Mikrovezje diodnega mostu. Diodni most - kako deluje? Načelo delovanja diodnih mostov

Diodni most je osnovno elektronsko vezje, ki se uporablja za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni. Je najpogostejša radijska komponenta, brez katere ne more noben usmerniški napajalnik.

Strukturne vrste polprevodniških mostov

Diodni most je lahko sestavljen iz posameznih polprevodniških elementov ali izdelan kot monolitni sklop. Priročnost slednjega je enostavna namestitev na tiskano vezje in majhne skupne dimenzije. Parametri elementov v njem so skrbno izbrani v tovarni, kar odpravlja njihovo razpršenost in poševne delovne temperaturne pogoje, če pa en element takšnega vezja odpove, je treba zamenjati celoten sklop. Če niste zadovoljni z že pripravljenimi sklopi diod, lahko to preprosto vezje sestavite sami. Elemente lahko montiramo na tiskano vezje, najpogosteje pa se montira neposredno na transformator. Če je potreben visokozmogljiv diodni most, ne smemo pozabiti, da se diode lahko zelo segrejejo, v tem primeru so nameščene na aluminijastem radiatorju za odvajanje odvečne toplote. Diode za most je treba izbrati v skladu z zahtevano močjo vezja. Vrednost obremenitve je mogoče izračunati z uporabo Ohmovega zakona; za to je treba največji tok pomnožiti z največjo napetostjo. Rezultat je treba pomnožiti z dvema, tako da ima tokokrog rezervo varnosti. Pri sestavljanju diodnega mostu ne pozabite, da skozi vsako diodo teče le 70 odstotkov nazivnega toka.

Načelo delovanja

Na vhod vezja se napaja izmenična napetost, v prvem polciklu električni tok prehaja skozi dve diodi, drugi par diod je zaprt. V drugem polciklu tok teče skozi drugi par diod, prvi pa je zaprt. Tako izhod diodnega mostu proizvaja pulzirajočo napetost, katere frekvenca je dvakrat višja od vhodne. Za izravnavo valovanja izhodne napetosti je na izhodu mostu nameščen kondenzator.

Področje uporabe

Diodni mostovi se pogosto uporabljajo v industrijski opremi (napajalniki, polnilniki, krmilna vezja motorjev, regulatorji moči), v napajalnikih za gospodinjske aparate (televizorji, hladilniki, sesalniki, računalniki, električna orodja itd.), v napravah za razsvetljavo (fluorescentne sijalke, v modulih solarnih baterij), v števcih električne energije.

Diodni most za varilni stroj

Takšen usmernik je treba sestaviti na osnovi močnih diod (primeren je na primer tip B200 z največjim tokom 200 amperov). Imajo znatne skupne dimenzije, njihovo telo mora biti nameščeno na aluminijastem radiatorju za odvzem toplotne energije. Ohišje takšnih diod je pod napetostjo, radiator tudi, zato je treba pri vgradnji upoštevati te značilnosti. Zaradi tega se zasnova varilnega stroja poveča. Vendar pa so v prodaji že pripravljeni sklopi, integrirani v eno ohišje. Dimenzije takšnega mostu so primerljive s škatlico vžigalic ali eno diodo tipa B200 brez radiatorja. Največji tok je 30-50 amperov, cena pa je bistveno nižja od zgoraj opisanih diod.

Diodni most generatorja

Ta usmerniška enota, sestavljena iz treh vzporednih pol-mostov, je sestavljena na šestih diodah (vezje sovjetskega znanstvenika A. N. Larionova). To vezje pretvori trifazno izmenično napetost v enosmerno napetost.

Dioda je polprevodniška enota z različnimi prevodnostmi, ki jih določa uporabljena napetost. Ima dva terminala: katodo in anodo. Če je uporabljena enosmerna napetost, to je, če je potencial na anodi pozitiven v primerjavi s katodo, je enota odprta.

Če je napetost negativna, se zapre. Ta funkcija je našla uporabo v elektrotehniki: diodni most se aktivno uporablja pri varjenju za popravljanje izmeničnega toka in izboljšanje kakovosti varjenja.

Kako narediti ravnalnik z lastnimi rokami?

Če ima obrtnik potrebne komponente, je povsem mogoče izdelati domači varilni usmernik. Ob upoštevanju vseh priporočil strokovnjakov je zagotovljen postopek ročnega obločnega varjenja z enosmernim tokom, vendar bo potrebna uporaba oplaščene elektrode.

Prav tako je dovoljeno uporabljati žico brez prevleke, vendar le, če imate bogate izkušnje z varjenjem. Za neizkušenega varilca bo skoraj nemogoče obvladati to.

Diodni most za varilni stroj.

Premaz pri taljenju elektrode preprečuje prodiranje zračnih komponent v staljeno kovino zvarjenega spoja. Brez njega bo stik staljene kovine z dušikom in kisikom zmanjšal trdnostne lastnosti šiva, zaradi česar bo krhek in porozen.

Najprej boste morali izbrati ali naviti padajoči transformator z lastnimi rokami z zahtevanimi parametri. Pred priključitvijo diodnega mostu sestavite transformator.

