Diodes tilta mikroshēma. Diodes tilts - kā tas darbojas? Diožu tilta darbības principi

Diodes tilts ir elementāra elektroniska shēma, ko izmanto, lai pārveidotu maiņstrāvu līdzstrāvā. Tas ir visizplatītākais radio komponents, bez kura nevar iztikt neviens taisngrieža barošanas avots.

Pusvadītāju tiltu strukturālie veidi

Diodes tiltu var montēt no atsevišķiem pusvadītāju elementiem vai izgatavot kā monolītu mezglu. Pēdējās ērtības ir uzstādīšanas vienkāršība uz iespiedshēmas plates un nelieli izmēri. Tajā esošo elementu parametri ir rūpīgi atlasīti rūpnīcā, kas novērš to izkliedi un šķībos darba temperatūras apstākļus, tomēr, ja kāds šādas ķēdes elements sabojājas, ir jānomaina viss komplekts. Ja jūs neapmierina gatavie diožu komplekti, varat pats salikt šo vienkāršo shēmu. Elementus var montēt uz iespiedshēmas plates, bet visbiežāk tas tiek montēts tieši uz transformatora. Ja nepieciešams lieljaudas diožu tilts, nevajadzētu aizmirst, ka diodes var ļoti sakarst, šajā gadījumā tās tiek montētas uz alumīnija radiatora, lai noņemtu lieko siltumu. Diodes tiltam jāizvēlas atbilstoši ķēdes nepieciešamajai jaudai. Slodzes vērtību var aprēķināt, izmantojot Ohma likumu; lai to izdarītu, maksimālā strāva jāreizina ar maksimālo spriegumu. Rezultāts jāreizina ar divi, lai ķēdei būtu drošības rezerve. Montējot diodes tiltu, jāatceras, ka caur katru diodi plūst tikai 70 procenti no nominālās strāvas.

Darbības princips

Ķēdes ieejai tiek piegādāts maiņspriegums, pirmajā pusciklā elektriskā strāva iet caur divām diodēm, otrais diožu pāris ir aizvērts. Otrajā pusciklā strāva iet caur otro diožu pāri, un pirmais ir aizvērts. Tādējādi diodes tilta izeja rada pulsējošu spriegumu, kura frekvence ir divreiz lielāka par ieeju. Lai izlīdzinātu izejas sprieguma pulsāciju, tilta izejā tiek ievietots kondensators.

Pielietojuma zona

Diožu tiltus plaši izmanto rūpnieciskajās iekārtās (barošanas avoti, lādētāji, motoru vadības ķēdes, jaudas regulatori), sadzīves tehnikas barošanas blokos (televizori, ledusskapji, putekļsūcēji, datori, elektroinstrumenti u.c.), apgaismes ierīcēs (luminiscences spuldzes). lampas, saules bateriju moduļos), elektroenerģijas skaitītājos.

Diodes tilts metināšanas iekārtai

Šāds taisngriezis ir jāsamontē, pamatojoties uz jaudīgām diodēm (piemēram, ir piemērots B200 tips ar maksimālo strāvu 200 ampēri). Tiem ir ievērojami izmēri; to korpuss jānovieto uz alumīnija radiatora, lai noņemtu siltumenerģiju. Šādu diožu korpuss ir barots, tāpat arī radiators, tāpēc uzstādot ir jāņem vērā šīs īpašības. Tā rezultātā metināšanas iekārtas konstrukcija palielinās. Tomēr pārdošanā ir gatavi komplekti, kas integrēti vienā korpusā. Šāda tilta izmēri ir pielīdzināmi sērkociņu kastītei vai vienai B200 tipa diodei bez radiatora. Maksimālā strāva ir 30-50 ampēri, un cena ir ievērojami zemāka nekā iepriekš aprakstītajām diodēm.

Ģeneratora diodes tilts

Šis taisngrieža bloks, kas sastāv no trim paralēliem pustiltiem, ir samontēts uz sešām diodēm (padomju zinātnieka A. N. Larionova ķēde). Šī ķēde pārveido trīsfāzu maiņspriegumu līdzspriegumā.

Diode ir pusvadītāju vienība ar dažādu vadītspēju, ko nosaka pielietotais spriegums. Tam ir divi termināli: katods un anods. Ja tiek pielietots tiešs spriegums, tas ir, potenciāls pie anoda ir pozitīvs salīdzinājumā ar katodu, iekārta ir atvērta.

Ja spriegums ir negatīvs, tas aizveras. Šī funkcija ir atradusi pielietojumu elektrotehnikā: diodes tilts tiek aktīvi izmantots metināšanā, lai iztaisnotu maiņstrāvu un uzlabotu metināšanas darbību kvalitāti.

Kā ar savām rokām izgatavot taisnotāju?

Ja amatniekam ir nepieciešamās sastāvdaļas, ir pilnīgi iespējams izgatavot mājās gatavotu metināšanas taisngriezi. Ja tiek ievēroti visi speciālistu ieteikumi, manuālās loka metināšanas process tiek garantēts ar līdzstrāvu, taču būs jāizmanto pārklāts elektrods.

Ir atļauts izmantot arī stiepli bez pārklājuma, bet tikai tad, ja jums ir liela pieredze metināšanas jautājumos. Nepieredzējušam metinātājam ar to būs gandrīz neiespējami tikt galā.

Diodes tilts metināšanas iekārtai.

Pārklājums, kausējot elektrodu, novērš gaisa sastāvdaļu iekļūšanu metinātā savienojuma izkausētajā metālā. Bez tā izkausēta metāla saskare ar slāpekli un skābekli samazinās šuves stiprības īpašības, padarot to trauslu un porainu.

Vispirms jums ar savām rokām būs jāizvēlas vai jāaptver pazeminošs transformators ar nepieciešamajiem parametriem. Pirms diodes tilta pievienošanas samontējiet transformatoru.

