Diodbrygga mikrokrets. Diodbro - hur fungerar det? Funktionsprinciper för diodbryggor

En diodbrygga är en elementär elektronisk krets som används för att omvandla växelström till likström. Det är den vanligaste radiokomponenten, utan vilken ingen likriktarströmförsörjning klarar sig.

Strukturella typer av halvledarbryggor

Diodbryggan kan monteras av individuella halvledarelement eller göras som en monolitisk enhet. Bekvämligheten med det senare är enkel installation på ett tryckt kretskort och små övergripande dimensioner. Parametrarna för elementen i den är noggrant utvalda på fabriken, vilket eliminerar deras spridning och snedställda driftstemperaturförhållanden, men om ett element i en sådan krets misslyckas måste hela enheten bytas ut. Om du inte är nöjd med färdiga diodsammansättningar kan du själv montera denna enkla krets. Elementen kan monteras på ett kretskort, men oftast monteras det direkt på transformatorn. Om en högeffekts diodbrygga krävs, bör man inte glömma att dioderna kan bli väldigt varma i detta fall, de är monterade på en aluminiumradiator för att ta bort överskottsvärme. Dioder för bryggan måste väljas i enlighet med kretsens erforderliga effekt. Belastningsvärdet kan beräknas med Ohms lag för detta, den maximala strömmen måste multipliceras med den maximala spänningen. Resultatet ska multipliceras med två så att kretsen har en säkerhetsmarginal. När du monterar en diodbrygga bör du komma ihåg att endast 70 procent av märkströmmen flyter genom varje diod.

Funktionsprincip

En växelspänning tillförs kretsens ingång i den första halvcykeln, den elektriska strömmen passerar genom två dioder, det andra paret av dioder är stängt. I den andra halvcykeln passerar strömmen genom det andra paret av dioder, och det första är stängt. Sålunda producerar diodbryggans utgång en pulserande spänning, vars frekvens är dubbelt så hög som ingången. För att jämna ut rippeln på utspänningen placeras en kondensator vid bryggutgången.

Applikationsområde

Diodbryggor används ofta i industriell utrustning (strömförsörjning, laddare, motorstyrkretsar, effektregulatorer), i strömförsörjning för hushållsapparater (TV-apparater, kylskåp, dammsugare, datorer, elverktyg, etc.), i belysningsanordningar (fluorescerande apparater). lampor, i solcellsbatterimoduler), i elmätare.

Diodbrygga för svetsmaskin

En sådan likriktare måste monteras på basis av kraftfulla dioder (till exempel är typ B200 med en maximal ström på 200 ampere lämplig). De har betydande övergripande dimensioner, deras kropp måste placeras på en aluminiumradiator för att ta bort värmeenergi. Höljet för sådana dioder är strömsatt, och så är radiatorn, så installationen måste ta hänsyn till dessa funktioner. Som ett resultat ökar svetsmaskinens design i storlek. Det finns dock färdiga monteringar till försäljning, integrerade i ett fodral. Dimensionerna på en sådan bro är jämförbara med en tändsticksask eller en diod av typ B200 utan radiator. Den maximala strömmen är 30-50 ampere, och priset är betydligt lägre än de ovan beskrivna dioderna.

Generatordiodbrygga

Denna likriktarenhet, som består av tre parallella halvbryggor, är monterad på sex dioder (krets av den sovjetiska forskaren A. N. Larionov). Denna krets omvandlar trefas växelspänning till likspänning.

En diod är en halvledarenhet med olika konduktiviteter som bestäms av den pålagda spänningen. Den har två terminaler: katod och anod. Om likspänning appliceras, det vill säga potentialen vid anoden är positiv jämfört med katoden, är enheten öppen.

Om spänningen är negativ stänger den. Denna funktion har funnits i elektroteknik: diodbryggan används aktivt vid svetsning för att likrikta växelström och förbättra kvaliteten på svetsoperationer.

Hur man gör en plattång med egna händer?

Om hantverkaren har de nödvändiga komponenterna är det fullt möjligt att göra en hemmagjord svetslikriktare. Förutsatt att alla rekommendationer från specialister följs, är det garanterat att ge processen för manuell bågsvetsning med likström, men det kommer att vara nödvändigt att använda en belagd elektrod.

