Microcircuit punte de diode. Pod de diode - cum funcționează? Principii de funcționare a podului de diode

O punte de diode este un circuit electronic elementar folosit pentru a converti curentul alternativ în curent continuu. Este cea mai comună componentă radio, fără de care nicio sursă de alimentare a redresorului nu poate face.

Tipuri structurale de punți semiconductoare

Puntea de diode poate fi asamblată din elemente semiconductoare individuale sau realizată ca un ansamblu monolitic. Comoditatea acestuia din urmă este ușurința instalării pe o placă de circuit imprimat și dimensiunile generale mici. Parametrii elementelor din acesta sunt selectați cu atenție din fabrică, ceea ce elimină împrăștierea și condițiile de temperatură de funcționare anormale, cu toate acestea, dacă un element al unui astfel de circuit eșuează, întregul ansamblu trebuie înlocuit. Dacă nu sunteți mulțumit de ansamblurile de diode gata făcute, puteți asambla singur acest circuit simplu. Elementele pot fi montate pe o placă de circuit imprimat, dar cel mai adesea se montează direct pe transformator. Dacă este necesară o punte de diode de mare putere, nu trebuie să uităm că diodele se pot încinge foarte mult în acest caz, ele sunt montate pe un radiator de aluminiu pentru a elimina excesul de căldură. Diodele pentru punte trebuie selectate în conformitate cu puterea necesară a circuitului. Valoarea sarcinii poate fi calculată folosind legea lui Ohm pentru a face acest lucru, curentul maxim trebuie înmulțit cu tensiunea maximă. Rezultatul trebuie înmulțit cu doi, astfel încât circuitul să aibă o marjă de siguranță. Când asamblați o punte de diodă, trebuie să vă amintiți că numai 70% din curentul nominal trece prin fiecare diodă.

Principiul de funcționare

O tensiune alternativă este furnizată la intrarea circuitului în primul semiciclu, curentul electric trece prin două diode, a doua pereche de diode este închisă. În a doua jumătate de ciclu, curentul trece prin a doua pereche de diode, iar prima este închisă. Astfel, ieșirea punții de diode produce o tensiune pulsatorie, a cărei frecvență este de două ori mai mare decât cea de intrare. Pentru a netezi ondularea tensiunii de ieșire, la ieșirea podului este plasat un condensator.

Zona de aplicare

Punțile de diode sunt utilizate pe scară largă în echipamentele industriale (surse de alimentare, încărcătoare, circuite de control al motoarelor, regulatoare de putere), în sursele de alimentare pentru aparatele de uz casnic (televizoare, frigidere, aspiratoare, calculatoare, scule electrice etc.), în dispozitivele de iluminat (fluorescent). lămpi, în module de baterii solare), în contoare de energie electrică.

Punte de diode pentru aparat de sudura

Un astfel de redresor trebuie asamblat pe baza de diode puternice (de exemplu, tipul B200 cu un curent maxim de 200 de amperi este potrivit). Au dimensiuni de gabarit substanțiale; corpul lor trebuie așezat pe un radiator de aluminiu pentru a elimina energia termică. Carcasa unor astfel de diode este alimentată, la fel și radiatorul, așa că instalarea trebuie să țină cont de aceste caracteristici. Ca urmare, designul mașinii de sudură crește în dimensiune. Cu toate acestea, există ansambluri gata făcute la vânzare, integrate într-o singură carcasă. Dimensiunile unui astfel de pod sunt comparabile cu o cutie de chibrituri sau cu o dioda de tip B200 fara radiator. Curentul maxim este de 30-50 de amperi, iar prețul este semnificativ mai mic decât diodele descrise mai sus.

Punte de diode generator

Această unitate redresoare, constând din trei semi-poduri paralele, este asamblată pe șase diode (circuit al savantului sovietic A. N. Larionov). Acest circuit transformă tensiunea alternativă trifazată în tensiune continuă.

O diodă este o unitate semiconductoare cu diferite conductivități determinate de tensiunea aplicată. Are două terminale: catod și anod. Dacă se aplică tensiune continuă, adică potențialul la anod este pozitiv în comparație cu catod, unitatea este deschisă.

Dacă tensiunea este negativă, se închide. Această caracteristică și-a găsit aplicație în inginerie electrică: puntea de diode este utilizată activ în sudare pentru a rectifica curentul alternativ și a îmbunătăți calitatea operațiunilor de sudare.

Cum să faci o placă de îndreptat cu propriile mâini?

Dacă meșterul are componentele necesare, este foarte posibil să se realizeze un redresor de sudură de casă. Cu condiția ca toate recomandările specialiștilor să fie respectate, este garantată asigurarea procesului de sudare manuală cu arc cu curent continuu, dar va fi necesară utilizarea unui electrod acoperit.

De asemenea, este permisă utilizarea sârmei fără acoperire, dar numai dacă aveți o experiență vastă în probleme de sudare. Pentru un sudor fără experiență, va fi aproape imposibil să-i facă față.

Punte de diode pentru aparat de sudura.

Acoperirea la topirea electrodului previne pătrunderea componentelor de aer în metalul topit al îmbinării sudate. Fără el, contactul metalului topit cu azotul și oxigenul va reduce proprietățile de rezistență ale cusăturii, făcându-l fragil și poros.