Ja izvēlaties ierīci izgatavot pats, ir svarīgi pareizi aprēķināt tās elementus, tostarp:

• magnētiskās ķēdes parametri;
• pašreizējais apgriezienu skaits;
• kopņu un vadu šķērsgriezuma izmēri.

Uz piezīmi! Aprēķini transformatoru izgatavošanai tiek veikti pēc vienotas metodikas, tāpēc šis uzdevums nesagādā grūtības pat nepieredzējušam metinātājam ar skolas zināšanām elektroenerģijā.

Darbu nevar veikt bez gaismas diodēm: tās ir vajadzīgas kā strāvas vadītāji vienā virzienā. Vienkāršākā diode, kas izveidota, izmantojot tilta ķēdi, ir uzstādīta uz radiatora siltuma apmaiņas un dzesēšanas nolūkā.

Jaudīgas metināšanas iekārtas diodes, piemēram, VD-200, darbības laikā izdala diezgan lielu siltumenerģijas daudzumu. Lai nodrošinātu krītošas ​​strāvas raksturlielumu, ķēdei sērijveidā būs jāpievieno drosele.

Aktīvā mainīgā pretestība šādā ķēdē nodrošinās metinātājam iespēju vienmērīgi regulēt metināšanas strāvu. Tālāk viens stabs ir jāpievieno metinātajai stieplei, bet otrais - darba objektam.

Elektrolītiskais kondensators ķēdē ir nepieciešams kā izlīdzinošs filtrs, lai samazinātu pulsāciju.

Patstāvīgi uztīt reostatu nav grūti, taču šādam uzdevumam būs nepieciešama keramikas serde un niķeļa vai nihroma stieple. Faktiskais stieples diametrs tiks noteikts pēc regulējamās strāvas daudzuma metināšanas darbībā.

Reostata pretestības aprēķins jāveic, ņemot vērā elektroda īpatnējo pretestību, tā šķērsgriezumu un kopējo garumu.

Elektriskā ķēde metināšanai ar diodes tiltu.

Pašreizējais metināšanas regulēšanas solis ir atkarīgs no pagriezienu diametra. Ja jūs pareizi saliekat uzskaitītās detaļas vienā vienībā, metināšanas procesu pavadīs līdzstrāva. Nebūtu lieki uzstādīt rezistoru, kas darbības laikā novērš īssavienojumus.

Tas var notikt, kad stieple pieskaras metālam, neaizdedzinot loku. Ja šajā laikā kondensatoram nav pretestības, tas uzreiz izlādēsies, notiks klikšķis, elektrods sabruks vai pielīps pie metāla.

Ja jums ir rezistors, varat izlīdzināt kondensatora izlādes un padarīt elektroda aizdedzi vieglāku un mīkstāku. Metināšanas strāvas taisnošanas ierīces izgatavošana ar savām rokām ļaus izveidot visprecīzākās un izturīgākās metināšanas šuves. .

Rezultāti

Metināšanas iekārtas diodes tilts pārvērš maiņstrāvu līdzstrāvā, kas uzlabo metināto savienojumu kvalitāti. Šādu ierīci var iegādāties gatavu vai izveidot ar savām rokām, ievērojot rakstā sniegtos ieteikumus.

Ikviens zina, ka mājsaimniecības tīkli darbojas ar mainīgu elektrisko spriegumu ar 220 voltu amplitūdu. Tomēr dažiem mūsdienu elektronisko ierīču piemēriem (piemēram, jūsu mobilajam tālrunim) ir nepieciešams pastāvīgs vai rektificēts spriegums. Transformators palīdzēs to pazemināt līdz vajadzīgajai vērtībai, un, lai labotu mainīgo komponentu, jums noteikti ir nepieciešams diodes tilts (foto zemāk).

Šeit aplūkotās taisngriežu ierīces ir daļa no vairuma elektronisko ierīču, kurām normālai darbībai nepieciešama līdzstrāva (no metināšanas ierīcēm līdz miniatūriem barošanas avotiem).

Šajā pārskatā ir sniegts detalizēts klasiskā taisngrieža diodes tilta ķēdes un darbības principa apraksts. Tajā tiks apspriests arī jautājums par to, kā ar savām rokām izveidot diožu tiltu.

Taisngrieža moduļa sastāvs

Ikvienam, kurš vēlas tuvāk iepazīties ar taisngriezi, iesakām doties nelielā vēsturiskā ekskursijā. Sāksim ar to, ka par taisngrieža tilta priekšteci tiek uzskatīta vācu zinātnieka L.Grēca izgudrotā ķēde, kas samontēta uz 4 elementu bāzes (diožu mezgli).

Piezīme!Šīs ierīces profesionāli labāk pazīstamas kā Graetz tilti vai pilna viļņa taisngrieži.

Šādi četru diožu komplekti galu galā kļuva pazīstami kā tilta ķēdes, kuras sāka izmantot kā universālus taisngriežu moduļus.

Klasiskais diožu tilts, kura shēma ir parādīta zemāk, satur taisngriežu diodes, kas savienotas noteiktā veidā.

No iepriekš minētā attēla redzams, ka tilta ķēdē ir iekļauti četri pusvadītāju elementi (diodes), kuru savienojuma secība atbilst back-to-back principam. Viens šo ierīču pāris ir savienots vadošā virzienā, bet otram ir pretējs savienojums.

Darbības princips

Lai saprastu, kā darbojas diodes tilts, vispirms iepazīsimies ar maiņspriegumu taisnošanas efekta būtību.

Klasiskā taisngrieža tilta darbības princips, kas balstīts uz četrām diodēm, ir šāds:

• Kad pozitīvs tīkla sprieguma vilnis nonāk pie slodzei pievienotās diodes pozitīvā spailes, caur to iziet tādas pašas polaritātes strāvas signāls;
• Tajā pašā laikā strāva neiet cauri citai diodei no tilta pāra, kuras savienojums ir apgriezts pret pirmo, jo tā krustojumu noslēdz pretējas zīmes potenciāls;
• Bet apgrieztās polaritātes pusvilnis noteiktā laikā iziet caur to, veidojot strāvas impulsu pie izejas tādā pašā virzienā kā pirmajā gadījumā.