Če se odločite za izdelavo naprave sami, je pomembno, da pravilno izračunate njene elemente, vključno z:

• parametri magnetnega vezja;
• trenutno število obratov;
• dimenzije preseka vodil in žic.

Na opombo! Izračuni za izdelavo transformatorjev se izvajajo po enotni metodologiji, zato ta naloga ne predstavlja težav niti za neizkušenega varilca s šolskim znanjem o elektriki.

Brez LED diod ni mogoče delati: potrebne so kot tokovni vodniki v eni sami smeri. Najenostavnejša dioda, ustvarjena z uporabo mostnega vezja, je nameščena na radiatorju za izmenjavo toplote in hlajenje.

Zmogljive diode za varilni stroj, kot je VD-200, med delovanjem oddajajo precej veliko toplotne energije. Da bi zagotovili karakteristiko padajočega toka, je treba dušilko priključiti zaporedno na vezje.

Aktivni spremenljivi upor v takem vezju bo varilcu zagotovil možnost gladkega uravnavanja varilnega toka. Nato je treba en pol priključiti na varjeno žico, drugega pa na delovni predmet.

Elektrolitski kondenzator v vezju je potreben kot gladilni filter za zmanjšanje valovanja.

Navijanje reostata ni težko samostojno, vendar boste za takšno nalogo potrebovali keramično jedro in nikljevo ali nikromovo žico. Dejanski premer žice bo določen z količino nastavljivega toka med varjenjem.

Izračun upora reostata je treba opraviti ob upoštevanju specifičnega upora elektrode, njenega preseka in skupne dolžine.

Električno vezje za varjenje z diodnim mostom.

Korak nastavitve toka za varjenje je odvisen od premera zavojev. Če pravilno sestavite naštete dele v eno samo enoto, bo postopek varjenja spremljal enosmerni tok. Ne bi bilo odveč namestiti upora, ki preprečuje kratke stike med delovanjem.

Pojavi se lahko, ko se žica dotakne kovine, ne da bi vžgala oblok. Če v tem trenutku na kondenzatorju ni upora, se bo takoj izpraznil, prišlo bo do klika, elektroda se bo zrušila ali prilepila na kovino.

Če imate upor, lahko zgladite razelektritve na kondenzatorju in naredite vžig elektrode lažji in mehkejši. Izdelava naprave za usmerjanje varilnega toka z lastnimi rokami vam bo omogočila ustvarjanje najbolj natančnih in vzdržljivih zvarov. .

Rezultati

Diodni most za varilni stroj pretvori izmenični tok v enosmerni tok, kar izboljša kakovost varjenih spojev. Takšno napravo lahko kupite že pripravljeno ali ustvarite z lastnimi rokami, upoštevajoč nasvete, navedene v članku.

Vsi vedo, da gospodinjska omrežja delujejo z izmenično električno napetostjo z amplitudo 220 voltov. Vendar nekateri primeri sodobnih elektronskih naprav (vaš mobilni telefon, na primer) zahtevajo konstantno ali usmerjeno napetost. Transformator ga bo pomagal znižati na zahtevano vrednost, za popravljanje spremenljive komponente pa zagotovo potrebujete diodni most (slika spodaj).

Tukaj obravnavane usmerniške naprave so del večine elektronskih naprav, ki za normalno delovanje potrebujejo enosmerni tok (od varilnih enot do miniaturnih napajalnikov).

Ta pregled vsebuje podroben opis vezja in principa delovanja klasičnega usmerniškega diodnega mostu. Razpravljalo bo tudi o tem, kako narediti diodni most z lastnimi rokami.

Sestava usmerniškega modula

Vsem, ki bi radi pobližje spoznali, kaj je usmernik, svetujemo kratek zgodovinski ekskurz. Začnimo z dejstvom, da je prednik usmerniškega mostu vezje, ki ga je izumil nemški znanstvenik L. Graetz, sestavljeno na podlagi 4 elementov (diodnih sklopov).

Opomba! Te naprave so strokovno bolj znane kot Graetzovi mostovi ali polvalovni usmerniki.

Takšni sklopi štirih diod so sčasoma postali znani kot mostna vezja, ki so se začela uporabljati kot univerzalni usmerniški moduli.

Klasični diodni most, katerega vezje je predstavljeno spodaj, vsebuje na določen način povezane usmerniške diode.

Iz zgornje slike je razvidno, da mostno vezje vključuje štiri polprevodniške elemente (diode), katerih vrstni red povezav ustreza principu back-to-back. En par teh naprav je povezan v prevodni smeri, drugi pa ima obratno povezavo.

Princip delovanja

Da bi razumeli, kako deluje diodni most, se najprej seznanimo s samim bistvom učinka usmerjanja izmeničnih napetosti.

Princip delovanja klasičnega usmerniškega mostu na osnovi štirih diod je naslednji:

• Ko pozitivni val omrežne napetosti prispe na pozitivni priključek diode, priključene na obremenitev, gre skozi tokovni signal iste polarnosti;
• Hkrati tok ne teče skozi drugo diodo iz para v mostu, katerega povezava je obrnjena na prvo, saj je njen spoj zaprt s potencialom nasprotnega znaka;
• Toda polovični val obratne polarnosti prehaja skozi to pravočasno in tvori tokovni impulz na izhodu v isti smeri kot v prvem primeru.