În primul rând, va trebui să selectați sau să închideți un transformator descendente cu propriile mâini cu parametrii necesari. Asamblați transformatorul înainte de a conecta puntea de diode.

Dacă alegeți să fabricați singur dispozitivul, este important să calculați corect elementele acestuia, inclusiv:

• parametrii circuitului magnetic;
• numărul curent de ture;
• dimensiunile secțiunii transversale ale barelor colectoare și ale cablurilor.

Pe o notă! Calculele pentru fabricarea transformatoarelor sunt efectuate folosind o metodologie unificată, astfel încât această sarcină nu prezintă dificultăți chiar și pentru un sudor neexperimentat cu cunoștințe școlare de electricitate.

Lucrarea nu poate fi realizată fără LED-uri: acestea sunt necesare ca conductori de curent într-o singură direcție. Cea mai simplă diodă, creată folosind un circuit de punte, este montată pe un radiator în scopul schimbului de căldură și al răcirii.

Diode puternice pentru o mașină de sudură, cum ar fi VD-200, emit o cantitate destul de mare de energie termică în timpul funcționării. Pentru a asigura o caracteristică de scădere a curentului, va trebui să fie conectată în serie la circuit o bobină.

Rezistența variabilă activă într-un astfel de circuit va oferi sudorului capacitatea de a regla fără probleme curentul de sudare. Apoi, un stâlp trebuie conectat la firul sudat, iar al doilea la obiectul de lucru.

Un condensator electrolitic în circuit este necesar ca filtru de netezire pentru a reduce ondulația.

Nu este dificil să înfășurați singur reostatul, dar pentru o astfel de sarcină veți avea nevoie de un miez ceramic și sârmă de nichel sau nichel. Diametrul real al firului va fi determinat de cantitatea de curent reglabil în operația de sudare.

Calculul rezistenței reostatului trebuie efectuat ținând cont de rezistența specifică a electrodului, secțiunea transversală a acestuia și lungimea totală.

Circuit electric pentru sudare cu punte de diode.

Etapa de reglare curentă pentru sudare depinde de diametrul spirelor. Dacă asamblați corect piesele enumerate într-o singură unitate, procesul de sudare va fi însoțit de curent continuu. Nu ar fi de prisos să instalați o rezistență care să prevină scurtcircuitele în timpul funcționării.

Poate apărea atunci când firul atinge metalul fără a aprinde arcul. Dacă în acest moment nu există rezistență pe condensator, acesta se va descărca instantaneu, va apărea un clic, electrodul se va prăbuși sau se va lipi de metal.

Dacă aveți un rezistor, puteți netezi descărcările de pe condensator și puteți face aprinderea electrodului mai ușoară și mai moale. Realizarea unui dispozitiv pentru rectificarea curentului de sudare cu propriile mâini vă va permite să creați cele mai precise și durabile suduri. .

Rezultate

O punte de diode pentru o mașină de sudură transformă curentul alternativ în curent continuu, ceea ce îmbunătățește calitatea îmbinărilor sudate. Un astfel de dispozitiv poate fi achiziționat gata făcut sau creat cu propriile mâini, urmând sfaturile prezentate în articol.

Toată lumea știe că rețelele casnice funcționează cu tensiune electrică alternativă cu o amplitudine de 220 de volți. Cu toate acestea, anumite exemple de dispozitive electronice moderne (de exemplu, mobilul dvs.) necesită tensiune constantă sau redresată. Un transformator va ajuta la scăderea acestuia la valoarea necesară, iar pentru a rectifica componenta variabilă aveți cu siguranță nevoie de o punte de diode (foto de mai jos).

Dispozitivele redresoare discutate aici fac parte din majoritatea dispozitivelor electronice care necesită curent continuu pentru funcționarea normală (de la unități de sudură la surse de alimentare miniaturale).

Această recenzie oferă o descriere detaliată a circuitului și a principiului de funcționare al unei punți de diode redresoare clasice. De asemenea, se va discuta despre cum să faci o punte de diode cu propriile mâini.

Compoziția modulului redresor

Îi sfătuim pe oricine ar dori să se familiarizeze mai bine cu ce este un redresor să facă o scurtă excursie istorică. Să începem cu faptul că progenitorul punții redresoare este considerat a fi un circuit inventat de omul de știință german L. Graetz, asamblat pe baza a 4 elemente (ansambluri de diode).

Notă! Aceste dispozitive sunt mai bine cunoscute sub numele profesional „Poduri Graetz” sau redresor full-wave.

Astfel de ansambluri de patru diode au devenit în cele din urmă cunoscute sub numele de circuite de punte, care au început să fie folosite ca module de redresare universale.

Puntea clasică de diode, al cărei circuit este prezentat mai jos, conține diode redresoare conectate într-un anumit mod.

Din figura de mai sus se poate observa că circuitul de punte include patru elemente semiconductoare (diode), a căror ordine de conectare corespunde principiului back-to-back. O pereche dintre aceste dispozitive este conectată în direcția de conducere, iar cealaltă are o conexiune inversă.

Principiul de funcționare

Pentru a înțelege cum funcționează o punte de diodă, să ne familiarizăm mai întâi cu însăși esența efectului redresării tensiunilor alternative.