Var teikt, ka katram ieejas sprieguma pusviļņam ir diode, kas ģenerē (pēc savienošanas ar slodzi) strāvu tajā pašā virzienā.

Saskaņā ar elektrotehnikas teoriju šajā gadījumā novērotais efekts nozīmē tā iztaisnošanu.

Iepriekš apskatītais diodes tilta darbības princips ļauj izdarīt šādus secinājumus:

• Aprakstītā procesa rezultātā taisngrieža izejā veidojas strāvas pusviļņi ar vienādu pozitīvo polaritāti (attēls zemāk);

• Ja paskatās uz signālu pie tilta slodzes ar osciloskopu, jūs varat redzēt pulsējošu līdzstrāvu tādas pašas polaritātes pusviļņu veidā, kas atkārtojas ar frekvenci 100 Hz;
• Šo vērtību (100 Hz) iegūst, divkāršojot tīkla frekvenci 50 Hz pie diodes taisngrieža izejas;
• Frekvences dubultošanās ir izskaidrojama ar to, ka katru ieejas signāla pusviļņu apstrādā sava diode (precīzāk, to pāris).

Papildus informācija. Pēc iegūto viļņu filtrēšanas pēc iztaisnošanas (tas tiek darīts, izmantojot elektrolītiskos kondensatorus), tiek iegūts rektificēts spriegums pie slodzes.

Dažreiz, lai reģistrētu tā klātbūtni ķēdes izejā, pēdējais tiek papildināts ar LED indikāciju. Kad iedegas gaismas diode, kas savienota caur ierobežojošo rezistoru, varat būt pārliecināti, ka izejā ir parādījies pastāvīgs potenciāls.

Trīsfāzu barošanas līnijai ir jāizmanto īpaši tiltu ķēžu veidi, kas jāizvēlas un jāiekļauj, ņemot vērā spēkstaciju elektroapgādes īpašības. Ikvienu, kurš vēlas iepazīties ar trīsfāzu taisngrieža tilta darbību, sūtām uz šādu adresi http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Izveidojiet savu tiltu

Pirms diodes tilta lodēšanas noteikti pārbaudiet katras tā sastāvā esošās diodes izmantojamību. Vēršam uzmanību arī uz to, ka to var montēt no atsevišķiem (diskrētiem) elementiem vai ņemt cieta korpusa komplekta formā ar četriem izejas kontaktiem.

Katrai no šīm tilta iespējām ir savi plusi un mīnusi.

Svarīgs! Ja viena diode monolītā mezglā sabojājas, būs jānomaina viss komplekts (neskatoties uz to, ka trīs atlikušie elementi var būt izmantojami).

Bet šāds modulis ir ļoti ērts, lodējot taisngrieža ķēdi, kad nepieciešams savienot diodes tiltu ar maiņstrāvas avotu vienā pusē un ar slodzi no otras puses.

Situācijā, kad diožu tiltu montējam ar savām rokām no diskrētiem elementiem, vienmēr ir iespējams nomainīt katru no tiem neatkarīgi no pārējiem. Taču ar šo pieeju sarežģītāks kļūst pats ražošanas process, kuram būs jālodē visas četras tā sastāvdaļas.

Pēc taisngrieža izstrādājuma pašmontāžas pabeigšanas atliek tikai savienot diodes tiltu ar transformatoru vai citu avotu, no kura tiek piegādāts maiņstrāvas spriegums.

Pārskata pēdējā daļā, kas veltīta diodes tilta shēmas darbībai, mēs vēršam uzmanību uz to, ka, montējot to pats, jums vajadzētu izpētīt tā sastāvā iekļauto elementu parametrus. Zināšanas par šiem datiem ļaus pareizi aprēķināt pieļaujamās slodzes strāvas, kā arī būt pārliecināti, ka diodes montāža neizdosies.

Video

Ir tilts pāri upei, pāri gravai un arī pāri ceļam. Bet vai esat kādreiz dzirdējuši frāzi "diodes tilts"? Kas tas par tiltu? Bet mēs centīsimies rast atbildi uz šo jautājumu.

Frāze "diodes tilts" ir atvasināta no vārda "diode". Izrādās, ka diodes tiltam jāsastāv no diodēm. Bet, ja diodes tiltā ir diodes, tas nozīmē, ka diode iet vienā virzienā, bet ne otrā virzienā. Mēs izmantojām šo diožu īpašību, lai noteiktu to veiktspēju. Ja neatceraties, kā mēs to izdarījām, tad šī ir īstā vieta jums. Tāpēc, lai iegūtu pastāvīgu spriegumu no mainīga sprieguma, tiek izmantots diožu tilts.

Un šeit ir diodes tilta shēma:

Dažreiz diagrammās tas tiek apzīmēts šādi:

Kā redzam, ķēde sastāv no četrām diodēm. Bet, lai diodes tilta ķēde darbotos, mums ir pareizi jāpievieno diodes un pareizi jāpieliek tām maiņspriegums. Kreisajā pusē mēs redzam divas "~" ikonas. Mēs pielietojam maiņspriegumu šiem diviem spailēm un noņemam pastāvīgu spriegumu no pārējiem diviem spailēm: plus un mīnus.

Lai maiņspriegumu pārvērstu līdzspriegumā, taisnošanai var izmantot vienu diodi, taču tas nav vēlams. Apskatīsim attēlu:

Maiņstrāvas spriegums laika gaitā mainās. Diode izlaiž spriegumu caur sevi tikai tad, kad spriegums ir virs nulles, un, kad tas nokrītas zem nulles, diode izslēdzas. Manuprāt, viss ir elementāri un vienkārši. Diode nogriež negatīvo pusviļņu, atstājot tikai pozitīvo pusviļņu, ko mēs redzam attēlā iepriekš. Un šīs vienkāršās shēmas skaistums ir tāds, ka mēs iegūstam pastāvīgu spriegumu no mainīga sprieguma. Visa problēma ir tā, ka mēs zaudējam pusi no maiņstrāvas jaudas. Diode muļķīgi to nogriež.