Det är också tillåtet att använda tråd utan beläggning, men endast om du har lång erfarenhet av svetsfrågor. För en oerfaren svetsare kommer det att vara nästan omöjligt att klara av det.

Diodbrygga för svetsmaskin.

Beläggning vid smältning av elektroden förhindrar att luftkomponenter tränger in i den smälta metallen i svetsfogen. Utan det kommer kontakt av smält metall med kväve och syre att minska sömmens styrka, vilket gör den spröd och porös.

Först måste du välja eller linda upp en nedtrappningstransformator med dina egna händer med de nödvändiga parametrarna. Montera transformatorn innan du ansluter diodbryggan.

Om du väljer vägen för att göra enheten själv är det viktigt att korrekt beräkna dess element, inklusive:

• magnetiska kretsparametrar;
• aktuellt antal varv;
• tvärsnittsmått på samlingsskenor och ledningar.

På en notis! Beräkningar för tillverkning av transformatorer utförs med en enhetlig metodik, så denna uppgift ger inga svårigheter även för en oerfaren svetsare med skolkunskap om el.

Arbetet kan inte utföras utan lysdioder: de behövs som strömledare i en enda riktning. Den enklaste dioden, skapad med hjälp av en bryggkrets, är monterad på en radiator för värmeväxling och kylning.

Kraftfulla dioder för en svetsmaskin, som VD-200, avger en ganska stor mängd värmeenergi under drift. För att säkerställa en fallströmskarakteristik måste en choke kopplas i serie till kretsen.

Aktivt variabelt motstånd i en sådan krets kommer att ge svetsaren möjligheten att smidigt reglera svetsströmmen. Därefter måste en pol anslutas till den svetsade tråden och den andra till arbetsobjektet.

En elektrolytisk kondensator i kretsen behövs som ett utjämningsfilter för att minska rippel.

Det är inte svårt att linda en reostat på egen hand, men för en sådan uppgift behöver du en keramisk kärna och nickel- eller nikromtråd. Den faktiska tråddiametern kommer att bestämmas av mängden justerbar ström i svetsoperationen.

Beräkningen av reostatresistansen måste utföras med hänsyn till elektrodens specifika resistans, dess tvärsnitt och totala längd.

Elektrisk krets för svetsning med diodbrygga.

Det aktuella justeringssteget för svetsning beror på varvens diameter. Om du korrekt monterar de listade delarna till en enda enhet, kommer svetsprocessen att åtföljas av likström. Det skulle inte vara överflödigt att installera ett motstånd som förhindrar kortslutning under drift.

Det kan uppstå när tråden vidrör metall utan att antända ljusbågen. Om det vid denna tidpunkt inte finns något motstånd på kondensatorn, kommer den omedelbart att laddas ur, ett klick kommer att inträffa, elektroden kommer att kollapsa eller fastna på metallen.

Har du ett motstånd kan du jämna ut urladdningarna på kondensatorn och göra tändningen av elektroden enklare och mjukare. Att göra en enhet för att korrigera svetsström med dina egna händer gör att du kan skapa de mest exakta och hållbara svetsarna. .

Resultat

En diodbrygga för en svetsmaskin omvandlar växelström till likström, vilket förbättrar kvaliteten på svetsfogar. En sådan enhet kan köpas färdig eller skapad med dina egna händer, enligt råden som beskrivs i artikeln.

Alla vet att hushållsnätverk arbetar med växelspänning med en amplitud på 220 volt. Vissa exempel på moderna elektroniska enheter (till exempel din mobil) kräver dock konstant eller likriktad spänning. En transformator hjälper till att sänka den till det önskade värdet, och för att korrigera den variabla komponenten behöver du definitivt en diodbrygga (bild nedan).

Likriktarenheterna som diskuteras här är en del av de flesta elektroniska enheter som kräver likström för normal drift (från svetsenheter till miniatyrströmförsörjning).

Denna recension ger en detaljerad beskrivning av kretsen och funktionsprincipen för en klassisk likriktardiodbrygga. Det kommer också att diskutera frågan om hur man gör en diodbro med egna händer.

Sammansättning av likriktarmodulen

Vi råder alla som vill bli mer bekanta med vad en likriktare är att ta en kort historisk utflykt. Låt oss börja med det faktum att likriktarbryggans stamfader anses vara en krets som uppfanns av den tyske forskaren L. Graetz, monterad på basis av 4 element (diodaggregat).