Principiul de funcționare al unei punți redresoare clasice bazată pe patru diode este următorul:

• Când o undă pozitivă de tensiune de rețea ajunge la borna pozitivă a unei diode conectată la sarcină, trece un semnal de curent cu aceeași polaritate;
• În același timp, nici un curent nu trece printr-o altă diodă din perechea din punte, a cărei conexiune este inversată cu prima, deoarece joncțiunea sa este închisă de un potențial de semn opus;
• Dar o jumătate de undă de polaritate inversă trece prin ea în timp util, formând un impuls de curent la ieșire în aceeași direcție ca în primul caz.

Putem spune că pentru fiecare semiundă a tensiunii de intrare există o diodă care generează (după conectarea ei la sarcină) un curent în aceeași direcție.

Conform teoriei ingineriei electrice, efectul observat în acest caz înseamnă îndreptarea acestuia.

Principiul de funcționare al punții de diode discutat mai sus ne permite să tragem următoarele concluzii:

• Ca urmare a procesului descris, la ieșirea redresorului se formează semiunde de curent, având aceeași polaritate pozitivă (figura de mai jos);

• Dacă vă uitați la semnalul la sarcina podului cu un osciloscop, puteți vedea un curent continuu pulsatoriu sub formă de semi-unde de aceeași polaritate care se repetă la o frecvență de 100 Hz;
• Această valoare (100 Hz) se obține prin dublarea frecvenței rețelei de 50 Hz la ieșirea redresorului cu diode;
• Dublarea frecvenței se explică prin faptul că fiecare semiundă a semnalului de intrare este procesată de propria sa diodă (mai precis, o pereche de ele).

Informații suplimentare. După filtrarea ondulațiilor rezultate după rectificare (aceasta se face folosind condensatoare electrolitice), se obține o tensiune redresată la sarcină.

Uneori, pentru a-și înregistra prezența la ieșirea circuitului, acesta din urmă este completat cu indicație LED. Când LED-ul conectat prin rezistorul de limitare se aprinde, puteți fi sigur că la ieșire a apărut un potențial constant.

Pentru o linie de alimentare trifazată, trebuie utilizate tipuri speciale de circuite de punte, selectate și incluse ținând cont de caracteristicile sursei de alimentare a centralelor electrice. Trimitem tuturor celor care doresc să se familiarizeze cu modul în care funcționează o punte redresoare trifazată la următoarea adresă http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Fă-ți propria punte

Înainte de a lipi puntea de diode, asigurați-vă că verificați funcționalitatea fiecăreia dintre diodele incluse în compoziția sa. De asemenea, atragem atenția asupra faptului că poate fi asamblat din elemente individuale (discrete) sau luat sub forma unui ansamblu de carcasă solidă cu patru contacte de ieșire.

Fiecare dintre aceste opțiuni de punte are propriile sale avantaje și dezavantaje.

Important! Dacă o diodă dintr-un ansamblu monolitic eșuează, întregul ansamblu va trebui înlocuit (în ciuda faptului că cele trei elemente rămase pot fi deservite).

Dar un astfel de modul este foarte convenabil atunci când lipiți un circuit redresor, când trebuie să conectați o punte de diode la o sursă de tensiune alternativă pe de o parte și la o sarcină pe de altă parte.

Într-o situație în care asamblam o punte de diode cu propriile mâini din elemente discrete, este întotdeauna posibil să înlocuim fiecare dintre ele independent de celelalte. Dar cu această abordare, procesul de fabricație în sine devine mai complicat, pentru care toate cele patru componente ale sale vor trebui lipite.

După finalizarea autoasamblarii produsului redresor, tot ce rămâne este să conectați puntea de diode la un transformator sau altă sursă de la care este furnizată tensiune alternativă.

În partea finală a revizuirii, dedicată modului în care funcționează circuitul de punte cu diode, atragem atenția asupra faptului că atunci când îl asamblați singur, ar trebui să studiați parametrii elementelor incluse în compoziția sa. Cunoașterea acestor date vă va permite să calculați corect curenții de sarcină admisibili și, de asemenea, să vă asigurați că ansamblul diodei nu va eșua.

Video

Există un pod peste un râu, peste o râpă și, de asemenea, peste un drum. Dar ați auzit vreodată expresia „punte de diode”? Ce fel de pod este acesta? Dar vom încerca să găsim un răspuns la această întrebare.

Expresia „punte de diode” este derivată din cuvântul „diodă”. Se pare că puntea de diode trebuie să fie formată din diode. Dar dacă există diode în puntea de diode, înseamnă că dioda va trece într-o direcție, dar nu în cealaltă. Am folosit această proprietate a diodelor pentru a le determina performanța. Dacă nu vă amintiți cum am făcut-o, atunci acesta este locul potrivit pentru dvs. Prin urmare, se folosește o punte de diode pentru a obține o tensiune constantă dintr-o tensiune alternativă.

Și iată diagrama punții de diode:

Uneori, în diagrame este desemnat după cum urmează:

După cum putem vedea, circuitul este format din patru diode. Dar pentru ca circuitul punții de diode să funcționeze, trebuie să conectăm corect diodele și să le aplicăm corect tensiune alternativă. În stânga vedem două pictograme „~”. Aplicăm tensiune alternativă acestor două terminale și eliminăm tensiunea constantă de la celelalte două terminale: plus și minus.

