Microcircuito de ponte de diodo. Ponte de diodos - como funciona? Princípios de operação da ponte de diodos

24.10.2023

Como fazer uma chapinha com as próprias mãos?

Se o artesão tiver os componentes necessários, é bem possível fazer um retificador de soldagem caseiro. Desde que seguidas todas as recomendações dos especialistas, é garantido o processo de soldagem a arco manual com corrente contínua, mas será necessário o uso de eletrodo revestido.

Também é permitido usar fio sem revestimento, mas somente se você tiver ampla experiência em soldagem. Para um soldador inexperiente, será quase impossível lidar com isso.

Ponte de diodo para máquina de solda.

O revestimento durante a fusão do eletrodo evita a penetração de componentes de ar no metal fundido da junta soldada. Sem ele, o contato do metal fundido com nitrogênio e oxigênio reduzirá as propriedades de resistência da costura, tornando-a quebradiça e porosa.

Primeiro você precisará selecionar ou encerrar um transformador abaixador com suas próprias mãos com os parâmetros necessários. Monte o transformador antes de conectar a ponte de diodos.

Se você optar por fabricar o dispositivo sozinho, é importante calcular corretamente seus elementos, incluindo:

parâmetros de circuito magnético;
número atual de voltas;
dimensões transversais de barramentos e fios.

Em uma nota! Os cálculos para a fabricação dos transformadores são realizados por meio de uma metodologia unificada, portanto esta tarefa não apresenta dificuldades mesmo para um soldador inexperiente e com conhecimentos escolares de eletricidade.

O trabalho não pode ser feito sem LEDs: eles são necessários como condutores de corrente em uma única direção. O diodo mais simples, criado por meio de um circuito em ponte, é montado em um radiador para fins de troca de calor e resfriamento.

Diodos poderosos para uma máquina de solda, como o VD-200, emitem uma quantidade bastante grande de energia térmica durante a operação. Para garantir uma característica de corrente decrescente, um indutor precisará ser conectado em série ao circuito.

A resistência variável ativa em tal circuito fornecerá ao soldador a capacidade de regular suavemente a corrente de soldagem. Em seguida, um pólo precisa ser conectado ao fio soldado e o segundo ao objeto de trabalho.

Um capacitor eletrolítico no circuito é necessário como filtro de suavização para reduzir a ondulação.

Não é difícil enrolar um reostato sozinho, mas para tal tarefa você precisará de um núcleo de cerâmica e fio de níquel ou nicromo. O diâmetro real do fio será determinado pela quantidade de corrente ajustável na operação de soldagem.

O cálculo da resistência do reostato deve ser realizado levando em consideração a resistência específica do eletrodo, sua seção transversal e comprimento total.

Circuito elétrico para soldagem com ponte de diodos.

A etapa de ajuste da corrente para soldagem depende do diâmetro das espiras. Se você montar corretamente as peças listadas em uma única unidade, o processo de soldagem será acompanhado por corrente contínua. Não seria supérfluo instalar um resistor que evitasse curtos-circuitos durante a operação.

Pode ocorrer quando o fio toca o metal sem acender o arco. Se neste momento não houver resistência no capacitor, ele descarregará instantaneamente, ocorrerá um clique, o eletrodo entrará em colapso ou grudará no metal.

Se você tiver um resistor, poderá suavizar as descargas do capacitor e tornar a ignição do eletrodo mais fácil e suave. Fazer um dispositivo para retificar a corrente de solda com suas próprias mãos permitirá que você crie soldas mais precisas e duráveis. .

Resultados

Uma ponte de diodos para uma máquina de solda converte corrente alternada em corrente contínua, o que melhora a qualidade das juntas soldadas. Esse dispositivo pode ser adquirido pronto ou criado com suas próprias mãos, seguindo as dicas do artigo.

Todo mundo sabe que as redes domésticas operam com tensão elétrica alternada com amplitude de 220 Volts. No entanto, certos exemplos de dispositivos eletrônicos modernos (seu celular, por exemplo) requerem tensão constante ou retificada. Um transformador ajudará a baixá-lo para o valor desejado, e para retificar o componente variável você definitivamente precisa de uma ponte de diodos (foto abaixo).

Os dispositivos retificadores discutidos aqui fazem parte da maioria dos dispositivos eletrônicos que requerem corrente contínua para operação normal (desde unidades de soldagem até fontes de alimentação em miniatura).