Notera! Dessa enheter är mer kända under det professionella namnet "Graetz-broar" eller helvågslikriktare.

Sådana sammansättningar av fyra dioder blev så småningom kända som bryggkretsar, som började användas som universella likriktarmoduler.

Den klassiska diodbryggan, vars krets presenteras nedan, innehåller likriktardioder anslutna på ett visst sätt.

Av ovanstående figur kan man se att bryggkretsen inkluderar fyra halvledarelement (dioder), vars anslutningsordning motsvarar back-to-back-principen. Ett par av dessa enheter är anslutna i den ledande riktningen, och det andra har en omvänd anslutning.

Funktionsprincip

För att förstå hur en diodbrygga fungerar, låt oss först bekanta oss med själva essensen av effekten av att likrikta växelspänningar.

Funktionsprincipen för en klassisk likriktarbrygga baserad på fyra dioder är följande:

• När en positiv våg av nätspänning anländer till den positiva terminalen på en diod som är ansluten till lasten, passerar en strömsignal med samma polaritet genom den;
• Samtidigt passerar ingen ström genom en annan diod från paret i bryggan, vars anslutning är omvänd till den första, eftersom dess korsning är stängd av en potential med motsatt tecken;
• Men en halvvåg med omvänd polaritet passerar genom den i sinom tid och bildar en strömpuls vid utgången i samma riktning som i det första fallet.

Vi kan säga att för varje halvvåg av inspänningen finns det en diod som genererar (efter att ha kopplat den till lasten) en ström i samma riktning.

Enligt teorin om elektroteknik betyder effekten som observeras i detta fall dess uträtning.

Funktionsprincipen för diodbryggan som diskuterats ovan tillåter oss att dra följande slutsatser:

• Som ett resultat av den beskrivna processen bildas strömhalvvågor vid utgången av likriktaren, med samma positiva polaritet (figur nedan);

• Om man tittar på signalen vid bryggbelastningen med ett oscilloskop kan man se en pulserande likström i form av halvvågor med samma polaritet som upprepas med en frekvens på 100 Hz;
• Detta värde (100 Hz) erhålls genom att dubbla nätfrekvensen på 50 Hz vid utgången av diodlikriktaren;
• Fördubblingen av frekvensen förklaras av det faktum att varje halvvåg av insignalen bearbetas av sin egen diod (mer exakt, ett par av dem).

Ytterligare information. Efter filtrering av de resulterande krusningarna efter likriktning (detta görs med elektrolytiska kondensatorer), erhålls en likriktad spänning vid belastningen.

Ibland, för att registrera sin närvaro vid utgången av kretsen, kompletteras den senare med LED-indikering. När lysdioden ansluten genom begränsningsmotståndet tänds kan du vara säker på att en konstant potential har uppstått vid utgången.

För en trefasmatningsledning måste speciella typer av bryggkretsar användas, valda och inkluderade med hänsyn till egenskaperna hos kraftverkens kraftförsörjning. Vi skickar alla som vill bekanta sig med hur en trefaslikriktarbrygga fungerar till följande adress http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html.

Att göra din egen bro

Innan du löder diodbryggan, se till att kontrollera användbarheten för var och en av dioderna som ingår i dess sammansättning. Vi uppmärksammar också det faktum att den kan monteras av individuella (diskreta) element eller tas i form av en solid husenhet med fyra utgångskontakter.

Var och en av dessa bryggalternativ har sina egna för- och nackdelar.

Viktig! Om en diod i en monolitisk enhet misslyckas, måste hela enheten bytas ut (trots att de tre återstående elementen kan användas).

Men en sådan modul är väldigt bekväm när du löder en likriktarkrets, när du behöver ansluta en diodbrygga till en växelspänningskälla på ena sidan och till en belastning på den andra.

I en situation där vi monterar en diodbro med våra egna händer från diskreta element, är det alltid möjligt att ersätta var och en av dem oberoende av de andra. Men med detta tillvägagångssätt blir själva tillverkningsprocessen mer komplicerad, för vilken alla fyra av dess komponenter måste lödas.

Efter att ha slutfört självmonteringen av likriktarprodukten återstår bara att ansluta diodbryggan till en transformator eller annan källa från vilken växelspänning tillförs.