Pentru a transforma tensiunea alternativă în tensiune continuă, puteți folosi o diodă pentru redresare, dar nu este recomandabil. Să ne uităm la poză:

Tensiunea AC se modifică în timp. Dioda trece tensiunea prin ea însăși numai atunci când tensiunea este peste zero, iar când scade sub zero, dioda se oprește. Cred că totul este elementar și simplu. Dioda oprește semiunda negativă, lăsând doar semiundă pozitivă, ceea ce vedem în figura de mai sus. Și frumusețea acestui circuit simplu este că obținem tensiune constantă de la tensiunea alternativă.Întreaga problemă este că pierdem jumătate din curent alternativ. Dioda o oprește prostește.

Pentru a corecta această situație, a fost dezvoltat un circuit de punte cu diode. Puntea de diodă „întoarce” semiundă negativă, transformând-o într-o semiundă pozitivă. Astfel economisim energie. Minunat nu?

La ieșirea punții de diode avem o tensiune pulsatorie constantă cu o frecvență de două ori mai mare decât frecvența rețelei: 100 Hz.

Cred că nu este nevoie să scrieți cum funcționează circuitul, oricum nu veți avea nevoie de el, principalul lucru este să vă amintiți unde merge tensiunea alternativă și de unde vine tensiunea constantă pulsatorie.

Să aruncăm o privire practică asupra modului în care funcționează o diodă și o punte de diodă.

Mai întâi, să luăm o diodă.

L-am dezlipit de la sursa computerului. Catodul poate fi identificat cu ușurință după dunga sa. Aproape toți producătorii arată catodul cu o dungă sau un punct.

Pentru ca experimentele noastre să fie sigure, am luat un transformator coborâtor, care transformă 220 de volți în 12 volți. Pentru cei care nu știu cum face asta, puteți citi articolul despre designul transformatorului.

Conectăm 220 de volți la înfășurarea primară și scoatem 12 volți din înfășurarea secundară. Desenul animat arată puțin mai mult, deoarece nicio sarcină nu este conectată la înfășurarea secundară. Transformatorul funcționează la așa-numita „turație în gol”.

Să ne uităm la oscilograma care provine din înfășurarea secundară a transei. Amplitudinea maximă a tensiunii este ușor de calculat. Dacă nu vă amintiți cum să calculați, puteți consulta articolul Osciloscop. Bazele de operare. 3.3x5= 16.5V este valoarea maximă a tensiunii. Și dacă împărțim valoarea maximă a amplitudinii la rădăcina a doi, ajungem undeva la 11,8 volți. Aceasta este valoarea tensiunii efective. Oscill nu minte, totul este OK.

Încă o dată, aș fi putut folosi 220 de volți, dar 220 de volți nu este o glumă, așa că am scăzut tensiunea alternativă.

Lipiți dioda noastră la un capăt al înfășurării secundare a transmisiei.

Ne agățăm din nou cu sonde de oscilație

Să ne uităm la oscilații

Unde este partea de jos a imaginii? Dioda a întrerupt-o. Dioda a lăsat doar partea superioară, adică cea care este pozitivă. Și din moment ce a tăiat partea inferioară, a tăiat în consecință puterea.

Mai găsim trei astfel de diode și lipim puntea de diode.

Ne agățăm de înfășurarea secundară a transului conform circuitului punții de diode.

De la celelalte două capete eliminăm tensiunea pulsatorie constantă cu sonde de oscilator și ne uităm la oscilatoare.

Ei bine, acum totul este în ordine și nu am pierdut nicio putere :-).

Pentru a nu se încurca cu diodele, dezvoltatorii au plasat toate cele patru diode într-o singură carcasă. Rezultatul este o punte de diode foarte compactă și convenabilă. Cred că poți ghici care este importat și care este sovietic))).

Și iată-l pe cel sovietic:

Cum ai ghicit? :-) De exemplu, pe o punte de diode sovietică, sunt afișate contactele cărora trebuie aplicată o tensiune alternativă (cu simbolul „~”) și contactele de la care trebuie eliminată o tensiune constantă de pulsație („+” și "-") sunt afișate.

Să verificăm puntea de diode importată. Pentru a face acest lucru, conectăm două dintre contactele sale la variabilă, iar de la celelalte două contacte luăm citiri pe oscilator.

Și iată oscilograma:

Aceasta înseamnă că puntea de diode importată funcționează bine.

În concluzie, aș dori să adaug că puntea de diode este utilizată în aproape toate echipamentele radio care consumă tensiune din rețea, fie el un simplu televizor sau chiar un încărcător de telefon mobil. Puntea de diode este verificată pentru funcționalitatea tuturor diodelor sale.

Așadar, dragii mei, ne-am asamblat schema și este timpul să o verificăm, să o testam și să ne bucurăm de această fericire. Următorul este conectarea circuitului la sursa de alimentare. Să începem. Nu ne vom opri asupra bateriilor, acumulatorilor și altor surse de alimentare, vom trece direct la sursele de alimentare. Aici vom analiza schemele de rectificare existente, cum funcționează și ce pot face. Pentru experimente vom avea nevoie de tensiune monofazată (acasă de la o priză) și piesele corespunzătoare. În industrie se folosesc redresoare trifazate, nici nu le vom lua în considerare. Dacă crești pentru a fi electrician, atunci ești binevenit.