Lahko rečemo, da za vsak polval vhodne napetosti obstaja dioda, ki generira (po priključitvi na breme) tok v isti smeri.

Po teoriji elektrotehnike opazovani učinek v tem primeru pomeni njegovo ravnanje.

Zgoraj obravnavano načelo delovanja diodnega mostu nam omogoča naslednje zaključke:

• Kot rezultat opisanega procesa se na izhodu usmernika oblikujejo tokovni polvalovi, ki imajo enako pozitivno polarnost (slika spodaj);

• Če pogledate signal na obremenitvi mostu z osciloskopom, lahko vidite pulzirajoč enosmerni tok v obliki pol valov iste polarnosti, ki se ponavljajo s frekvenco 100 Hz;
• To vrednost (100 Hz) dobimo s podvojitvijo omrežne frekvence 50 Hz na izhodu diodnega usmernika;
• Podvojitev frekvence je razložena z dejstvom, da vsak polval vhodnega signala obdela lastna dioda (natančneje, njihov par).

Dodatne informacije. Po filtriranju nastalih valov po rektifikaciji (to se izvede z uporabo elektrolitskih kondenzatorjev) se na obremenitvi dobi popravljena napetost.

Včasih, da bi zabeležili njegovo prisotnost na izhodu vezja, je slednji dopolnjen z LED indikacijo. Ko zasveti LED, priključena preko omejevalnega upora, ste lahko prepričani, da se je na izhodu pojavil konstanten potencial.

Za trifazni napajalni vod je treba uporabiti posebne vrste premostitvenih vezij, izbrati in vključiti ob upoštevanju značilnosti napajanja elektrarn. Vse, ki se želijo seznaniti s tem, kako deluje trifazni usmerniški most, pošljemo na naslov http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Izdelava lastnega mostu

Pred spajkanjem diodnega mostu preverite uporabnost vsake od diod, vključenih v njegovo sestavo. Opozarjamo tudi na dejstvo, da ga je mogoče sestaviti iz posameznih (diskretnih) elementov ali vzeti v obliki trdnega ohišja s štirimi izhodnimi kontakti.

Vsaka od teh možnosti mostu ima svoje prednosti in slabosti.

Pomembno!Če ena dioda v monolitnem sklopu odpove, bo treba zamenjati celoten sklop (kljub dejstvu, da so preostali trije elementi morda uporabni).

Toda tak modul je zelo priročen pri spajkanju usmerniškega vezja, ko morate priključiti diodni most na vir izmenične napetosti na eni strani in na obremenitev na drugi strani.

V situaciji, ko sestavimo diodni most z lastnimi rokami iz diskretnih elementov, je vedno mogoče zamenjati vsakega od njih neodvisno od drugih. Toda s tem pristopom postane sam proizvodni proces bolj zapleten, za kar bo treba spajkati vse štiri njegove komponente.

Po zaključku samomontaže usmerniškega izdelka ostane samo priključitev diodnega mostu na transformator ali drug vir, iz katerega se napaja izmenična napetost.

V zadnjem delu pregleda, posvečenega delovanju vezja diodnega mostu, opozarjamo na dejstvo, da morate pri sami sestavi preučiti parametre elementov, vključenih v njegovo sestavo. Poznavanje teh podatkov vam bo omogočilo pravilen izračun dovoljenih obremenitvenih tokov in tudi prepričani, da diodni sklop ne bo odpovedal.

Video

Tam je most čez reko, čez grapo in tudi čez cesto. Toda ali ste že slišali besedno zvezo "diodni most"? Kakšen most je to? Vendar bomo poskušali najti odgovor na to vprašanje.

Izraz "diodni most" izhaja iz besede "dioda". Izkazalo se je, da mora biti diodni most sestavljen iz diod. Če pa so v diodnem mostu diode, to pomeni, da bo dioda prešla v eno smer, v drugo pa ne. To lastnost diod smo uporabili za določitev njihove učinkovitosti. Če se ne spomnite, kako smo to naredili, potem je to pravo mesto za vas. Zato se za pridobitev konstantne napetosti iz izmenične napetosti uporablja diodni most.

In tukaj je diagram diodnega mostu:

Včasih je v diagramih označen na naslednji način:

Kot lahko vidimo, je vezje sestavljeno iz štirih diod. Da pa vezje diodnega mostu deluje, moramo diode pravilno povezati in nanje pravilno pripeljati izmenično napetost. Na levi strani vidimo dve ikoni "~". Na ti dve sponki dovajamo izmenično napetost, na drugih dveh sponkah: plus in minus pa odstranimo konstantno napetost.

Za pretvorbo izmenične napetosti v enosmerno lahko uporabite eno diodo za usmerjanje, vendar ni priporočljivo. Poglejmo sliko:

AC napetost se s časom spreminja. Dioda prepušča napetost skozi sebe le, ko je napetost nad nič, ko pade pod nič, pa dioda ugasne. Mislim, da je vse osnovno in preprosto. Dioda odreže negativni polval in pusti le pozitivni polval, kar vidimo na zgornji sliki. In lepota tega preprostega vezja je, da dobimo konstantno napetost iz izmenične napetosti. Celotna težava je v tem, da izgubimo polovico električne energije. Dioda ga neumno odreže.