Esta revisão fornece uma descrição detalhada do circuito e princípio de operação de uma ponte de diodo retificadora clássica. Também discutirá a questão de como fazer uma ponte de diodos com suas próprias mãos.

Composição do módulo retificador

Aconselhamos a todos que desejam se familiarizar mais com o que é um retificador que façam uma breve excursão histórica. Comecemos pelo fato de que o progenitor da ponte retificadora é considerado um circuito inventado pelo cientista alemão L. Graetz, montado a partir de 4 elementos (conjuntos de diodos).

Observação! Esses dispositivos são mais conhecidos pelo nome profissional de "pontes Graetz" ou retificador de onda completa.

Tais conjuntos de quatro diodos eventualmente ficaram conhecidos como circuitos de ponte, que começaram a ser usados como módulos retificadores universais.

A clássica ponte de diodos, cujo circuito é apresentado a seguir, contém diodos retificadores conectados de uma determinada maneira.

Pode-se observar na figura acima que o circuito em ponte inclui quatro elementos semicondutores (diodos), cuja ordem de conexão corresponde ao princípio back-to-back. Um par desses dispositivos é conectado na direção condutora e o outro possui uma conexão reversa.

Princípio de funcionamento

Para entender como funciona uma ponte de diodos, vamos primeiro nos familiarizar com a própria essência do efeito de retificação de tensões alternadas.

O princípio de funcionamento de uma ponte retificadora clássica baseada em quatro diodos é o seguinte:

Quando uma onda positiva de tensão de rede chega ao terminal positivo de um diodo conectado à carga, um sinal de corrente da mesma polaridade passa por ele;
Ao mesmo tempo, nenhuma corrente passa por outro diodo do par da ponte, cuja conexão é invertida com o primeiro, pois sua junção é fechada por um potencial de sinal oposto;
Mas uma meia onda de polaridade reversa passa por ele no devido tempo, formando um pulso de corrente na saída na mesma direção do primeiro caso.

Podemos dizer que para cada meia onda da tensão de entrada existe um diodo que gera (após conectá-lo à carga) uma corrente no mesmo sentido.

Segundo a teoria da engenharia elétrica, o efeito observado neste caso significa o seu endireitamento.

O princípio de funcionamento da ponte de diodos discutido acima permite tirar as seguintes conclusões:

Como resultado do processo descrito, formam-se meias-ondas de corrente na saída do retificador, possuindo a mesma polaridade positiva (figura abaixo);

Se você observar o sinal da carga da ponte com um osciloscópio, poderá ver uma corrente contínua pulsante na forma de meias ondas da mesma polaridade, repetindo-se a uma frequência de 100 Hz;
Este valor (100 Hz) é obtido duplicando a frequência da rede de 50 Hz na saída do retificador de diodo;
A duplicação da frequência é explicada pelo fato de cada meia onda do sinal de entrada ser processada por seu próprio diodo (mais precisamente, um par deles).

Informações adicionais. Após filtrar as ondulações resultantes após a retificação (isso é feito usando capacitores eletrolíticos), uma tensão retificada é obtida na carga.

Às vezes, para registrar sua presença na saída do circuito, este é complementado com indicação de LED. Quando o LED conectado através do resistor limitador acender, você pode ter certeza de que um potencial constante apareceu na saída.

Para uma linha de alimentação trifásica, devem ser utilizados tipos especiais de circuitos em ponte, selecionados e incluídos levando em consideração as características da alimentação das usinas. Enviamos a todos que desejam se familiarizar com o funcionamento de uma ponte retificadora trifásica para o seguinte endereço http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Fazendo sua própria ponte

Antes de soldar a ponte de diodos, certifique-se de verificar a operacionalidade de cada um dos diodos incluídos em sua composição. Chamamos também a atenção para o fato de que ele pode ser montado a partir de elementos individuais (discretos) ou na forma de uma caixa sólida com quatro contatos de saída.

Cada uma dessas opções de ponte tem seus prós e contras.

Importante! Se um diodo em um conjunto monolítico falhar, todo o conjunto terá que ser substituído (apesar do fato de que os três elementos restantes possam ser reparados).

Mas esse módulo é muito conveniente ao soldar um circuito retificador, quando você precisa conectar uma ponte de diodos a uma fonte de tensão alternada de um lado e a uma carga do outro.

Numa situação em que montamos uma ponte de diodos com as próprias mãos a partir de elementos discretos, é sempre possível substituir cada um deles independentemente dos demais. Mas com esta abordagem, o próprio processo de fabricação se torna mais complicado, para o qual todos os quatro componentes terão que ser soldados.