Sursa de alimentare este formată din câteva părți cele mai importante: Transformator de rețea - indicat în diagramă ca fiind similar cu cel din figură,

Redresor - denumirea sa poate varia. Redresorul este format din una, două sau patru diode, în funcție de care redresor. Acum ne vom da seama.

a) - o diodă simplă.
b) - punte de diode. Constă din patru diode conectate ca în figură.
c) - aceeași punte de diode, doar desenată mai simplu pentru concizie. Atribuțiile de contact sunt aceleași ca și pentru puntea de la litera b).

Filtru condensator. Acest lucru este neschimbat atât în ​​timp, cât și în spațiu și este desemnat după cum urmează:

Există multe denumiri pentru un condensator, atâtea câte sisteme de desemnare există în lume. Dar, în general, toate sunt asemănătoare. Să nu ne încurcăm. Și pentru claritate, să desenăm o sarcină, să o notăm ca Rl - rezistența la sarcină. Aceasta este schema noastră. De asemenea, vom schița contactele sursei de alimentare la care vom conecta această sarcină.

În continuare - câteva postulate.
- Tensiunea de ieșire este definită ca Uconst = U*1.41. Adică, dacă avem 10 volți de tensiune alternativă pe înfășurare, atunci pe condensator și pe sarcină vom obține 14,1 V. Ca asta.
- Sub sarcină, tensiunea scade puțin și cât de mult depinde de designul transformatorului, de puterea acestuia și de capacitatea condensatorului.
- Diodele redresoare ar trebui să fie de 1,5-2 ori mai mult curent decât este necesar. Pentru stoc. Dacă dioda este destinată instalării pe un radiator (cu o piuliță sau un orificiu pentru șuruburi), atunci la un curent mai mare de 2-3A trebuie instalată pe radiator.

Permiteți-mi să vă reamintesc și ce este tensiunea bipolară. Dacă cineva a uitat. Luăm două baterii și le conectăm în serie. Punctul de mijloc, adică punctul în care sunt conectate bateriile, va fi numit punctul comun. Este cunoscută în mod popular ca pământ, pământ, corp, fir comun. Burghezia îl numește GND (sol), denumit adesea 0V (zero volți). Voltmetrele și osciloscoapele sunt conectate la acest fir, semnalele de intrare sunt furnizate circuitelor și semnalele de ieșire sunt preluate. De aceea, numele său este fir comun. Deci, dacă conectăm testerul cu firul negru în acest punct și măsurăm tensiunea bateriilor, atunci testerul va afișa plus 1,5 volți pe o baterie și minus 1,5 volți pe cealaltă. Această tensiune +/-1,5V se numește bipolară. Ambele polarități, adică plus și minus, trebuie să fie egale. Adică +/-12, +/-36V, +/-50 etc. Un semn de tensiune bipolară este dacă trei fire merg de la circuit la sursa de alimentare (plus, comun, minus). Dar acest lucru nu este întotdeauna cazul - dacă vedem că circuitul este alimentat de o tensiune de +12 și -5, atunci o astfel de putere se numește două nivele, dar vor mai exista trei fire la sursa de alimentare. Ei bine, dacă circuitului sunt furnizate până la patru tensiuni, de exemplu +/-15 și +/-36, atunci vom numi pur și simplu această sursă de alimentare - bipolară cu două niveluri.

Ei bine, acum la obiect.

1. Circuit redresare punte.
Cea mai comună schemă. Vă permite să obțineți tensiune unipolară dintr-o înfășurare a transformatorului. Circuitul are ondulație minimă de tensiune și are un design simplu.

2. Circuit cu semi-undă.
La fel ca și pavajul, ne pregătește o tensiune unipolară dintr-o înfășurare a transformatorului. Singura diferență este că acest circuit are o ondulație dublă în comparație cu un circuit în punte, dar o diodă în loc de patru simplifică foarte mult circuitul. Este folosit pentru curenți mici de sarcină, și numai cu un transformator care este mult mai mare decât puterea de sarcină, deoarece un astfel de redresor determină inversarea magnetizării unilaterale a transformatorului.

3. Undă plină cu punct de mijloc.
Două diode și două înfășurări (sau o înfășurare cu un punct de mijloc) ne vor furniza o tensiune de ondulare scăzută, plus că vom obține pierderi mai mici față de un circuit în punte, deoarece avem 2 diode în loc de patru.

4. Circuitul de punte al unui redresor bipolar.
Pentru mulți, acesta este un subiect dureros. Avem două înfășurări (sau una cu un punct de mijloc), eliminăm două tensiuni identice din ele. Vor fi egale, ondulațiile vor fi mici, deoarece circuitul este un circuit în punte, tensiunea de pe fiecare condensator este calculată ca tensiunea de pe fiecare înfășurare înmulțită cu rădăcina a doi - totul este ca de obicei. Un fir din punctul de mijloc al înfășurărilor egalizează tensiunea de pe condensatoare dacă sarcinile pozitive și negative sunt diferite.

5. Circuit de dublare a tensiunii.
Acestea sunt două circuite cu jumătate de undă, dar cu diode conectate în moduri diferite. Este folosit dacă trebuie să obținem dublul tensiunii. Tensiunea de pe fiecare condensator va fi determinată de formula noastră, iar tensiunea totală de pe ele va fi dublată. La fel ca circuitul cu jumătate de undă, și acesta are ondulații mari. Puteți vedea o ieșire bipolară în ea - dacă apelați punctul de mijloc al condensatorilor la masă, atunci se dovedește ca în cazul bateriilor, aruncați o privire mai atentă. Dar nu puteți obține multă putere dintr-un astfel de circuit.