I den sista delen av recensionen, ägnad åt hur diodbryggkretsen fungerar, uppmärksammar vi det faktum att när du monterar den själv bör du studera parametrarna för elementen som ingår i dess sammansättning. Kunskap om dessa data gör det möjligt för dig att korrekt beräkna de tillåtna belastningsströmmarna och också vara säker på att diodaggregatet inte kommer att misslyckas.

Video

Det finns en bro över en flod, över en ravin och även över en väg. Men har du någonsin hört frasen "diodbro"? Vad är det här för bro? Men vi ska försöka hitta ett svar på denna fråga.

Frasen "diodbrygga" kommer från ordet "diod". Det visar sig att diodbryggan måste bestå av dioder. Men om det finns dioder i diodbryggan betyder det att dioden kommer att passera åt ena hållet, men inte åt det andra. Vi använde denna egenskap hos dioder för att bestämma deras prestanda. Om du inte kommer ihåg hur vi gjorde det, då är det här platsen för dig. Därför används en brygga av dioder för att erhålla en konstant spänning från en växelspänning.

Och här är diagrammet över diodbryggan:

Ibland i diagram betecknas det enligt följande:

Som vi kan se består kretsen av fyra dioder. Men för att diodbryggkretsen ska fungera måste vi koppla in dioderna korrekt och lägga växelspänning på dem korrekt. Till vänster ser vi två "~"-ikoner. Vi applicerar växelspänning på dessa två terminaler och tar bort konstant spänning från de andra två terminalerna: plus och minus.

För att omvandla växelspänning till likspänning kan du använda en diod för likriktning, men det är inte tillrådligt. Låt oss titta på bilden:

AC-spänningen ändras över tiden. Dioden skickar spänning genom sig själv endast när spänningen är över noll, och när den faller under noll stängs dioden av. Jag tycker att allt är elementärt och enkelt. Dioden klipper av den negativa halvvågen och lämnar bara den positiva halvvågen, vilket är vad vi ser i figuren ovan. Och det fina med denna enkla krets är att vi får konstant spänning från växelspänning. Hela problemet är att vi tappar hälften av växelströmmen. Dioden klipper dumt av den.

För att korrigera denna situation utvecklades en diodbryggkrets. Diodbryggan "vänder" den negativa halvvågen och förvandlar den till en positiv halvvåg. På så sätt sparar vi ström. Underbart är det inte?

Vid utgången av diodbryggan har vi en konstant pulserande spänning med en frekvens som är dubbelt så hög som nätfrekvensen: 100 Hz.

Jag tror att det inte finns något behov av att skriva hur kretsen fungerar, du behöver den inte i alla fall, det viktigaste är att komma ihåg var växelspänningen går och var den konstanta pulserande spänningen kommer ifrån.

Låt oss ta en praktisk titt på hur en diod och en diodbrygga fungerar.

Först, låt oss ta en diod.

Jag lossade den från datorns strömförsörjning. Katoden kan lätt identifieras genom sin rand. Nästan alla tillverkare visar katoden med en rand eller prick.

För att göra våra experiment säkra tog jag en nedtrappningstransformator, som omvandlar 220 volt till 12 volt. För de som inte vet hur han gör detta kan du läsa artikeln transformatordesign.

Vi ansluter 220 volt till primärlindningen och tar bort 12 volt från sekundärlindningen. Teckningen visar lite mer, eftersom ingen last är ansluten till sekundärlindningen. Transformatorn arbetar med så kallad "tomgångshastighet".

Låt oss titta på oscillogrammet som kommer från den sekundära lindningen av transen. Den maximala spänningsamplituden är lätt att beräkna. Om du inte kommer ihåg hur du räknar kan du titta på artikeln Oscilloskop. Grundläggande drift. 3,3x5= 16,5V är det maximala spänningsvärdet. Och om vi delar det maximala amplitudvärdet med roten av två får vi någonstans runt 11,8 volt. Detta är det effektiva spänningsvärdet. Oscill ljuger inte, allt är OK.

Återigen kunde jag ha använt 220 volt, men 220 volt är inget skämt, så jag sänkte växelspänningen.

Löd vår diod till ena änden av sekundärlindningen av trans.

Vi klänger igen med oscillationssonder

Låt oss titta på svängningarna

Var är bildens botten? Dioden skar av den. Dioden lämnade bara den övre delen, det vill säga den som är positiv. Och eftersom han stängde av den nedre delen avbröt han följaktligen strömmen.