Da bi popravili to situacijo, je bilo razvito vezje z diodnim mostom. Diodni most "obrne" negativni polval in ga spremeni v pozitivni polval. Na ta način varčujemo z energijo. Čudovito, kajne?

Na izhodu diodnega mostu imamo konstantno pulzirajočo napetost s frekvenco, ki je dvakrat višja od frekvence omrežja: 100 Hz.

Mislim, da ni treba pisati, kako deluje vezje, tako ali tako ga ne boste potrebovali, glavna stvar je, da se spomnite, kam gre izmenična napetost in od kod prihaja konstantna pulzirajoča napetost.

Oglejmo si praktično, kako delujeta dioda in diodni most.

Najprej vzemimo diodo.

Odspajkal sem ga iz napajalnika računalnika. Katodo lahko zlahka prepoznamo po traku. Skoraj vsi proizvajalci prikazujejo katodo s črto ali piko.

Da bi bili naši poskusi varni, sem vzel padajoči transformator, ki pretvori 220 voltov v 12 voltov. Za tiste, ki ne vedo, kako to počne, si lahko preberete članek Oblikovanje transformatorja.

Priključimo 220 voltov na primarno navitje in odstranimo 12 voltov iz sekundarnega navitja. Na risanki je prikazano malo več, saj na sekundarno navitje ni priključen noben tovor. Transformator deluje v tako imenovanem "prostem teku".

Poglejmo oscilogram, ki prihaja iz sekundarnega navitja transa. Največjo amplitudo napetosti je enostavno izračunati. Če se ne spomnite, kako izračunati, si lahko ogledate članek Osciloskop. Osnove delovanja. 3,3x5= 16,5V je največja vrednost napetosti. In če največjo vrednost amplitude delimo s korenom iz dva, dobimo nekje 11,8 voltov. To je efektivna vrednost napetosti. Oscill ne laže, vse je OK.

Še enkrat, lahko bi uporabil 220 voltov, vendar 220 voltov ni šala, zato sem znižal izmenično napetost.

Spajkajte našo diodo na en konec sekundarnega navitja trans.

Ponovno se oklepamo z oscilacijskimi sondami

Poglejmo nihanja

Kje je spodnji del slike? Dioda ga je prekinila. Dioda je pustila samo zgornji del, torej tisti, ki je pozitiven. In ker je odrezal spodnji del, je posledično odklopil tok.

Najdemo še tri takšne diode in spajkamo diodni most.

Držimo se sekundarnega navitja trans v skladu z vezjem diodnega mostu.

Z drugih dveh koncev odstranimo konstantno pulzirajočo napetost z oscilatorskimi sondami in pogledamo oscilatorje.

No, zdaj je vse v redu in še nismo izgubili moči :-).

Da se ne bi zapletli z diodami, so razvijalci vse štiri diode postavili v eno ohišje. Rezultat je zelo kompakten in priročen diodni most. Mislim, da lahko uganete, kateri je uvožen in kateri sovjetski))).

In tukaj je sovjetski:

Kako ste uganili? :-) Na primer, na sovjetskem diodnem mostu so prikazani kontakti, na katere je treba uporabiti izmenično napetost (s simbolom "~"), in kontakti, s katerih je treba odstraniti konstantno pulzirajočo napetost ("+" in "-" so prikazani.

Preverimo uvoženi diodni most. Da bi to naredili, povežemo dva njegova kontakta s spremenljivko, iz drugih dveh kontaktov pa vzamemo odčitke na oscilatorju.

In tukaj je oscilogram:

To pomeni, da uvoženi diodni most deluje brezhibno.

Na koncu bi rad dodal, da se diodni most uporablja v skoraj vseh radijskih napravah, ki porabljajo napetost iz omrežja, pa naj bo to preprost televizor ali celo polnilnik mobilnega telefona. Diodni most se preveri glede uporabnosti vseh njegovih diod.

Torej, dragi moji, sestavili smo našo shemo in čas je, da jo preverimo, preizkusimo in uživamo v tej sreči. Naslednja je povezava vezja z virom napajanja. Začnimo. Ne bomo se ukvarjali z baterijami, akumulatorji in drugimi napajalniki, prešli bomo naravnost na omrežno napajanje. Tukaj si bomo ogledali obstoječe popravljalne sheme, kako delujejo in kaj lahko storijo. Za poskuse bomo potrebovali enofazno (doma iz vtičnice) napetost in pripadajoče dele. V industriji se uporabljajo trifazni usmerniki, ki jih tudi ne bomo upoštevali. Če odrasteš v električarja, potem si dobrodošel.

Napajalnik je sestavljen iz več najpomembnejših delov: omrežni transformator - na diagramu je označen kot podoben tistemu na sliki,

Usmernik - njegova oznaka se lahko razlikuje. Usmernik je sestavljen iz ene, dveh ali štirih diod, odvisno kateri usmernik. Zdaj bomo ugotovili.

a) - preprosta dioda.
b) - diodni most. Sestavljen je iz štirih diod, povezanih kot na sliki.
c) - isti diodni most, le narisan enostavneje za kratkost. Kontaktne naloge so enake kot pri mostu pod točko b).