6. Obținerea tensiunii de polaritate diferită de la două redresoare.
Nu este deloc necesar ca acestea să fie aceleași surse de alimentare - pot fi fie diferite ca tensiune, fie diferite ca putere. De exemplu, dacă circuitul nostru consumă 1A la +12 volți și 0,5A la -5 volți, atunci avem nevoie de două surse de alimentare - +12V 1A și -5V 0,5A. De asemenea, puteți conecta două redresoare identice pentru a obține o tensiune bipolară, de exemplu, pentru a alimenta un amplificator.

7. Conectarea în paralel a redresoarelor identice.
Ne dă aceeași tensiune, doar cu curent dublu. Dacă conectăm două redresoare, atunci vom avea o creștere dublă a curentului, trei - triplă etc.

Ei bine, dacă totul vă este clar, dragii mei, atunci probabil vă voi da niște teme. Formula pentru calcularea capacității filtrului pentru un redresor cu undă completă este:

Pentru un redresor cu jumătate de undă, formula este ușor diferită:

Cele două din numitor sunt numărul de „cicluri” de rectificare. Pentru un redresor trifazat, numitorul va fi trei.

În toate formulele, variabilele sunt denumite astfel:
Cf - capacitatea condensatorului filtrului, µF
Po - puterea de ieșire, W
U - tensiune redresată de ieșire, V
f - frecvența tensiunii alternative, Hz
dU - interval de pulsații, V

Pentru referință, ondulații permise:
Amplificatoare pentru microfon - 0,001...0,01%
Tehnologie digitală - ondulație 0,1...1%
Amplificatoare de putere - ondulație a unei surse de alimentare încărcate 1...10% în funcție de calitatea amplificatorului.

Aceste două formule sunt valabile pentru redresoare de tensiune cu o frecvență de până la 30 kHz. La frecvențe mai mari, condensatoarele electrolitice își pierd eficiența, iar redresorul este proiectat puțin diferit. Dar acesta este un alt subiect.

În multe dispozitive electronice care funcționează la curent alternativ de 220 de volți, sunt instalate punți de diode. Circuitul de punte cu diode de 12 volți vă permite să îndepliniți eficient funcția de redresare a curentului alternativ. Acest lucru se datorează faptului că majoritatea dispozitivelor folosesc curent continuu pentru a funcționa.

Cum funcționează o punte de diode?

Un curent alternativ cu o anumită frecvență variabilă este furnizat la contactele de intrare ale punții. La ieșirile cu valori pozitive și negative se generează un curent unipolar, care a crescut ondulația, depășind semnificativ frecvența curentului furnizat la intrare.

Pulsațiile care apar trebuie eliminate, altfel circuitul electronic nu va putea funcționa normal. Prin urmare, circuitul conține filtre speciale, care sunt filtre electrolitice cu o capacitate mare.

Ansamblul punte în sine este format din patru diode cu aceiași parametri. Acestea sunt conectate într-un circuit comun și sunt găzduite într-o carcasă comună.

Puntea de diode are patru terminale. Două dintre ele sunt conectate la tensiune alternativă, iar celelalte două sunt bornele pozitive și negative ale tensiunii redresate pulsatorii.

O punte redresoare sub forma unui ansamblu de diode are avantaje tehnologice semnificative. Astfel, o parte monolitică este instalată pe placa de circuit imprimat deodată. În timpul funcționării, toate diodele sunt prevăzute cu aceleași condiții termice. Costul ansamblului total este mai mic decât patru diode separat. Cu toate acestea, această parte are un dezavantaj serios. Dacă cel puțin o diodă se defectează, întregul ansamblu trebuie înlocuit. Dacă se dorește, orice diagramă generală poate fi înlocuită cu patru părți separate.

Aplicarea punților de diode

Orice dispozitive și electronice care sunt alimentate cu curent electric alternativ au un circuit de punte de diode de 12 volți. Este folosit nu numai în transformatoare, ci și în redresoare de impulsuri. Cea mai tipică unitate de comutare este sursa de alimentare a computerului.

În plus, punțile de diode sunt folosite în lămpi fluorescente compacte sau lămpi de economisire a energiei. Ele dau un efect foarte bun atunci când sunt folosite în balasturi electronice. Sunt utilizate pe scară largă în toate modelele de dispozitive moderne.

Cum se face o punte de diode

O punte de diode va ajuta la transformarea curentului alternativ în curent continuu - diagrama și principiul de funcționare a acestui dispozitiv sunt prezentate mai jos. Într-un circuit de iluminat convențional, curge un curent alternativ, care își schimbă magnitudinea și direcția de 50 de ori într-o secundă. Transformarea lui într-una permanentă este o nevoie destul de comună.

Principiul de funcționare al unei diode semiconductoare

Numele dispozitivului descris indică în mod clar că acest design constă din diode - dispozitive semiconductoare care conduc bine electricitatea într-o direcție și practic nu o conduc în direcția opusă. O imagine a acestui dispozitiv (VD1) pe diagramele de circuit este prezentată în Fig. 2c. Când curentul trece prin el în direcția înainte - de la anod (stânga) la catod (dreapta), rezistența sa este scăzută. Când direcția curentului se schimbă în direcția opusă, rezistența diodei crește de multe ori. În acest caz, trece un curent invers ușor diferit de zero.