Depois de concluída a automontagem do produto retificador, resta conectar a ponte de diodos a um transformador ou outra fonte de alimentação de tensão alternada.

Na parte final da revisão, dedicada ao funcionamento do circuito da ponte de diodos, chamamos a atenção para o fato de que ao montá-lo você mesmo deve estudar os parâmetros dos elementos incluídos em sua composição. O conhecimento desses dados permitirá calcular corretamente as correntes de carga permitidas e também ter certeza de que o conjunto do diodo não falhará.

Vídeo

Há uma ponte sobre um rio, sobre uma ravina e também sobre uma estrada. Mas você já ouviu a frase “ponte de diodo”? Que tipo de ponte é essa? Mas tentaremos encontrar uma resposta para esta pergunta.

A frase "ponte de diodo" é derivada da palavra "diodo". Acontece que a ponte de diodos deve consistir em diodos. Mas se houver diodos na ponte de diodos, significa que o diodo passará em uma direção, mas não na outra. Usamos essa propriedade dos diodos para determinar seu desempenho. Se você não se lembra como fizemos isso, então este é o lugar para você. Portanto, uma ponte de diodos é usada para obter uma tensão constante a partir de uma tensão alternada.

E aqui está o diagrama da ponte de diodos:

Às vezes, nos diagramas, é designado da seguinte forma:

Como podemos ver, o circuito consiste em quatro diodos. Mas para que o circuito da ponte de diodos funcione, devemos conectar os diodos corretamente e aplicar tensão alternada corretamente a eles. À esquerda vemos dois ícones “~”. Aplicamos tensão alternada a esses dois terminais e removemos a tensão constante dos outros dois terminais: mais e menos.

Para transformar tensão alternada em tensão contínua, pode-se usar um diodo para retificação, mas não é aconselhável. Vejamos a foto:

A tensão CA muda com o tempo. O diodo passa tensão através de si mesmo somente quando a tensão está acima de zero e, quando cai abaixo de zero, o diodo desliga. Acho que tudo é elementar e simples. O diodo corta a meia onda negativa, deixando apenas a meia onda positiva, que é o que vemos na figura acima. E a beleza deste circuito simples é que obtemos tensão constante a partir de tensão alternada. O problema todo é que perdemos metade da energia CA. O diodo estupidamente o desliga.

Para corrigir esta situação, foi desenvolvido um circuito de ponte de diodos. A ponte de diodos “inverte” a meia onda negativa, transformando-a em meia onda positiva. Desta forma economizamos energia. Maravilhoso, não é?

Na saída da ponte de diodos temos uma tensão pulsante constante com frequência duas vezes maior que a frequência da rede: 100 Hz.

Acho que não há necessidade de escrever como funciona o circuito, você não vai precisar mesmo, o principal é lembrar para onde vai a tensão alternada e de onde vem a tensão pulsante constante.

Vamos dar uma olhada prática em como funcionam um diodo e uma ponte de diodo.

Primeiro, vamos pegar um diodo.

Eu o retirei da fonte de alimentação do computador. O cátodo pode ser facilmente identificado pela sua faixa. Quase todos os fabricantes apresentam o cátodo com uma faixa ou ponto.

Para tornar nossos experimentos seguros, usei um transformador abaixador, que transforma 220 Volts em 12 Volts. Para quem não sabe como ele faz isso, pode ler o artigo design de transformadores.

Conectamos 220 Volts ao enrolamento primário e removemos 12 Volts do enrolamento secundário. O cartoon mostra um pouco mais, já que nenhuma carga está conectada ao enrolamento secundário. O transformador opera na chamada "velocidade de marcha lenta".

Vejamos o oscilograma que vem do enrolamento secundário do transe. A amplitude máxima da tensão é fácil de calcular. Se você não se lembra de como calcular, pode dar uma olhada no artigo Osciloscópio. Noções básicas de operação. 3,3x5= 16,5V é o valor máximo de tensão. E se dividirmos o valor máximo da amplitude pela raiz de dois, obtemos algo em torno de 11,8 Volts. Este é o valor da tensão efetiva. Oscil não está mentindo, está tudo bem.

Mais uma vez eu poderia ter usado 220 Volts, mas 220 Volts não é brincadeira, então baixei a tensão alternada.

Solde nosso diodo em uma extremidade do enrolamento secundário do trans.