Filtrirni kondenzator. Ta stvar je nespremenjena v času in prostoru in je označena kot sledi:

Oznak za kondenzator je veliko, toliko, kolikor je sistemov označevanja na svetu. Toda na splošno so si vsi podobni. Ne dajmo se zmesti. In zaradi jasnosti, narišimo obremenitev, označimo jo kot Rl - odpornost na obremenitev. To je naša shema. Orisali bomo tudi kontakte vira energije, na katerega bomo priključili to obremenitev.

Naprej - nekaj postulatov.
- Izhodna napetost je definirana kot Uconst = U*1,41. Se pravi, če imamo na navitju 10 voltov izmenične napetosti, potem na kondenzatorju in na obremenitvi dobimo 14,1 V. Kot to.
- Pod obremenitvijo napetost nekoliko pade, koliko pa je odvisno od zasnove transformatorja, njegove moči in kapacitivnosti kondenzatorja.
- Usmerniške diode morajo imeti 1,5-2 krat večji tok od zahtevanega. Za zalogo. Če je dioda namenjena za namestitev na radiator (z luknjo za matico ali vijak), jo je treba pri toku več kot 2-3A namestiti na radiator.

Naj vas še spomnim, kaj je bipolarna napetost. Če je kdo pozabil. Vzamemo dve bateriji in ju povežemo zaporedno. Srednja točka, to je točka, kjer so baterije povezane, se bo imenovala skupna točka. Popularno je znan kot ozemljitev, ozemljitev, telo, navadna žica. Buržoazija ga imenuje GND (zemlja), pogosto imenovana 0V (nič voltov). Na to žico so priključeni voltmetri in osciloskopi, glede na to se v vezja dovajajo vhodni signali in sprejemajo izhodni signali. Zato je njegovo ime navadna žica. Torej, če na to točko priključimo tester s črno žico in izmerimo napetost na baterijah, bo tester na eni bateriji pokazal plus 1,5 volta, na drugi pa minus 1,5 volta. Ta napetost +/-1,5 V se imenuje bipolarna. Obe polarnosti, torej plus in minus, morata biti enaki. To je +/-12, +/-36V, +/-50 itd. Znak bipolarne napetosti je, če gredo tri žice iz tokokroga v napajalnik (plus, skupni, minus). Vendar to ni vedno tako - če vidimo, da se vezje napaja z napetostjo +12 in -5, potem se taka moč imenuje dvonivojska, vendar bodo na napajalnik še vedno tri žice. No, če se v vezje napajajo kar štiri napetosti, na primer +/-15 in +/-36, potem bomo to napajanje preprosto imenovali - bipolarno dvonivojsko.

No, zdaj pa k bistvu.

1. Mostno usmerjevalno vezje.
Najpogostejša shema. Omogoča pridobitev unipolarne napetosti iz enega navitja transformatorja. Vezje ima minimalno valovanje napetosti in je preprosto zasnovano.

2. Polvalovno vezje.
Tako kot pločnik nam pripravi unipolarno napetost iz enega navitja transformatorja. Edina razlika je, da ima to vezje dvojno valovanje v primerjavi z mostnim vezjem, vendar ena dioda namesto štirih močno poenostavi vezje. Uporablja se za majhne bremenske tokove in le pri transformatorju, ki je veliko večji od bremenske moči, ker takšen usmernik povzroči enostranski obrat magnetizacije transformatorja.

3. Polni val s srednjo točko.
Dve diodi in dve navitji (ali eno navitje s srednjo točko) nam bosta dajali nizko valovitost napetosti, poleg tega bomo imeli manjše izgube v primerjavi z mostnim vezjem, ker imamo 2 diodi namesto štirih.

4. Mostno vezje bipolarnega usmernika.
Za mnoge je to boleča tema. Imamo dve navitji (ali eno s srednjo točko), iz njih odstranimo dve enaki napetosti. Enaki bodo, valovi bodo majhni, ker je vezje mostično vezje, napetost na vsakem kondenzatorju se izračuna kot napetost na vsakem navitju, pomnožena s korenom dveh - vse je kot običajno. Žica iz sredine navitij izenači napetost na kondenzatorjih, če sta pozitivna in negativna obremenitev različni.

5. Vezje za podvojitev napetosti.
To sta dve polvalovni vezji, vendar z diodami, povezanimi na različne načine. Uporablja se, če moramo dobiti dvojno napetost. Napetost na posameznem kondenzatorju bo določena z našo formulo, skupna napetost na njih pa se bo podvojila. Tako kot polvalovno vezje ima tudi to veliko valovanje. V njem lahko vidite bipolarni izhod - če srednjo točko kondenzatorjev imenujete tla, potem se izkaže, kot v primeru baterij, poglejte bližje. Toda iz takšnega vezja ne morete dobiti veliko moči.