Prin urmare, atunci când o tensiune alternativă Uin (graficul din stânga) este aplicată unui circuit care conține o diodă, electricitatea curge prin sarcină numai în timpul semiciclurilor pozitive când anodului este aplicată o tensiune pozitivă. Semiciclurile negative sunt „închise” și practic nu există curent în rezistența de sarcină în acest moment.

Strict vorbind, tensiunea de ieșire U out (graficul din dreapta) nu este constantă, deși curge într-o singură direcție, dar pulsatorie. Este ușor de înțeles că numărul de impulsuri (pulsații) pe secundă este de 50. Acest lucru nu este întotdeauna acceptabil, dar ondulațiile pot fi netezite dacă conectați un condensator cu o capacitate suficient de mare în paralel cu sarcina. Încărcarea în timpul impulsurilor de tensiune, în intervalele dintre ele condensatorul este descărcat în rezistența de sarcină. Pulsațiile sunt netezite, iar tensiunea devine aproape constantă.

Un redresor fabricat în conformitate cu acest circuit se numește redresor cu jumătate de undă, deoarece utilizează doar o jumătate de ciclu din tensiunea redresată. Cele mai semnificative dezavantaje ale unui astfel de redresor sunt următoarele:

• grad crescut de ondulare a tensiunii redresate;
• eficiență scăzută;
• greutatea mare a transformatorului și utilizarea lui irațională.

Prin urmare, astfel de circuite sunt utilizate numai pentru alimentarea dispozitivelor cu putere redusă. Pentru a corecta această situație nedorită, au fost dezvoltate redresoare cu undă completă care convertesc semiundele negative în cele pozitive. Acest lucru se poate face în moduri diferite, dar cel mai simplu mod este utilizarea unei punți de diode.

Orez. 2

Punte de diode - un circuit de redresare cu undă completă care conține 4 diode în loc de una (Fig. 2c). În fiecare jumătate de ciclu, două dintre ele sunt deschise și permit energiei electrice să curgă în direcția înainte, în timp ce celelalte două sunt închise și nu trece curent prin ele. În timpul semiciclului pozitiv, tensiunea pozitivă este aplicată anodului VD1, iar tensiunea negativă este aplicată catodului VD3. Ca rezultat, ambele aceste diode sunt deschise, iar VD2 și VD4 sunt închise.

În timpul semiciclului negativ, tensiunea pozitivă este aplicată anodului VD2, iar tensiunea negativă este aplicată catodului VD4. Aceste două diode se deschid, iar cele deschise în timpul semiciclului anterior se închid. Curentul prin rezistența de sarcină circulă în aceeași direcție. În comparație cu un redresor cu jumătate de undă, numărul de ondulații se dublează. Rezultatul este un grad mai mare de netezire cu aceeași capacitate a condensatorului de filtru, crescând eficiența transformatorului folosit în redresor.

O punte de diode nu poate fi asamblată numai din elemente individuale, ci și fabricată ca structură monolitică (ansamblu de diode). Este mai ușor de instalat, iar diodele sunt de obicei selectate în funcție de parametri. De asemenea, este important ca acestea să funcționeze în aceleași condiții termice. Dezavantajul unei punți de diode este necesitatea înlocuirii întregului ansamblu dacă chiar și o diodă se defectează.

Curentul redresat pulsatoriu va fi și mai aproape de constant, ceea ce face posibilă obținerea unei punți de diode trifazate. Intrarea sa este conectată la o sursă de curent alternativ trifazat (generator sau transformator), iar tensiunea de ieșire este aproape aceeași cu cea constantă și este chiar mai ușor să o netezi decât după rectificarea cu undă completă.

Redresor cu punte cu diode

În Fig. 3a. Tensiunea eliminată de la înfășurarea secundară a transformatorului T este supusă redresării. Pentru a face acest lucru, trebuie să conectați o punte de diodă la transformator.

Tensiunea rectificată pulsatorie este netezită de un condensator electrolitic C, care are o capacitate destul de mare - de obicei de ordinul a câteva mii de microfarad. Rezistorul R acţionează ca sarcină redresor la ralanti. În acest mod, condensatorul C este încărcat la o valoare a amplitudinii care este de 1,4 (rădăcină de două) ori mai mare decât valoarea tensiunii efective luată din înfășurarea secundară a transformatorului.

Pe măsură ce sarcina crește, tensiunea de ieșire scade. Puteți scăpa de acest dezavantaj conectând un stabilizator simplu de tranzistor la ieșirea redresorului. În diagramele de circuit, imaginea unei punți de diode este adesea simplificată. În fig. 3b arată cum fragmentul corespunzător din fig. 3 poate fi de asemenea reprezentat. 3a.

Trebuie remarcat faptul că, deși rezistența directă a diodelor este mică, este totuși diferită de zero. Din acest motiv, ele se încălzesc în conformitate cu legea Joule-Lenz, cu cât este mai puternic, cu atât este mai mare curentul care circulă prin circuit. Pentru a preveni supraîncălzirea, diodele de mare putere sunt adesea instalate pe radiatoare (radiatoare).

O punte de diode este un element aproape obligatoriu al oricărui dispozitiv electronic alimentat de rețea, fie el un computer sau un redresor pentru încărcarea unui telefon mobil.