Nós nos apegamos novamente com sondas de oscilação

Vejamos as oscilações

Onde está a parte inferior da imagem? O diodo cortou. Do diodo sobrou apenas a parte superior, ou seja, aquela que é positiva. E como ele cortou a parte inferior, conseqüentemente cortou a energia.

Encontramos mais três desses diodos e soldamos a ponte de diodos.

Nos apegamos ao enrolamento secundário do trans de acordo com o circuito da ponte de diodos.

Das outras duas extremidades removemos a tensão pulsante constante com pontas de prova do oscilador e observamos os osciladores.

Bem, agora está tudo em ordem e não perdemos energia :-).

Para não mexer com os diodos, os desenvolvedores colocaram todos os quatro diodos em uma caixa. O resultado é uma ponte de diodos muito compacta e conveniente. Acho que você pode adivinhar o que é importado e o que é soviético))).

E aqui está o soviético:

Como você adivinhou? :-) Por exemplo, em uma ponte de diodo soviética, os contatos aos quais uma tensão alternada deve ser aplicada são mostrados (com o símbolo "~") e os contatos dos quais uma tensão pulsante constante deve ser removida ("+" e "-") são mostrados.

Vamos verificar a ponte de diodos importada. Para isso, conectamos dois de seus contatos à variável, e dos outros dois contatos fazemos leituras no oscilador.

E aqui está o oscilograma:

Isso significa que a ponte de diodos importada funciona perfeitamente.

Concluindo, gostaria de acrescentar que a ponte de diodos é utilizada em quase todos os equipamentos de rádio que consomem tensão da rede, seja uma simples TV ou mesmo um carregador de celular. A ponte de diodos é verificada quanto à manutenção de todos os seus diodos.

Então, meus queridos, montamos nosso esquema e é hora de conferir, testar e desfrutar dessa felicidade. O próximo passo é conectar o circuito à fonte de alimentação. Vamos começar. Não nos concentraremos em baterias, acumuladores e outras fontes de alimentação; passaremos diretamente para as fontes de alimentação principais. Aqui veremos os esquemas de retificação existentes, como funcionam e o que podem fazer. Para experimentos, precisaremos de tensão monofásica (em casa, de uma tomada) e das peças correspondentes. Retificadores trifásicos também são usados na indústria; Se você crescer e se tornar eletricista, de nada.

A fonte de alimentação consiste em várias partes mais importantes: Transformador de rede - indicado no diagrama como semelhante ao da figura,

Retificador - sua designação pode variar. O retificador consiste em um, dois ou quatro diodos, dependendo de qual retificador. Agora vamos descobrir.

a) - um diodo simples.
b) - ponte de diodos. Consiste em quatro diodos conectados como na figura.
c) - a mesma ponte de diodos, apenas desenhada de forma mais simples por questões de brevidade. As atribuições de contato são as mesmas da ponte da letra b).

Capacitor de filtro. Essa coisa permanece inalterada no tempo e no espaço e é designada da seguinte forma:

Existem muitas designações para um capacitor, tantas quanto existem sistemas de designação no mundo. Mas em geral são todos semelhantes. Não vamos ficar confusos. E para maior clareza, vamos desenhar uma carga, denotando-a como Rl - resistência de carga. Este é o nosso esquema. Também delinearemos os contatos da fonte de alimentação à qual conectaremos esta carga.

A seguir estão alguns postulados.
- A tensão de saída é definida como Uconst = U*1,41. Ou seja, se tivermos 10 volts de tensão alternada no enrolamento, então no capacitor e na carga teremos 14,1 V. Assim.
- Sob carga, a tensão cai um pouco, e o quanto depende do desenho do transformador, da sua potência e da capacitância do capacitor.
- Os diodos retificadores devem ter 1,5-2 vezes mais corrente do que o necessário. Para estoque. Se o diodo for destinado à instalação em um radiador (com uma porca ou furo para parafuso), então com uma corrente superior a 2-3A ele deverá ser instalado no radiador.