Lai labotu šo situāciju, tika izstrādāta diodes tilta shēma. Diodes tilts “apgriež” negatīvo pusviļņu, pārvēršot to pozitīvā pusviļņā. Tādā veidā mēs ietaupām enerģiju. Brīnišķīgi, vai ne?

Diodes tilta izejā mums ir pastāvīgs pulsējošs spriegums ar frekvenci, kas ir divreiz lielāka par tīkla frekvenci: 100 Hz.

Es domāju, ka nav jāraksta, kā ķēde darbojas, jums tas tik un tā nebūs vajadzīgs, galvenais ir atcerēties, kur iet maiņspriegums un no kurienes nāk pastāvīgais pulsējošais spriegums.

Praktiski aplūkosim, kā darbojas diode un diožu tilts.

Pirmkārt, ņemsim diode.

Izlodēju to no datora barošanas avota. Katodu var viegli atpazīt pēc svītras. Gandrīz visi ražotāji katodu parāda ar svītru vai punktu.

Lai mūsu eksperimenti būtu droši, es paņēmu pazeminātu transformatoru, kas pārveido 220 voltus par 12 voltiem. Tiem, kas nezina, kā viņš to dara, varat izlasīt rakstu transformatora dizains.

Mēs savienojam 220 voltus ar primāro tinumu un noņemam 12 voltus no sekundārā tinuma. Karikatūra parāda nedaudz vairāk, jo sekundārajam tinumam nav pievienota slodze. Transformators darbojas ar tā saukto "tukšgaitas ātrumu".

Apskatīsim oscilogrammu, kas nāk no transa sekundārā tinuma. Maksimālo sprieguma amplitūdu ir viegli aprēķināt. Ja neatceraties, kā aprēķināt, varat apskatīt rakstu Osciloskops. Darbības pamati. 3,3x5 = 16,5 V ir maksimālā sprieguma vērtība. Un, ja mēs dalām maksimālo amplitūdas vērtību ar divu sakni, mēs iegūstam kaut kur ap 11,8 voltiem. Šī ir efektīvā sprieguma vērtība. Oscils nemelo, viss kārtībā.

Atkal es varēju izmantot 220 voltus, bet 220 volti nav joks, tāpēc es pazemināju maiņstrāvas spriegumu.

Pielodējiet mūsu diodi vienā transmisijas sekundārā tinuma galā.

Mēs atkal pieķeramies ar svārstību zondēm

Apskatīsim svārstības

Kur ir attēla apakšdaļa? Diode to nogrieza. Diode atstāja tikai augšējo daļu, tas ir, to, kas ir pozitīva. Un tā kā viņš nogrieza apakšējo daļu, viņš atslēdza strāvu.

Atrodam vēl trīs šādas diodes un pielodējam diodes tiltiņu.

Mēs pieķeramies pie trans sekundārā tinuma saskaņā ar diodes tilta ķēdi.

No pārējiem diviem galiem mēs noņemam pastāvīgo pulsējošo spriegumu ar oscilatoru zondēm un aplūkojam oscilatorus.

Nu, tagad viss ir kārtībā, un mēs neesam zaudējuši spēku :-).

Lai nejauktos ar diodēm, izstrādātāji visas četras diodes ievietoja vienā korpusā. Rezultāts ir ļoti kompakts un ērts diožu tilts. Es domāju, ka jūs varat uzminēt, kas ir importēts un kurš ir padomju))).

Un šeit ir padomju versija:

Kā tu uzminēji? :-) Piemēram, uz padomju diožu tilta ir parādīti kontakti, kuriem jāpieliek maiņspriegums (ar simbolu "~"), un kontakti, no kuriem jānoņem nemainīgs pulsējošs spriegums ("+" un "-") ir parādīti.

Pārbaudīsim importēto diožu tiltu. Lai to izdarītu, mēs savienojam divus tā kontaktus ar mainīgo, un no pārējiem diviem kontaktiem mēs nolasām oscilatora rādījumus.

Un šeit ir oscilogramma:

Tas nozīmē, ka importētais diodes tilts darbojas lieliski.

Nobeigumā vēlos piebilst, ka diodes tilts tiek izmantots gandrīz visās radioiekārtās, kas patērē spriegumu no tīkla, vai tas būtu vienkāršs televizors vai pat mobilā telefona lādētājs. Diodes tiltam tiek pārbaudīta visu tā diožu izmantojamība.

Tātad, mani dārgie, mēs esam izveidojuši savu shēmu, un ir pienācis laiks to pārbaudīt, pārbaudīt un izbaudīt šo laimi. Nākamais ir ķēdes pievienošana strāvas avotam. Sāksim. Mēs nekavēsimies pie baterijām, akumulatoriem un citiem barošanas avotiem; mēs pāriesim tieši uz tīkla barošanas avotiem. Šeit mēs apskatīsim esošās labošanas shēmas, kā tās darbojas un ko tās var darīt. Eksperimentiem mums būs nepieciešams vienfāzes (mājās no kontaktligzdas) spriegums un atbilstošās daļas. Trīsfāzu taisngrieži tiek izmantoti rūpniecībā, mēs arī tos neuzskatīsim. Ja esat izaudzis par elektriķi, tad laipni lūdzam.

Strāvas padeve sastāv no vairākām svarīgākajām daļām: Tīkla transformators - diagrammā norādīts kā līdzīgs attēlā redzamajam,

Taisngriezis - tā apzīmējums var atšķirties. Taisngriezis sastāv no vienas, divām vai četrām diodēm, atkarībā no tā, kurš taisngriezis. Tagad mēs to izdomāsim.

a) - vienkārša diode.
b) - diodes tilts. Sastāv no četrām diodēm, kas savienotas, kā parādīts attēlā.
c) - tas pats diodes tilts, tikai īsuma labad uzzīmēts vienkāršāk. Kontaktu uzdevumi ir tādi paši kā tiltam zem b) punkta.