Expresia „punte de diodă” este derivată din cuvântul „diodă”. Prin urmare, o punte de diode trebuie să fie formată din diode, dar acestea trebuie conectate între ele într-o anumită secvență. Vom discuta de ce acest lucru este important în acest articol.

Desemnarea pe diagramă

Puntea de diode din diagrame arată astfel:

Uneori, în diagrame este, de asemenea, desemnat după cum urmează:

După cum putem vedea, circuitul este format din patru diode. Pentru ca acesta să funcționeze corect, trebuie să conectăm corect diodele și să le aplicăm corect tensiune alternativă. În stânga vedem două pictograme „~”. Aplicăm tensiune alternativă acestor două terminale și eliminăm tensiunea constantă de la celelalte două terminale indicate de semnele „+” și „-“. O punte de diode se mai numește și redresor de diode.

Principiul de funcționare

Pentru a rectifica tensiunea AC în DC, puteți utiliza o diodă pentru rectificare, dar nu este recomandabil. Să ne uităm la o imagine despre cum va arăta totul:

Dioda oprește semiunda negativă a tensiunii alternative, lăsând doar pozitivul, pe care îl vedem în figura de mai sus. Frumusețea acestui circuit simplu este că obținem tensiune constantă de la tensiunea alternativă. Problema constă în faptul că pierdem jumătate din curent alternativ. Dioda o întrerupe.

Pentru a corecta această situație, minți mari au venit cu un circuit de punte de diode. Puntea de diodă „întoarce” semi-undă negativă, transformând-o într-o semi-undă pozitivă, economisind astfel energie.

La ieșirea punții de diode apare o tensiune pulsatorie constantă cu o frecvență de 100 Hertz. Aceasta este de două ori frecvența rețelei.

Experiențe practice

Să începem cu o diodă simplă.

Catodul poate fi recunoscut cu ușurință după dunga argintie. Aproape toți producătorii arată catodul cu o dungă sau un punct.

Pentru ca experimentele noastre să fie sigure, am luat un dispozitiv step-down, care face 12V de la 220V.

Conectăm 220 de volți la înfășurarea primară și scoatem 12 volți din înfășurarea secundară. a arătat puțin mai mult, deoarece nu există nicio sarcină pe înfășurarea secundară. Transformatorul funcționează la așa-numita „turație în gol”.

3.3x5=16.5V este valoarea maximă a tensiunii. Și dacă împărțim valoarea maximă a amplitudinii la rădăcina a doi, ajungem undeva la 11,8 volți. Asta e . Osciloscopul nu minte, totul este OK.

Încă o dată, aș fi putut folosi 220 de volți, dar 220 de volți nu este o glumă, așa că am scăzut tensiunea de curent alternativ.

Lipiți dioda noastră la un capăt al înfășurării secundare a transformatorului.

Să luăm din nou osciloscopul

Să ne uităm la oscilogramă

Unde este partea de jos a imaginii? Dioda a întrerupt-o. A lăsat doar partea de sus, adică cea pozitivă.

Mai găsim trei astfel de diode și le lipim punte de diode.

Ne agățăm de înfășurarea secundară a transformatorului folosind un circuit cu punte de diode.

De la celelalte două capete eliminăm tensiunea pulsatorie constantă cu o sondă de osciloscop și ne uităm la oscilograma

Iată, acum e ordine.

Tipuri de punți de diode

Pentru a nu se deranja cu diode, dezvoltatorii au plasat toate cele patru diode într-o singură carcasă. Rezultatul este un element radio foarte compact și convenabil - o punte de diode. Cred că poți ghici care este importat și care este sovietic))).

De exemplu, pe puntea de diode sovietice contactele la care trebuie să aplicați tensiune alternativă sunt afișate cu pictograma „~”, iar contactele de la care trebuie să eliminați tensiunea pulsatorie constantă sunt indicate prin „+” și „- „ icoane.

Există multe tipuri de punți de diode în diferite carcase

Există chiar și o punte de diode auto

Există, de asemenea, o punte de diode pentru tensiune trifazată. Este asamblat conform așa-numitului circuit Larionov și este format din 6 diode:

Punțile de diode trifazate sunt utilizate în principal în electronica de putere.

După cum probabil ați observat, un astfel de redresor trifazat are cinci terminale. Trei ieșiri pe fază și din celelalte două ieșiri vom elimina o tensiune pulsatorie constantă.

Cum se verifică o punte de diode

1) Prima metodă este cea mai simplă. Puntea de diode este verificată de integritatea tuturor diodelor sale. Pentru a face acest lucru, testăm fiecare diodă cu un multimetru și ne uităm la integritatea fiecărei diode. Cum să faci asta, citește

2) A doua metodă este 100% corectă. Dar acest lucru va necesita un osciloscop sau un transformator coborâtor. Să verificăm puntea de diode importată. Pentru a face acest lucru, conectăm două dintre contactele sale la tensiune alternativă cu simbolurile „~”, iar de la celelalte două contacte, cu „+” și „-” luăm citiri folosind un osciloscop.

Să ne uităm la oscilogramă

Aceasta înseamnă că puntea de diode importată funcționează.

rezumat

O punte de diodă (redresoare) este utilizată pentru a converti curentul alternativ în curent continuu.

O punte de diode este folosită în aproape toate echipamentele radio care „mâncă” tensiune dintr-o rețea alternativă, fie că este un simplu televizor sau chiar un încărcător de telefon mobil.