang ditandai dengan tanda “+” dan “-”. Jembatan dioda juga disebut penyearah dioda.

Prinsip operasi

Untuk menyearahkan tegangan AC menjadi DC, Anda dapat menggunakan satu dioda untuk penyearah, namun hal ini tidak disarankan. Mari kita lihat gambar bagaimana tampilannya:

Dioda memotong setengah gelombang negatif dari tegangan bolak-balik, hanya menyisakan gelombang positif, seperti yang kita lihat pada gambar di atas. Keindahan rangkaian sederhana ini adalah kita mendapatkan tegangan konstan dari tegangan bolak-balik. Masalahnya terletak pada kenyataan bahwa kita kehilangan separuh daya AC. Dioda memotongnya.

Untuk memperbaiki situasi ini, para pemikir hebat datang dengan rangkaian jembatan dioda. Jembatan dioda “membalikkan” setengah gelombang negatif, mengubahnya menjadi setengah gelombang positif, sehingga menghemat daya.

Pada keluaran jembatan dioda muncul tegangan berdenyut konstan dengan frekuensi 100 Hz. Ini dua kali frekuensi jaringan.

Pengalaman praktis

Mari kita mulai dengan dioda sederhana.

Katoda mudah dikenali dari garis peraknya. Hampir semua pabrikan menampilkan katoda dengan garis atau titik.

Untuk membuat percobaan kami aman, saya mengambil perangkat step-down, yang menghasilkan 12V dari 220V.

Kami menghubungkan 220 Volt ke belitan primer, dan melepaskan 12 Volt dari belitan sekunder. menunjukkan sedikit lebih banyak, karena tidak ada beban pada belitan sekunder. Trafo beroperasi pada apa yang disebut “kecepatan idle”.

3.3x5=16.5V adalah nilai tegangan maksimum. Dan jika kita membagi nilai amplitudo maksimum dengan akar dua, kita mendapatkan sekitar 11,8 Volt. Begitulah adanya. Osiloskop tidak berbohong, semuanya baik-baik saja.

Sekali lagi saya bisa saja menggunakan 220 Volt, tetapi 220 Volt tidak main-main, jadi saya turunkan tegangan AC.

Kami menyolder dioda kami ke salah satu ujung belitan sekunder transformator.

Mari kita ambil osiloskop lagi

Mari kita lihat osilogramnya

Di mana bagian bawah gambarnya? Dioda memutusnya. Dia hanya menyisakan bagian atasnya saja, yaitu yang positif.

Kami menemukan tiga dioda lagi dan menyoldernya jembatan dioda.

Kami berpegang teguh pada belitan sekunder transformator menggunakan rangkaian jembatan dioda.

Dari dua ujung lainnya kita menghilangkan tegangan berdenyut konstan dengan probe osiloskop dan melihat osilogram

Ini, sekarang pesanannya.

Jenis jembatan dioda

Agar tidak repot dengan dioda, pengembang menempatkan keempat dioda dalam satu wadah. Hasilnya adalah elemen radio yang sangat kompak dan nyaman - jembatan dioda. Saya rasa Anda bisa menebak mana yang diimpor dan mana yang Soviet))).

Misalnya, pada jembatan dioda Soviet, kontak yang perlu diberi tegangan bolak-balik ditunjukkan dengan ikon “~”, dan kontak yang perlu dihilangkan tegangan berdenyut konstannya ditunjukkan dengan “+” dan “- “ ikon.

Ada banyak jenis jembatan dioda di rumah yang berbeda

Bahkan ada jembatan dioda mobil

Ada juga jembatan dioda untuk tegangan tiga fasa. Itu dirakit sesuai dengan apa yang disebut sirkuit Larionov dan terdiri dari 6 dioda:

Jembatan dioda tiga fase terutama digunakan dalam elektronika daya.

Seperti yang mungkin Anda ketahui, penyearah tiga fase memiliki lima terminal. Tiga keluaran per fasa dan dari dua keluaran lainnya kita akan menghilangkan tegangan berdenyut konstan.

Cara memeriksa jembatan dioda

1) Cara pertama adalah yang paling sederhana. Jembatan dioda diperiksa integritas semua diodanya. Untuk melakukan ini, kami menguji setiap dioda dengan multimeter dan melihat integritas setiap dioda. Bagaimana melakukan ini, baca

2) Cara kedua 100% benar. Tapi ini membutuhkan osiloskop atau trafo step-down. Mari kita periksa jembatan dioda yang diimpor. Untuk melakukan ini, kami menghubungkan dua kontaknya ke tegangan bolak-balik dengan simbol "~", dan dari dua kontak lainnya, dengan "+" dan "-", kami melakukan pembacaan menggunakan osiloskop.

Mari kita lihat osilogramnya

Ini berarti jembatan dioda yang diimpor berfungsi.

Ringkasan

Jembatan dioda (penyearah) digunakan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.

Jembatan dioda digunakan di hampir semua peralatan radio yang “memakan” tegangan dari jaringan bolak-balik, baik itu TV sederhana atau bahkan pengisi daya ponsel.