Filtra kondensators. Šī lieta ir nemainīga gan laikā, gan telpā un tiek apzīmēta šādi:

Kondensatoram ir daudz apzīmējumu, tikpat daudz, cik apzīmējumu sistēmu pasaulē. Bet kopumā viņi visi ir līdzīgi. Neapjuksim. Un skaidrības labad uzzīmēsim slodzi, apzīmēsim to kā Rl - slodzes pretestība. Šī ir mūsu shēma. Mēs arī iezīmēsim strāvas avota kontaktus, kuriem pievienosim šo slodzi.

Tālāk - pāris postulātu.
- Izejas spriegums ir definēts kā Uconst = U*1,41. Tas ir, ja mums uz tinuma ir 10 voltu mainīgs spriegums, tad uz kondensatora un slodzes mēs iegūsim 14,1 V. Tādi.
- Zem slodzes spriegums nedaudz pazeminās, un tas ir atkarīgs no transformatora konstrukcijas, tā jaudas un kondensatora kapacitātes.
- Taisngriežu diodēm jābūt 1,5-2 reizes lielākai strāvai nekā nepieciešams. Uz krājumiem. Ja diode ir paredzēta uzstādīšanai uz radiatora (ar uzgriezni vai skrūvju atveri), tad pie strāvas, kas lielāka par 2-3A, tā jāuzstāda uz radiatora.

Ļaujiet man arī atgādināt, kas ir bipolārais spriegums. Ja kāds ir aizmirsis. Mēs ņemam divas baterijas un savienojam tās virknē. Vidējais punkts, tas ir, punkts, kur ir pievienotas baterijas, tiks saukts par kopējo punktu. Tautā to sauc par zemējumu, zemi, korpusu, parasto vadu. Buržuāzija to sauc par GND (zeme), ko bieži dēvē par 0V (nulle voltu). Šim vadam ir pievienoti voltmetri un osciloskopi, attiecībā pret to ķēdēm tiek piegādāti ieejas signāli un tiek ņemti izejas signāli. Tāpēc tā nosaukums ir parastais vads. Tātad, ja mēs savienojam testeri ar melno vadu līdz šim punktam un izmērām spriegumu uz baterijām, tad testeris rādīs plus 1,5 volti uz vienu akumulatoru un mīnus 1,5 volti uz otru. Šo spriegumu +/-1,5 V sauc par bipolāru. Abām polaritātēm, tas ir, plus un mīnus, jābūt vienādām. Tas ir, +/-12, +/-36V, +/-50 utt. Bipolāra sprieguma pazīme ir, ja no ķēdes uz barošanas avotu iet trīs vadi (pluss, kopīgs, mīnuss). Bet tas ne vienmēr ir tā - ja mēs redzam, ka ķēde tiek barota ar spriegumu +12 un -5, tad šādu jaudu sauc par divlīmeņu, bet barošanas blokam joprojām būs trīs vadi. Nu, ja ķēdei tiek piegādāti veseli četri spriegumi, piemēram, +/-15 un +/-36, tad mēs vienkārši sauksim šo barošanas avotu - bipolāru divlīmeņu.

Nu, tagad pie lietas.

1. Tilta taisnošanas ķēde.
Visizplatītākā shēma. Ļauj iegūt unipolāru spriegumu no viena transformatora tinuma. Ķēdei ir minimāla sprieguma pulsācija, un tās dizains ir vienkāršs.

2. Pusviļņu ķēde.
Tāpat kā bruģis, tas mums sagatavo vienpolāru spriegumu no viena transformatora tinuma. Vienīgā atšķirība ir tāda, ka šai ķēdei ir dubults pulsācijas, salīdzinot ar tilta ķēdi, bet viena diode četru vietā ievērojami vienkāršo ķēdi. To izmanto mazām slodzes strāvām, un tikai ar transformatoru, kas ir daudz lielāks par slodzes jaudu, jo šāds taisngriezis izraisa transformatora vienpusēju magnetizācijas maiņu.

3. Pilns vilnis ar viduspunktu.
Divas diodes un divi tinumi (vai viens tinums ar viduspunktu) mums piegādās zema pulsācijas spriegumu, plus mēs iegūsim mazākus zudumus, salīdzinot ar tilta ķēdi, jo mums ir 2 diodes, nevis četras.

4. Bipolārā taisngrieža tilta ķēde.
Daudziem šī ir sāpīga tēma. Mums ir divi tinumi (vai viens ar viduspunktu), mēs noņemam no tiem divus identiskus spriegumus. Tie būs vienādi, viļņi būs mazi, jo ķēde ir tilta ķēde, katra kondensatora spriegums tiek aprēķināts kā spriegums uz katra tinuma, kas reizināts ar sakni no diviem - viss ir kā parasti. Vads no tinumu viduspunkta izlīdzina spriegumu uz kondensatoriem, ja pozitīvā un negatīvā slodze ir atšķirīga.

5. Sprieguma dubultošanas ķēde.
Tās ir divas pusviļņu shēmas, bet ar diodēm, kas savienotas dažādos veidos. To izmanto, ja mums ir nepieciešams iegūt divkāršu spriegumu. Katra kondensatora spriegums tiks noteikts pēc mūsu formulas, un kopējais spriegums uz tiem tiks dubultots. Tāpat kā pusviļņu ķēdei, arī šim ir lieli viļņi. Tajā var redzēt bipolāru izeju - ja kondensatoru viduspunktu sauc par zemējumu, tad sanāk kā akumulatoru gadījumā, paskaties tuvāk. Bet no šādas ķēdes nevar iegūt daudz jaudas.