Deixe-me lembrá-lo também o que é tensão bipolar. Se alguém esqueceu. Pegamos duas baterias e as conectamos em série. O ponto médio, ou seja, o ponto onde as baterias estão conectadas, será chamado de ponto comum. É popularmente conhecido como terra, terra, corpo, fio comum. A burguesia chama-lhe GND (terra), muitas vezes referido como 0V (zero volts). Voltímetros e osciloscópios são conectados a este fio em relação a ele, os sinais de entrada são fornecidos aos circuitos e os sinais de saída são captados. É por isso que seu nome é fio comum. Portanto, se conectarmos o testador com fio preto a este ponto e medirmos a tensão nas baterias, o testador mostrará mais 1,5 volts em uma bateria e menos 1,5 volts na outra. Esta tensão +/-1,5V é chamada bipolar. Ambas as polaridades, isto é, mais e menos, devem ser iguais. Ou seja, +/-12, +/-36V, +/-50, etc. Um sinal de tensão bipolar é se três fios vão do circuito à fonte de alimentação (mais, comum, menos). Mas nem sempre é assim - se observarmos que o circuito é alimentado por tensões de +12 e -5, então essa potência é chamada de dois níveis, mas ainda haverá três fios para a fonte de alimentação. Bem, se até quatro tensões forem fornecidas ao circuito, por exemplo +/-15 e +/-36, então simplesmente chamaremos essa fonte de alimentação de bipolar de dois níveis.

Bem, agora vamos direto ao ponto.

1. Circuito de retificação de ponte.
O esquema mais comum. Permite obter tensão unipolar de um enrolamento do transformador. O circuito tem ondulação de tensão mínima e seu design é simples.

2. Circuito de meia onda.
Assim como o pavimento, ele nos prepara uma tensão unipolar de um enrolamento do transformador. A única diferença é que este circuito tem o dobro da ondulação em comparação com um circuito em ponte, mas um diodo em vez de quatro simplifica bastante o circuito. É utilizado para pequenas correntes de carga, e somente com transformador muito maior que a potência da carga, pois tal retificador causa reversão de magnetização unilateral do transformador.

3. Onda completa com ponto médio.
Dois diodos e dois enrolamentos (ou um enrolamento com ponto médio) nos fornecerão uma tensão de baixa ondulação, além de obtermos perdas menores em comparação com um circuito em ponte, porque temos 2 diodos em vez de quatro.

4. Circuito em ponte de um retificador bipolar.
Para muitos, este é um assunto delicado. Temos dois enrolamentos (ou um com ponto médio), removemos deles duas tensões idênticas. Serão iguais, as ondulações serão pequenas, já que o circuito é um circuito em ponte, a tensão em cada capacitor é calculada como a tensão em cada enrolamento multiplicada pela raiz de dois - tudo está normal. Um fio do ponto médio dos enrolamentos equaliza a tensão nos capacitores se as cargas positivas e negativas forem diferentes.

5. Circuito de duplicação de tensão.
São dois circuitos de meia onda, mas com diodos conectados de maneiras diferentes. É usado se precisarmos dobrar a tensão. A tensão em cada capacitor será determinada pela nossa fórmula, e a tensão total neles será duplicada. Assim como o circuito de meia onda, este também apresenta grandes ondulações. Você pode ver uma saída bipolar nele - se você chamar o ponto médio dos capacitores de terra, então acontece como no caso das baterias, dê uma olhada mais de perto. Mas você não pode obter muita energia desse circuito.

6. Obtenção de tensão de polaridade diferente de dois retificadores.
Não é necessário que sejam as mesmas fontes de alimentação - elas podem ter voltagem diferente ou potência diferente. Por exemplo, se nosso circuito consome 1A a +12 volts e 0,5A a -5 volts, precisaremos de duas fontes de alimentação - +12V 1A e -5V 0,5A. Você também pode conectar dois retificadores idênticos para obter uma tensão bipolar, por exemplo, para alimentar um amplificador.

7. Conexão paralela de retificadores idênticos.
Isso nos dá a mesma tensão, mas com o dobro da corrente. Se conectarmos dois retificadores, teremos um aumento duplo na corrente, três - triplo, etc.

Bem, se tudo estiver claro para vocês, meus queridos, provavelmente lhes darei alguns trabalhos de casa. A fórmula para calcular a capacitância do filtro para um retificador de onda completa é:

Para um retificador de meia onda, a fórmula é um pouco diferente:

O dois no denominador é o número de “ciclos” de retificação. Para um retificador trifásico, o denominador será três.

Em todas as fórmulas, as variáveis são nomeadas assim:
Cf - capacidade do capacitor do filtro, µF
Po - potência de saída, W
U - tensão retificada de saída, V
f - frequência da tensão alternada, Hz
dU - faixa de pulsação, V

Para referência, ondulações permitidas:
Amplificadores de microfone - 0,001...0,01%
Tecnologia digital - ondulação 0,1...1%
Amplificadores de potência - ondulação de uma fonte de alimentação carregada 1...10% dependendo da qualidade do amplificador.