Vi hittar ytterligare tre sådana dioder och löder diodbryggan.

Vi håller fast vid den sekundära lindningen av trans enligt diodbryggkretsen.

Från de andra två ändarna tar vi bort den konstanta pulserande spänningen med oscillatorsonder och tittar på oscillatorerna.

Nåväl, nu är allt i sin ordning, och vi har inte tappat någon kraft :-).

För att inte bråka med dioder placerade utvecklarna alla fyra dioderna i ett hus. Resultatet är en mycket kompakt och bekväm diodbrygga. Jag tror att du kan gissa vilken som är importerad och vilken som är sovjetisk))).

Och här är den sovjetiska:

Hur kunde du gissa det? :-) Till exempel, på en sovjetisk diodbrygga, visas kontakterna till vilka en växelspänning måste påläggas (med "~"-symbolen), och de kontakter från vilka en konstant pulserande spänning måste tas bort ("+" och "-") visas.

Låt oss kontrollera den importerade diodbryggan. För att göra detta ansluter vi två av dess kontakter till variabeln, och från de andra två kontakterna tar vi avläsningar på oscillatorn.

Och här är oscillogrammet:

Det betyder att den importerade diodbryggan fungerar alldeles utmärkt.

Avslutningsvis vill jag tillägga att diodbryggan används i nästan all radioutrustning som förbrukar spänning från nätet, vare sig det är en enkel TV eller till och med en mobiltelefonladdare. Diodbryggan kontrolleras med avseende på funktionsduglighet för alla dess dioder.

Så, mina kära, vi har satt ihop vårt system och det är dags att kontrollera det, testa det och njuta av denna lycka. Nästa steg är att ansluta kretsen till strömkällan. Låt oss börja. Vi kommer inte att dröja vid batterier, ackumulatorer och andra strömförsörjningar. Här ska vi titta på befintliga korrigeringssystem, hur de fungerar och vad de kan göra. För experiment kommer vi att behöva enfas (hemma från ett uttag) spänning och motsvarande delar. Trefaslikriktare används inom industrin, vi kommer inte heller att överväga dem. Om du växer upp till elektriker är du välkommen.

Strömförsörjningen består av flera viktigaste delar: Nättransformator - visas i diagrammet som liknar den i figuren,

Likriktare - dess beteckning kan variera. Likriktaren består av en, två eller fyra dioder, beroende på vilken likriktare. Nu ska vi reda ut det.

a) - en enkel diod.
b) - diodbrygga. Består av fyra dioder kopplade som i figuren.
c) - samma diodbrygga, bara ritad enklare för korthetens skull. Kontaktuppdragen är desamma som för bryggan under bokstav b).

Filterkondensator. Denna sak är oförändrad i både tid och rum, och betecknas enligt följande:

Det finns många beteckningar för en kondensator, lika många som det finns beteckningssystem i världen. Men i allmänhet är de alla lika. Låt oss inte bli förvirrade. Och för tydlighetens skull, låt oss rita en last, beteckna den som Rl - lastmotstånd. Det här är vårt upplägg. Vi kommer också att beskriva kontakterna för strömkällan till vilken vi kommer att ansluta denna last.

Nästa - ett par postulat.
- Utspänningen definieras som Uconst = U*1,41. Det vill säga, om vi har 10 volt växelspänning på lindningen, kommer vi att få 14,1 V på kondensatorn och på belastningen. Sådär.
- Under belastning sjunker spänningen lite, och hur mycket beror på transformatorns konstruktion, dess effekt och kondensatorns kapacitans.
- Likriktardioder bör vara 1,5-2 gånger mer ström än vad som krävs. För lager. Om dioden är avsedd för installation på en radiator (med en mutter eller bulthål), måste den vid en ström på mer än 2-3A installeras på radiatorn.