6. Dažādas polaritātes sprieguma iegūšana no diviem taisngriežiem.
Nav obligāti, ka tie ir vieni un tie paši barošanas avoti - tiem var būt atšķirīgs spriegums vai jauda. Piemēram, ja mūsu ķēde patērē 1A pie +12 voltiem un 0,5A pie -5 voltiem, tad mums ir nepieciešami divi barošanas avoti - +12V 1A un -5V 0,5A. Varat arī savienot divus identiskus taisngriežus, lai iegūtu bipolāru spriegumu, piemēram, lai barotu pastiprinātāju.

7. Identisku taisngriežu paralēlais savienojums.
Tas dod mums tādu pašu spriegumu, tikai ar divkāršu strāvu. Ja savienosim divus taisngriežus, tad mums būs divkāršs strāvas pieaugums, trīs - trīskāršs utt.

Nu, ja jums viss ir skaidrs, mani dārgie, tad es droši vien uzdošu jums mājasdarbu. Pilna viļņa taisngrieža filtra kapacitātes aprēķināšanas formula ir šāda:

Pusviļņu taisngriežam formula ir nedaudz atšķirīga:

Divi saucējā ir labošanas “ciklu” skaits. Trīsfāzu taisngriežam saucējs būs trīs.

Visās formulās mainīgie tiek nosaukti šādi:
Cf - filtra kondensatora jauda, ​​µF
Po - izejas jauda, ​​W
U - izejas rektificēts spriegums, V
f - maiņstrāvas frekvence, Hz
dU - pulsācijas diapazons, V

Uzziņai, pieļaujamie viļņi:
Mikrofonu pastiprinātāji - 0,001...0,01%
Digitālās tehnoloģijas - pulsācija 0,1...1%
Jaudas pastiprinātāji - noslogota barošanas avota pulsācija 1...10% atkarībā no pastiprinātāja kvalitātes.

Šīs divas formulas ir derīgas sprieguma taisngriežiem ar frekvenci līdz 30 kHz. Augstākās frekvencēs elektrolītiskie kondensatori zaudē savu efektivitāti, un taisngriezis ir veidots nedaudz savādāk. Bet tā ir cita tēma.

Daudzās elektroniskajās ierīcēs, kas darbojas ar 220 voltu maiņstrāvu, ir uzstādīti diožu tilti. 12 voltu diodes tilta ķēde ļauj efektīvi veikt maiņstrāvas taisnošanas funkciju. Tas ir saistīts ar faktu, ka lielākā daļa ierīču darbībai izmanto līdzstrāvu.

Kā darbojas diodes tilts?

Tilta ieejas kontaktiem tiek piegādāta maiņstrāva ar noteiktu mainīgu frekvenci. Izejās ar pozitīvām un negatīvām vērtībām tiek ģenerēta vienpolāra strāva, kurai ir palielināta pulsācija, ievērojami pārsniedzot ieejā pievadītās strāvas frekvenci.

Parādās pulsācijas ir jānoņem, pretējā gadījumā elektroniskā shēma nevarēs normāli darboties. Tāpēc ķēdē ir īpaši filtri, kas ir elektrolītiskie filtri ar lielu jaudu.

Pats tilta mezgls sastāv no četrām diodēm ar vienādiem parametriem. Tie ir savienoti kopējā ķēdē un atrodas kopējā korpusā.

Diodes tiltam ir četri spailes. Divi no tiem ir savienoti ar maiņstrāvu, bet pārējie divi ir pulsējošā rektificētā sprieguma pozitīvie un negatīvie spailes.

Taisngrieža tiltam diodes komplekta veidā ir būtiskas tehnoloģiskas priekšrocības. Tādējādi uz iespiedshēmas plates uzreiz tiek uzstādīta viena monolīta daļa. Darbības laikā visām diodēm tiek nodrošināti vienādi termiskie apstākļi. Kopējās montāžas izmaksas ir zemākas par četrām diodēm atsevišķi. Tomēr šai daļai ir nopietns trūkums. Ja vismaz viena diode sabojājas, ir jānomaina viss komplekts. Ja vēlaties, jebkuru vispārīgu diagrammu var aizstāt ar četrām atsevišķām daļām.

Diožu tiltu pielietojums

Visām ierīcēm un elektronikai, kas tiek darbināta ar maiņstrāvu, ir 12 voltu diodes tilta ķēde. To izmanto ne tikai transformatoros, bet arī impulsu taisngriežos. Tipiskākā komutācijas iekārta ir datora barošanas avots.

Turklāt diožu tiltus izmanto kompaktajās dienasgaismas spuldzēs vai enerģijas taupīšanas spuldzēs. Tie dod ļoti labu efektu, ja tos izmanto elektroniskajos balastos. Tos plaši izmanto visos mūsdienu ierīču modeļos.

Kā izveidot diodes tiltu

Diodes tilts palīdzēs pārveidot maiņstrāvu līdzstrāvā - šīs ierīces shēma un darbības princips ir norādīts zemāk. Parastā apgaismojuma ķēdē plūst maiņstrāva, kas vienas sekundes laikā maina savu stiprumu un virzienu 50 reizes. Tā pārveide par pastāvīgu ir diezgan izplatīta vajadzība.

Pusvadītāju diodes darbības princips

Aprakstītās ierīces nosaukums skaidri norāda, ka šī konstrukcija sastāv no diodēm - pusvadītāju ierīcēm, kas labi vada elektrību vienā virzienā un praktiski nevada to pretējā virzienā. Šīs ierīces (VD1) attēls shēmas shēmās ir parādīts attēlā. 2.c. Kad strāva plūst caur to virzienā uz priekšu - no anoda (pa kreisi) uz katodu (pa labi), tā pretestība ir zema. Kad strāvas virziens mainās uz pretēju virzienu, diodes pretestība daudzkārt palielinās. Šajā gadījumā caur to plūst reversā strāva, kas nedaudz atšķiras no nulles.