6. Pridobivanje različno polaritetne napetosti iz dveh usmernikov.
Sploh ni nujno, da so to enaki napajalniki - lahko so različni po napetosti ali različni po moči. Na primer, če naše vezje porabi 1A pri +12 voltih in 0,5A pri -5 voltih, potem potrebujemo dva napajalnika - +12V 1A in -5V 0,5A. Prav tako lahko povežete dva enaka usmernika, da dobite bipolarno napetost, na primer za napajanje ojačevalnika.

7. Vzporedna vezava enakih usmernikov.
Daje nam enako napetost, le z dvojnim tokom. Če povežemo dva usmernika, bomo imeli dvakratno povečanje toka, tri - trojno itd.

No, če vam je vse jasno, dragi moji, potem vam bom verjetno dal domačo nalogo. Formula za izračun kapacitivnosti filtra za polnovalni usmernik je:

Za polvalovni usmernik je formula nekoliko drugačna:

Dva v imenovalcu je število rektifikacijskih "ciklov". Za trifazni usmernik bo imenovalec tri.

V vseh formulah so spremenljivke poimenovane takole:
Cf - kapaciteta filtrskega kondenzatorja, µF
Po - izhodna moč, W
U - izhodna popravljena napetost, V
f - frekvenca izmenične napetosti, Hz
dU - območje pulziranja, V

Za referenco dovoljeno valovanje:
Mikrofonski ojačevalniki - 0,001...0,01%
Digitalna tehnologija - valovanje 0,1...1%
Ojačevalniki moči - valovitost obremenjenega napajalnika 1...10% odvisno od kvalitete ojačevalnika.

Ti dve formuli veljata za napetostne usmernike s frekvenco do 30 kHz. Pri višjih frekvencah elektrolitski kondenzatorji izgubijo učinkovitost, usmernik pa je zasnovan nekoliko drugače. Ampak to je že druga tema.

V številnih elektronskih napravah, ki delujejo na izmenični tok 220 voltov, so nameščeni diodni mostovi. 12-voltno diodno mostno vezje vam omogoča učinkovito izvajanje funkcije usmerjanja izmeničnega toka. To je posledica dejstva, da večina naprav za delovanje uporablja enosmerni tok.

Kako deluje diodni most?

Na vhodne kontakte mostu se dovaja izmenični tok z določeno spremenljivo frekvenco. Na izhodih s pozitivnimi in negativnimi vrednostmi se ustvari unipolarni tok, ki ima povečano valovanje, ki znatno presega frekvenco toka, ki se dovaja na vhod.

Pulzacije, ki se pojavijo, je treba odstraniti, sicer elektronsko vezje ne bo moglo normalno delovati. Zato vezje vsebuje posebne filtre, ki so elektrolitski filtri z veliko kapaciteto.

Sam sklop mostu je sestavljen iz štirih diod z enakimi parametri. Povezani so v skupno vezje in so nameščeni v skupnem ohišju.

Diodni most ima štiri priključke. Dva od njih sta priključena na izmenično napetost, druga dva pa sta pozitivni in negativni priključek pulzirajoče usmerjene napetosti.

Usmerniški most v obliki diodnega sklopa ima pomembne tehnološke prednosti. Tako je na tiskano vezje nameščen en monoliten del naenkrat. Med delovanjem so za vse diode zagotovljeni enaki toplotni pogoji. Cena celotnega sklopa je nižja od štirih diod posebej. Vendar ima ta del resno pomanjkljivost. Če odpove vsaj ena dioda, je treba zamenjati celoten sklop. Po želji lahko kateri koli splošni diagram nadomestimo s štirimi ločenimi deli.

Uporaba diodnih mostov

Vse naprave in elektronika, ki se napajajo z izmeničnim električnim tokom, imajo 12-voltno diodno mostično vezje. Uporablja se ne samo v transformatorjih, ampak tudi v impulznih usmernikih. Najbolj značilna stikalna enota je napajalnik računalnika.

Poleg tega se diodni mostovi uporabljajo v kompaktnih fluorescenčnih sijalkah ali energetsko varčnih sijalkah. Dajejo zelo dober učinek pri uporabi v elektronskih predstikalnih napravah. Široko se uporabljajo v vseh modelih sodobnih naprav.

Kako narediti diodni most

Diodni most bo pomagal pretvoriti izmenični tok v enosmerni - diagram in načelo delovanja te naprave sta podana spodaj. V običajnem tokokrogu razsvetljave teče izmenični tok, ki spremeni svojo velikost in smer 50-krat v eni sekundi. Njegovo preoblikovanje v trajno je dokaj pogosta potreba.

Princip delovanja polprevodniške diode

Ime opisane naprave jasno pove, da je ta zasnova sestavljena iz diod - polprevodniških naprav, ki dobro prevajajo elektriko v eni smeri in je praktično ne vodijo v nasprotni smeri. Slika te naprave (VD1) na shemah vezja je prikazana na sl. 2c. Ko skozenj teče tok v smeri naprej - od anode (levo) proti katodi (desno), je njegov upor majhen. Ko se smer toka spremeni v nasprotno smer, se upor diode večkrat poveča. V tem primeru skozi njega teče povratni tok, ki je nekoliko drugačen od nič.