Estas duas fórmulas são válidas para retificadores de tensão com frequência de até 30 kHz. Em frequências mais altas, os capacitores eletrolíticos perdem eficiência e o retificador é projetado de maneira um pouco diferente. Mas esse é outro assunto.

Em muitos dispositivos eletrônicos operando em corrente alternada de 220 volts, são instaladas pontes de diodos. O circuito de ponte de diodo de 12 volts permite executar com eficácia a função de retificação da corrente alternada. Isso se deve ao fato de que a maioria dos dispositivos utiliza corrente contínua para funcionar.

Como funciona uma ponte de diodos?

Uma corrente alternada com uma certa frequência variável é fornecida aos contatos de entrada da ponte. Nas saídas com valores positivos e negativos, é gerada uma corrente unipolar, que apresenta ondulação aumentada, ultrapassando significativamente a frequência da corrente fornecida à entrada.

As pulsações que aparecem devem ser removidas, caso contrário o circuito eletrônico não funcionará normalmente. Portanto, o circuito contém filtros especiais, que são filtros eletrolíticos de grande capacidade.

O próprio conjunto da ponte consiste em quatro diodos com os mesmos parâmetros. Eles estão conectados em um circuito comum e alojados em uma caixa comum.

A ponte de diodos possui quatro terminais. Dois deles estão conectados à tensão alternada e os outros dois são os terminais positivo e negativo da tensão retificada pulsante.

Uma ponte retificadora na forma de um conjunto de diodos apresenta vantagens tecnológicas significativas. Assim, uma peça monolítica é instalada na placa de circuito impresso de uma só vez. Durante a operação, todos os diodos são fornecidos com as mesmas condições térmicas. O custo da montagem geral é inferior a quatro diodos separadamente. No entanto, esta parte tem uma séria desvantagem. Se pelo menos um diodo falhar, todo o conjunto deverá ser substituído. Se desejado, qualquer diagrama geral pode ser substituído por quatro partes separadas.

Aplicação de pontes de diodo

Quaisquer dispositivos e eletrônicos alimentados por corrente elétrica alternada possuem um circuito de ponte de diodo de 12 volts. É utilizado não apenas em transformadores, mas também em retificadores de pulso. A unidade de comutação mais típica é a fonte de alimentação do computador.

Além disso, pontes de diodo são usadas em lâmpadas fluorescentes compactas ou lâmpadas economizadoras de energia. Eles dão um efeito muito bom quando usados em reatores eletrônicos. Eles são amplamente utilizados em todos os modelos de dispositivos modernos.

Como fazer uma ponte de diodos

Uma ponte de diodos ajudará a converter corrente alternada em corrente contínua - o diagrama e o princípio de operação deste dispositivo são fornecidos abaixo. Em um circuito de iluminação convencional, flui uma corrente alternada, que muda sua magnitude e direção 50 vezes em um segundo. Sua transformação em permanente é uma necessidade bastante comum.

Princípio de funcionamento de um diodo semicondutor

Arroz. 1

O nome do dispositivo descrito indica claramente que este projeto consiste em diodos - dispositivos semicondutores que conduzem bem a eletricidade em uma direção e praticamente não a conduzem na direção oposta. Uma imagem deste dispositivo (VD1) nos diagramas de circuito é mostrada na Fig. 2c. Quando a corrente flui através dele na direção direta - do ânodo (esquerda) para o cátodo (direita), sua resistência é baixa. Quando a direção da corrente muda para a direção oposta, a resistência do diodo aumenta muitas vezes. Neste caso, uma corrente reversa ligeiramente diferente de zero flui através dele.

Portanto, quando uma tensão alternada Uin (gráfico da esquerda) é aplicada a um circuito contendo um diodo, a eletricidade flui através da carga apenas durante semiciclos positivos, quando uma tensão positiva é aplicada ao ânodo. Os meios ciclos negativos são “cortados” e praticamente não há corrente na resistência de carga neste momento.

A rigor, a tensão de saída U out (gráfico da direita) não é constante, embora flua em uma direção, mas pulsante. É fácil entender que o número de seus pulsos (pulsações) por segundo é 50. Isso nem sempre é aceitável, mas as ondulações podem ser suavizadas se você conectar um capacitor com capacitância suficientemente grande em paralelo com a carga. Carregando durante pulsos de tensão, nos intervalos entre eles o capacitor é descarregado na resistência de carga. As pulsações são suavizadas e a tensão torna-se quase constante.