Tāpēc, ja ķēdei, kurā ir diode, tiek pielikts maiņspriegums Uin (kreisais grafiks), elektrība caur slodzi plūst tikai pozitīvos pusciklos, kad anodam tiek pielikts pozitīvs spriegums. Negatīvie puscikli tiek “nogriezti”, un slodzes pretestībā šobrīd praktiski nav strāvas.

Stingri sakot, izejas spriegums U out (labais grafiks) nav nemainīgs, lai gan tas plūst vienā virzienā, bet pulsē. Ir viegli saprast, ka tā impulsu (pulsāciju) skaits sekundē ir 50. Tas ne vienmēr ir pieņemams, bet viļņus var izlīdzināt, ja paralēli slodzei pievieno kondensatoru ar pietiekami lielu kapacitāti. Uzlāde notiek sprieguma impulsu laikā, intervālos starp tiem kondensators tiek izlādēts slodzes pretestībā. Pulsācijas tiek izlīdzinātas, un spriegums kļūst tuvu nemainīgam.

Taisngriezis, kas ražots saskaņā ar šo shēmu, tiek saukts par pusviļņu taisngriezi, jo tas izmanto tikai vienu rektificētā sprieguma pusciklu. Būtiskākie šāda taisngrieža trūkumi ir šādi:

• palielināta rektificētā sprieguma pulsācijas pakāpe;
• zema efektivitāte;
• transformatora lielais svars un tā neracionālā izmantošana.

Tāpēc šādas shēmas tiek izmantotas tikai mazjaudas ierīču barošanai. Lai labotu šo nevēlamo situāciju, ir izstrādāti pilna viļņa taisngrieži, kas negatīvos pusviļņus pārvērš pozitīvajos. To var izdarīt dažādos veidos, bet vienkāršākais veids ir izmantot diodes tiltu.

Rīsi. 2

Diodes tilts - pilna viļņa taisngriežu ķēde, kurā ir 4 diodes, nevis viena (2.c att.). Katrā pusciklā divi no tiem ir atvērti un ļauj elektrībai plūst uz priekšu, bet pārējie divi ir aizvērti un caur tiem neplūst strāva. Pozitīvā pusperioda laikā anodam VD1 tiek pielikts pozitīvs spriegums, bet katodam VD3 - negatīvs spriegums. Rezultātā abas šīs diodes ir atvērtas, un VD2 un VD4 ir aizvērtas.

Negatīvā pusperioda laikā anodam VD2 tiek pielikts pozitīvs spriegums, bet katodam VD4 - negatīvs spriegums. Šīs divas diodes atveras, un tās, kuras atveras iepriekšējā puscikla laikā, aizveras. Strāva caur slodzes pretestību plūst tajā pašā virzienā. Salīdzinot ar pusviļņu taisngriezi, viļņu skaits dubultojas. Rezultāts ir augstāka izlīdzināšanas pakāpe ar tādu pašu filtra kondensatora kapacitāti, palielinot taisngriežā izmantotā transformatora efektivitāti.

Diožu tiltu var ne tikai montēt no atsevišķiem elementiem, bet arī izgatavot kā monolītu konstrukciju (diožu montāžu). To ir vieglāk uzstādīt, un diodes parasti izvēlas atbilstoši parametriem. Ir arī svarīgi, lai tie darbotos vienādos termiskajos apstākļos. Diodes tilta trūkums ir nepieciešamība nomainīt visu komplektu, ja pat viena diode neizdodas.

Pulsējošā rektificētā strāva būs vēl tuvāk konstantei, kas ļauj iegūt trīsfāzu diodes tiltu. Tā ieeja ir savienota ar trīsfāzu maiņstrāvas avotu (ģeneratoru vai transformatoru), un izejas spriegums ir gandrīz tāds pats kā nemainīgs, un to ir pat vieglāk izlīdzināt nekā pēc pilna viļņa taisnošanas.

Diodes tilta taisngriezis

Pilna viļņa taisngrieža shēma, kuras pamatā ir diodes tilts un kas ir piemērota montāžai DIY, ir parādīta attēlā. 3a. Spriegums, kas noņemts no transformatora T sekundārā pazeminošā tinuma, ir pakļauts labošanai. Lai to izdarītu, transformatoram jāpievieno diodes tilts.

Pulsējošo rektificēto spriegumu izlīdzina elektrolītiskais kondensators C, kuram ir diezgan liela kapacitāte - parasti ap vairākiem tūkstošiem mikrofaradu. Rezistors R darbojas kā taisngrieža slodze tukšgaitā. Šajā režīmā kondensators C tiek uzlādēts līdz amplitūdas vērtībai, kas ir 1,4 (divas saknes) reizes lielāka par efektīvā sprieguma vērtību, kas iegūta no transformatora sekundārā tinuma.

Palielinoties slodzei, izejas spriegums samazinās. Jūs varat atbrīvoties no šī trūkuma, pievienojot taisngrieža izejai vienkāršu tranzistora stabilizatoru. Shēmās bieži vien tiek vienkāršots diodes tilta attēls. Attēlā 3b parāda, kā var attēlot arī atbilstošo fragmentu 3. attēlā. 3a.

Jāatzīmē, ka, lai gan diožu uz priekšu vērstā pretestība ir maza, tā tomēr atšķiras no nulles. Šī iemesla dēļ tie uzsilst saskaņā ar Džoula-Lenca likumu, jo spēcīgāk, jo lielāka ir strāva, kas plūst caur ķēdi. Lai novērstu pārkaršanu, uz siltuma izlietnēm (radiatoriem) bieži tiek uzstādītas lieljaudas diodes.

Diodes tilts ir gandrīz obligāts jebkuras elektroniskas ierīces elements, ko darbina tīkls, neatkarīgi no tā, vai tas ir dators vai taisngriezis mobilā tālruņa uzlādēšanai.

Frāze "diodes tilts" ir atvasināta no vārda "diode". Tāpēc diodes tiltam jāsastāv no diodēm, bet tām jābūt savienotām viena ar otru noteiktā secībā. Kāpēc tas ir svarīgi, mēs apspriedīsim šajā rakstā.