Zato, ko je izmenična napetost Uin (levi graf) uporabljena v vezju, ki vsebuje diodo, elektrika teče skozi obremenitev samo med pozitivnimi pol-cikli, ko je na anodo priključena pozitivna napetost. Negativni pol-cikli so "odrezani" in toka v upornosti obremenitve v tem trenutku praktično ni.

Strogo gledano, izhodna napetost U out (desni graf) ni konstantna, čeprav teče v eno smer, ampak pulzira. Ni lahko razumeti, da je število njegovih impulzov (pulzacij) na sekundo 50. To ni vedno sprejemljivo, vendar se valovi lahko zgladijo, če vzporedno z bremenom priključite kondenzator z dovolj veliko kapacitivnostjo. Polnjenje med napetostnimi impulzi, v intervalih med njimi se kondenzator izprazni v upor obremenitve. Pulzacije se izravnajo in napetost postane skoraj konstantna.

Usmernik, izdelan v skladu s tem vezjem, se imenuje polvalovni usmernik, saj uporablja samo en pol-cikel popravljene napetosti. Najpomembnejše slabosti takega usmernika so naslednje:

• povečana stopnja valovanja popravljene napetosti;
• nizka učinkovitost;
• velika teža transformatorja in njegova neracionalna uporaba.

Zato se takšna vezja uporabljajo samo za napajanje naprav z nizko porabo energije. Da bi popravili to nezaželeno situacijo, so bili razviti polvalovni usmerniki, ki pretvarjajo negativne polvalove v pozitivne. To je mogoče storiti na različne načine, vendar je najlažji način z uporabo diodnega mostu.

riž. 2

Diodni most - polnovalno usmerjevalno vezje, ki vsebuje 4 diode namesto ene (slika 2c). V vsakem polciklu sta dva od njih odprta in omogočata pretok elektrike v smeri naprej, medtem ko sta druga dva zaprta in skoznje ne teče tok. Med pozitivnim polciklom se na anodo VD1 napaja pozitivna napetost, na katodo VD3 pa negativna napetost. Posledično sta obe diodi odprti, VD2 in VD4 pa sta zaprti.

Med negativnim polciklom se na anodo VD2 napaja pozitivna napetost, na katodo VD4 pa negativna napetost. Ti dve diodi se odpreta, tiste, ki so se odprle v prejšnjem polciklu, pa se zaprejo. Tok skozi upor bremena teče v isti smeri. V primerjavi s polvalovnim usmernikom se število valov podvoji. Rezultat je višja stopnja glajenja z enako kapacitivnostjo filtrskega kondenzatorja, kar poveča učinkovitost transformatorja, uporabljenega v usmerniku.

Diodni most ni mogoče samo sestaviti iz posameznih elementov, ampak tudi izdelati kot monolitno strukturo (diodni sklop). Lažje je namestiti, diode pa so običajno izbrane glede na parametre. Pomembno je tudi, da delujejo v enakih toplotnih pogojih. Pomanjkljivost diodnega mostu je, da je treba zamenjati celoten sklop, če vsaj ena dioda odpove.

Pulzirajoči popravljeni tok bo še bližje konstanti, kar omogoča pridobitev trifaznega diodnega mostu. Njegov vhod je priključen na trifazni vir izmeničnega toka (generator ali transformator), izhodna napetost pa je skoraj enaka konstantni in jo je še lažje izravnati kot po polvalovnem usmerjanju.

Diodni mostični usmernik

Vezje polnovalovnega usmernika na osnovi diodnega mostu, primernega za montažo DIY, je prikazano na sl. 3a. Popravi se napetost, odstranjena iz sekundarnega padajočega navitja transformatorja T. Če želite to narediti, morate na transformator priključiti diodni most.

Pulzirajočo popravljeno napetost zgladi elektrolitski kondenzator C, ki ima precej veliko kapacitivnost - običajno reda velikosti nekaj tisoč mikrofaradov. Upor R deluje kot obremenitev usmernika v prostem teku. V tem načinu se kondenzator C napolni do vrednosti amplitude, ki je 1,4 (koren iz dveh) krat višja od efektivne vrednosti napetosti, vzete iz sekundarnega navitja transformatorja.

Ko se obremenitev poveča, se izhodna napetost zmanjša. Te pomanjkljivosti se lahko znebite tako, da na izhod usmernika priključite preprost tranzistorski stabilizator. V diagramih vezij je slika diodnega mostu pogosto poenostavljena. Na sl. 3b prikazuje, kako je mogoče upodobiti tudi ustrezni fragment na sliki 3. 3a.

Upoštevati je treba, da čeprav je prednji upor diod majhen, se kljub temu razlikuje od nič. Zaradi tega se segrejejo v skladu z Joule-Lenzovim zakonom, močneje, večji je tok, ki teče skozi tokokrog. Da bi preprečili pregrevanje, so diode visoke moči pogosto nameščene na hladilnikih (radiatorjih).

Diodni most je skoraj obvezen element vsake elektronske naprave, ki se napaja iz omrežja, pa naj bo to računalnik ali usmernik za polnjenje mobilnega telefona.