Um retificador fabricado de acordo com este circuito é denominado retificador de meia onda, pois utiliza apenas um meio ciclo da tensão retificada. As desvantagens mais significativas de tal retificador são as seguintes:

aumento do grau de ondulação da tensão retificada;
baixa eficiencia;
peso pesado do transformador e seu uso irracional.

Portanto, tais circuitos são usados apenas para alimentar dispositivos de baixa potência. Para corrigir esta situação indesejável, foram desenvolvidos retificadores de onda completa que convertem meias ondas negativas em positivas. Isso pode ser feito de diferentes maneiras, mas a maneira mais fácil é usar uma ponte de diodos.

Arroz. 2

Ponte de diodos - um circuito de retificação de onda completa contendo 4 diodos em vez de um (Fig. 2c). Em cada meio ciclo, dois deles estão abertos e permitem que a eletricidade flua no sentido direto, enquanto os outros dois estão fechados e nenhuma corrente flui através deles. Durante o semiciclo positivo, uma tensão positiva é aplicada ao ânodo VD1 e uma tensão negativa é aplicada ao cátodo VD3. Como resultado, ambos os diodos estão abertos e VD2 e VD4 estão fechados.

Durante o semiciclo negativo, uma tensão positiva é aplicada ao ânodo VD2 e uma tensão negativa é aplicada ao cátodo VD4. Esses dois diodos abrem e aqueles que abrem durante o meio ciclo anterior fecham. A corrente através da resistência de carga flui na mesma direção. Comparado a um retificador de meia onda, o número de ondulações dobra. O resultado é um maior grau de suavização com a mesma capacitância do capacitor do filtro, aumentando a eficiência do transformador utilizado no retificador.

Uma ponte de diodos não só pode ser montada a partir de elementos individuais, mas também fabricada como uma estrutura monolítica (conjunto de diodos). É mais fácil de instalar e os diodos geralmente são selecionados de acordo com os parâmetros. Também é importante que operem nas mesmas condições térmicas. A desvantagem de uma ponte de diodos é a necessidade de substituir todo o conjunto se pelo menos um diodo falhar.

A corrente retificada pulsante ficará ainda mais próxima da constante, o que possibilita a obtenção de uma ponte de diodos trifásica. Sua entrada é conectada a uma fonte de corrente alternada trifásica (gerador ou transformador), e a tensão de saída é quase igual à constante, sendo ainda mais fácil suavizá-la do que após a retificação de onda completa.

Retificador de ponte de diodo

O circuito de um retificador de onda completa baseado em uma ponte de diodos, adequado para montagem DIY, é mostrado na Fig. 3a. A tensão removida do enrolamento abaixador secundário do transformador T está sujeita a retificação. Para fazer isso, você precisa conectar uma ponte de diodos ao transformador.

A tensão retificada pulsante é suavizada por um capacitor eletrolítico C, que possui uma capacitância bastante grande - geralmente da ordem de vários milhares de microfarads. O resistor R atua como uma carga retificadora em marcha lenta. Neste modo, o capacitor C é carregado com um valor de amplitude 1,4 (raiz de dois) vezes maior que o valor da tensão efetiva obtido do enrolamento secundário do transformador.

À medida que a carga aumenta, a tensão de saída diminui. Você pode se livrar dessa desvantagem conectando um simples estabilizador de transistor à saída do retificador. Nos diagramas de circuitos, a imagem de uma ponte de diodos costuma ser simplificada. Na Fig. 3b mostra como o fragmento correspondente na Fig. 3 também pode ser representado. 3a.

Deve-se notar que embora a resistência direta dos diodos seja pequena, ela é diferente de zero. Por isso, aquecem de acordo com a lei de Joule-Lenz, quanto mais forte, maior é a corrente que flui pelo circuito. Para evitar o superaquecimento, diodos de alta potência são frequentemente instalados em dissipadores de calor (radiadores).

A ponte de diodos é um elemento quase obrigatório de qualquer dispositivo eletrônico alimentado pela rede, seja um computador ou um retificador para carregar um celular.

A frase “ponte de diodo” é derivada da palavra “diodo”. Portanto, uma ponte de diodos deve consistir em diodos, mas eles devem estar conectados entre si em uma determinada sequência. Discutiremos por que isso é importante neste artigo.