Apzīmējums diagrammā

Diodes tilts diagrammās izskatās šādi:

Dažreiz diagrammās tas tiek apzīmēts arī šādi:

Kā redzam, ķēde sastāv no četrām diodēm. Lai tas darbotos pareizi, mums pareizi jāpievieno diodes un pareizi jāpieliek tām maiņspriegums. Kreisajā pusē mēs redzam divas “~” ikonas. Mēs pieslēdzam maiņspriegumu šiem diviem spailēm un noņemam tiešo spriegumu no pārējiem diviem spailēm, kas apzīmētas ar “+” un “-” zīmēm. Diodes tiltu sauc arī par diodes taisngriezi.

Darbības princips

Lai pārveidotu maiņstrāvas spriegumu līdzstrāvai, varat izmantot vienu diodi, taču tas nav ieteicams. Apskatīsim attēlu, kā tas viss izskatīsies:

Diode nogriež mainīgā sprieguma negatīvo pusviļņu, atstājot tikai pozitīvo, ko mēs redzam attēlā iepriekš. Šīs vienkāršās shēmas skaistums ir tāds, ka mēs iegūstam pastāvīgu spriegumu no mainīga sprieguma. Problēma slēpjas faktā, ka mēs zaudējam pusi no maiņstrāvas jaudas. Diode to nogriež.

Lai labotu šo situāciju, lielie prāti izdomāja diodes tilta shēmu. Diodes tilts “apgriež” negatīvo pusviļņu, pārvēršot to pozitīvā pusviļņā, tādējādi ietaupot enerģiju.

Diodes tilta izejā parādās pastāvīgs pulsējošs spriegums ar frekvenci 100 Hz. Šī ir divreiz lielāka tīkla frekvence.

Praktiskās pieredzes

Sāksim ar vienkāršu diodi.

Katodu var viegli atpazīt pēc sudraba svītras. Gandrīz visi ražotāji katodu parāda ar svītru vai punktu.

Lai mūsu eksperimenti būtu droši, es paņēmu pazeminātu ierīci, kas veido 12 V no 220 V.

Mēs savienojam 220 voltus ar primāro tinumu un noņemam 12 voltus no sekundārā tinuma. parādīja nedaudz vairāk, jo sekundārajam tinumam nav slodzes. Transformators darbojas ar tā saukto "tukšgaitas ātrumu".

3,3x5=16,5V ir maksimālā sprieguma vērtība. Un, ja mēs dalām maksimālo amplitūdas vērtību ar divu sakni, mēs iegūstam kaut kur ap 11,8 voltiem. Tā tas ir. Osciloskops nemelo, viss kārtībā.

Atkal es varēju izmantot 220 voltus, bet 220 volti nav joks, tāpēc es pazemināju maiņstrāvas spriegumu.

Pielodējiet mūsu diodi vienā transformatora sekundārā tinuma galā.

Paķersim atkal osciloskopu

Apskatīsim oscilogrammu

Kur ir attēla apakšdaļa? Diode to nogrieza. Viņš atstāja tikai augšējo daļu, tas ir, to, kas ir pozitīvs.

Atrodam vēl trīs šādas diodes un pielodējam diodes tilts.

Mēs pieķeramies pie transformatora sekundārā tinuma, izmantojot diodes tilta ķēdi.

No pārējiem diviem galiem ar osciloskopa zondi noņemam pastāvīgo pulsējošo spriegumu un apskatām oscilogrammu

Lūk, tagad ir kārtība.

Diožu tiltu veidi

Lai netraucētu ar diodēm, izstrādātāji visas četras diodes ievietoja vienā korpusā. Rezultāts ir ļoti kompakts un ērts radio elements - diodes tilts. Es domāju, ka jūs varat uzminēt, kas ir importēts un kurš ir padomju))).

Piemēram, uz padomju diodes tilta kontakti, kuriem jāpieliek maiņspriegums, ir parādīti ar ikonu “~”, un kontakti, no kuriem nepieciešams noņemt pastāvīgo pulsējošo spriegumu, ir apzīmēti ar “+” un “- “ ikonas.

Dažādos korpusos ir daudz veidu diožu tiltu

Ir pat automašīnu diožu tilts

Trīsfāzu spriegumam ir arī diodes tilts. Tas ir samontēts saskaņā ar tā saukto Larionova shēmu un sastāv no 6 diodēm:

Trīsfāzu diožu tiltus galvenokārt izmanto jaudas elektronikā.

Kā jūs, iespējams, pamanījāt, šādam trīsfāzu taisngriežam ir pieci spailes. Trīs izejas katrā fāzē un no pārējām divām izejām mēs noņemsim pastāvīgu pulsējošu spriegumu.

Kā pārbaudīt diodes tiltu

1) Pirmā metode ir visvienkāršākā. Diodes tiltu pārbauda visu tā diožu integritāte. Lai to izdarītu, mēs pārbaudām katru diodi ar multimetru un aplūkojam katras diodes integritāti. Kā to izdarīt, lasiet

2) Otrā metode ir 100% pareiza. Bet tam būs nepieciešams osciloskops vai pazeminošs transformators. Pārbaudīsim importēto diožu tiltu. Lai to izdarītu, mēs savienojam divus tā kontaktus ar maiņstrāvu ar simboliem “~”, un no pārējiem diviem kontaktiem ar “+” un “-” mēs nolasām rādījumus, izmantojot osciloskopu.

Apskatīsim oscilogrammu

Tas nozīmē, ka importētais diodes tilts darbojas.

Kopsavilkums

Diodes tilts (taisngriezis) tiek izmantots, lai pārveidotu maiņstrāvu par līdzstrāvu.

Diodes tilts tiek izmantots gandrīz visās radioiekārtās, kas “ēd” spriegumu no mainīga tīkla, neatkarīgi no tā, vai tas ir vienkāršs televizors vai pat mobilā tālruņa lādētājs.