Izraz "diodni most" izhaja iz besede "dioda". Zato mora diodni most sestavljati diode, ki pa morajo biti med seboj povezane v določenem zaporedju. Zakaj je to pomembno, bomo razpravljali v tem članku.

Oznaka na diagramu

Diodni most na diagramih izgleda takole:

Včasih je v diagramih označen tudi na naslednji način:

Kot lahko vidimo, je vezje sestavljeno iz štirih diod. Za pravilno delovanje moramo diode pravilno povezati in nanje pravilno pripeljati izmenično napetost. Na levi strani vidimo dve ikoni »~«. Na ti dve sponki dovajamo izmenično napetost, na drugih dveh sponkah, ki sta označena z znakoma »+« in »-«, odstranimo konstantno napetost. Diodni most imenujemo tudi diodni usmernik.

Načelo delovanja

Za usmerjanje izmenične napetosti v enosmerno lahko uporabite eno diodo za usmerjanje, vendar ni priporočljivo. Poglejmo sliko, kako bo vse skupaj izgledalo:

Dioda odreže negativni polval izmenične napetosti, ostane le pozitivni, ki ga vidimo na zgornji sliki. Lepota tega preprostega vezja je, da dobimo konstantno napetost iz izmenične napetosti. Problem je v tem, da izgubljamo polovico izmeničnega toka. Dioda ga prekine.

Da bi popravili to situacijo, so si veliki umi izmislili vezje z diodnim mostom. Diodni most "obrne" negativni polval in ga spremeni v pozitivni polval, s čimer prihrani moč.

Na izhodu diodnega mostu se pojavi konstantna pulzirajoča napetost s frekvenco 100 Hertz. To je dvakratna frekvenca omrežja.

Praktične izkušnje

Začnimo s preprosto diodo.

Katodo zlahka prepoznamo po srebrnem traku. Skoraj vsi proizvajalci prikazujejo katodo s črto ali piko.

Da bi bili naši poskusi varni, sem vzel napravo za znižanje napetosti, ki naredi 12V iz 220V.

Priključimo 220 voltov na primarno navitje in odstranimo 12 voltov iz sekundarnega navitja. pokazal malo več, saj na sekundarnem navitju ni obremenitve. Transformator deluje v tako imenovanem "prostem teku".

3,3x5=16,5V je največja vrednost napetosti. In če največjo vrednost amplitude delimo s korenom iz dva, dobimo nekje 11,8 voltov. To je to. Osciloskop ne laže, vse je OK.

Še enkrat bi lahko uporabil 220 voltov, vendar 220 voltov ni šala, zato sem znižal izmenično napetost.

Spajkajte našo diodo na en konec sekundarnega navitja transformatorja.

Zgrabimo spet osciloskop

Poglejmo oscilogram

Kje je spodnji del slike? Dioda ga je prekinila. Pustil je samo zgornji del, torej tisti, ki je pozitiven.

Poiščemo še tri takšne diode in jih spajkamo diodni most.

Sekundarno navitje transformatorja pritrdimo z diodnim mostnim vezjem.

Z drugih dveh koncev odstranimo konstantno pulzirajočo napetost z osciloskopsko sondo in pogledamo oscilogram

Evo, zdaj je red.

Vrste diodnih mostov

Da se ne bi obremenjevali z diodami, so razvijalci vse štiri diode postavili v eno ohišje. Rezultat je zelo kompakten in priročen radijski element - diodni most. Mislim, da lahko uganete, kateri je uvožen in kateri sovjetski))).

Na primer, na sovjetskem diodnem mostu so kontakti, na katere morate uporabiti izmenično napetost, prikazani z ikono "~", kontakti, s katerih morate odstraniti konstantno pulzirajočo napetost, pa so označeni z "+" in "- “ ikone.

Obstaja veliko vrst diodnih mostov v različnih ohišjih

Obstaja celo avtomobilski diodni most

Obstaja tudi diodni most za trifazno napetost. Sestavljen je po tako imenovanem Larionovem vezju in je sestavljen iz 6 diod:

Trifazni diodni mostovi se uporabljajo predvsem v močnostni elektroniki.

Kot ste morda opazili, ima tak trifazni usmernik pet sponk. Trije izhodi na fazo in iz drugih dveh izhodov bomo odstranili konstantno pulzirajočo napetost.

Kako preveriti diodni most

1) Prva metoda je najpreprostejša. Diodni most se preveri s celovitostjo vseh njegovih diod. Da bi to naredili, preizkusimo vsako diodo z multimetrom in pogledamo celovitost vsake diode. Kako to storiti, preberite

2) Druga metoda je 100% pravilna. Toda za to bo potreben osciloskop ali padajoči transformator. Preverimo uvoženi diodni most. Da bi to naredili, priključimo dva njegova kontakta na izmenično napetost s simboli "~", iz drugih dveh kontaktov, z "+" in "-", pa odčitamo z osciloskopom.

Poglejmo oscilogram

To pomeni, da uvoženi diodni most deluje.

Povzetek

Diodni most (usmernik) se uporablja za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni.

Diodni most se uporablja v skoraj vseh radijskih napravah, ki "jedo" napetost iz izmeničnega omrežja, naj bo to preprosta televizija ali celo polnilnik mobilnega telefona.