Designação no diagrama

A ponte de diodos nos diagramas se parece com isto:

Às vezes, nos diagramas, também é designado da seguinte forma:

Como podemos ver, o circuito consiste em quatro diodos. Para que funcione corretamente, devemos conectar os diodos corretamente e aplicar-lhes corretamente tensão alternada. À esquerda vemos dois ícones “~”. Aplicamos tensão alternada a esses dois terminais e removemos a tensão constante dos outros dois terminais indicados pelos sinais “+” e “-“. Uma ponte de diodo também é chamada de retificador de diodo.

Princípio da Operação

Para retificar a tensão CA em CC, você pode usar um diodo para retificação, mas não é aconselhável. Vejamos uma imagem de como tudo ficará:

O diodo corta a meia onda negativa da tensão alternada, deixando apenas a positiva, que vemos na figura acima. A beleza deste circuito simples é que obtemos tensão constante a partir de tensão alternada. O problema reside no facto de estarmos a perder metade da energia CA. O diodo interrompe.

Para corrigir esta situação, grandes mentes criaram um circuito de ponte de diodos. A ponte de diodos “inverte” a meia onda negativa, transformando-a em meia onda positiva, economizando energia.

Na saída da ponte de diodos aparece uma tensão pulsante constante com frequência de 100 Hertz. Isso é o dobro da frequência da rede.

Experiências práticas

Vamos começar com um diodo simples.

O cátodo pode ser facilmente reconhecido pela sua faixa prateada. Quase todos os fabricantes apresentam o cátodo com uma faixa ou ponto.

Para tornar nossos experimentos seguros, usei um dispositivo redutor, que produz 12V a partir de 220V.

Conectamos 220 Volts ao enrolamento primário e removemos 12 Volts do enrolamento secundário. mostrou um pouco mais, já que não há carga no enrolamento secundário. O transformador opera na chamada “velocidade de marcha lenta”.

3,3x5=16,5V é o valor máximo de tensão. E se dividirmos o valor máximo da amplitude pela raiz de dois, obtemos algo em torno de 11,8 Volts. É isso que é . O osciloscópio não mente, está tudo bem.

Mais uma vez, eu poderia ter usado 220 Volts, mas 220 Volts não é brincadeira, então baixei a tensão CA.

Solde nosso diodo em uma extremidade do enrolamento secundário do transformador.

Vamos pegar o osciloscópio novamente

Vejamos o oscilograma

Onde está a parte inferior da imagem? O diodo cortou. Ele deixou apenas a parte superior, ou seja, aquela que é positiva.

Encontramos mais três desses diodos e os soldamos ponte de diodo.

Apegamo-nos ao enrolamento secundário do transformador usando um circuito de ponte de diodos.

Das outras duas extremidades removemos a tensão pulsante constante com uma ponta de prova do osciloscópio e olhamos o oscilograma

Aqui, agora é ordem.

Tipos de pontes de diodo

Para não se preocupar com diodos, os desenvolvedores colocaram todos os quatro diodos em uma caixa. O resultado é um elemento de rádio muito compacto e conveniente - uma ponte de diodos. Acho que você pode adivinhar o que é importado e o que é soviético))).

Por exemplo, na ponte de diodo soviética, os contatos aos quais você precisa aplicar tensão alternada são mostrados com o ícone “~”, e os contatos dos quais você precisa remover a tensão pulsante constante são indicados por “+” e “- “ícones.

Existem muitos tipos de pontes de diodo em diferentes invólucros

Existe até uma ponte de diodos para carro

Há também uma ponte de diodos para tensão trifásica. É montado de acordo com o chamado circuito Larionov e consiste em 6 diodos:

As pontes de diodos trifásicas são usadas principalmente em eletrônica de potência.

Como você deve ter notado, esse retificador trifásico possui cinco terminais. Três saídas por fase e das outras duas saídas retiraremos uma tensão pulsante constante.

Como verificar uma ponte de diodos

1) O primeiro método é o mais simples. A ponte de diodos é verificada quanto à integridade de todos os seus diodos. Para fazer isso, testamos cada diodo com um multímetro e observamos a integridade de cada diodo. Como fazer isso, leia

2) O segundo método está 100% correto. Mas isso exigirá um osciloscópio ou um transformador abaixador. Vamos verificar a ponte de diodos importada. Para isso, conectamos dois de seus contatos à tensão alternada com os símbolos “~”, e dos outros dois contatos, com “+” e “-” fazemos leituras usando um osciloscópio.