Låt mig också påminna dig om vad bipolär spänning är. Om någon har glömt. Vi tar två batterier och kopplar dem i serie. Mittpunkten, det vill säga punkten där batterierna är anslutna, kommer att kallas den gemensamma punkten. Det är populärt känt som jord, jord, kropp, vanlig tråd. Bourgeoisin kallar det GND (jord), ofta kallad 0V (noll volt). Voltmetrar och oscilloskop är anslutna till denna tråd i förhållande till den, insignaler tillförs kretsarna och utsignaler tas. Det är därför dess namn är vanlig tråd. Så om vi ansluter testaren med den svarta ledningen till denna punkt och mäter spänningen på batterierna, kommer testaren att visa plus 1,5 volt på ett batteri och minus 1,5 volt på det andra. Denna spänning +/-1,5V kallas bipolär. Båda polariteterna, det vill säga plus och minus, måste vara lika. Det vill säga +/-12, +/-36V, +/-50 osv. Ett tecken på bipolär spänning är om tre ledningar går från kretsen till strömförsörjningen (plus, gemensam, minus). Men detta är inte alltid fallet - om vi ser att kretsen drivs av en spänning på +12 och -5, så kallas sådan kraft tvånivå, men det kommer fortfarande att finnas tre ledningar till strömförsörjningen. Tja, om så många som fyra spänningar tillförs kretsen, till exempel +/-15 och +/-36, så kommer vi helt enkelt att kalla denna strömförsörjning - bipolär tvånivå.

Nåväl, nu till saken.

1. Brolikriktarkrets.
Det vanligaste schemat. Låter dig få unipolär spänning från en lindning på transformatorn. Kretsen har minimal spänningsrippel och är enkel i designen.

2. Halvvågskrets.
Precis som trottoaren förbereder den oss en unipolär spänning från en lindning på transformatorn. Den enda skillnaden är att denna krets har dubbelt rippel jämfört med en bryggkrets, men en diod istället för fyra förenklar kretsen avsevärt. Den används för små belastningsströmmar, och endast med en transformator som är mycket större än belastningseffekten, eftersom en sådan likriktare orsakar ensidig magnetiseringsomkastning av transformatorn.

3. Helvåg med mittpunkt.
Två dioder och två lindningar (eller en lindning med en mittpunkt) kommer att förse oss med en låg rippelspänning, plus att vi får lägre förluster jämfört med en bryggkrets, eftersom vi har 2 dioder istället för fyra.

4. Bryggkrets för en bipolär likriktare.
För många är detta ett ömmande ämne. Vi har två lindningar (eller en med en mittpunkt), vi tar bort två identiska spänningar från dem. De kommer att vara lika, krusningarna kommer att vara små, eftersom kretsen är en bryggkrets, spänningen på varje kondensator beräknas som spänningen på varje lindning multiplicerad med roten av två - allt är som vanligt. En tråd från lindningarnas mittpunkt utjämnar spänningen på kondensatorerna om de positiva och negativa belastningarna är olika.

5. Spänningsfördubblingskrets.
Dessa är två halvvågskretsar, men med dioder kopplade på olika sätt. Den används om vi behöver få dubbel spänning. Spänningen på varje kondensator kommer att bestämmas av vår formel, och den totala spänningen på dem kommer att fördubblas. Liksom halvvågskretsen har även denna stora ringar. Du kan se en bipolär utgång i den - om du kallar mittpunkten på kondensatorerna jord, så visar det sig som i fallet med batterier, ta en närmare titt. Men du kan inte få ut mycket kraft ur en sådan krets.

6. Erhålla spänning med olika polaritet från två likriktare.
Det är inte alls nödvändigt att det är samma strömförsörjningar - de kan antingen ha olika spänning eller olika effekt. Till exempel, om vår krets förbrukar 1A vid +12 volt och 0,5A vid -5 volt, behöver vi två strömförsörjningar - +12V 1A och -5V 0,5A. Du kan också ansluta två identiska likriktare för att få en bipolär spänning, till exempel för att driva en förstärkare.

7. Parallellkoppling av identiska likriktare.
Det ger oss samma spänning, bara med dubbel ström. Om vi ​​ansluter två likriktare, kommer vi att ha en dubbel ökning av strömmen, tre - trippel, etc.

Tja, om allt är klart för er, mina kära, så ska jag nog ge er några läxor. Formeln för att beräkna filterkapacitansen för en helvågslikriktare är:

För en halvvågslikriktare är formeln något annorlunda:

De två i nämnaren är antalet korrigerings-”cykler”. För en trefaslikriktare blir nämnaren tre.

I alla formler heter variabler så här:
Cf - filterkondensatorkapacitet, µF
Po - uteffekt, W
U - utgående likriktad spänning, V
f - växelspänningens frekvens, Hz
dU - pulseringsområde, V

Som referens, tillåtna krusningar:
Mikrofonförstärkare - 0,001...0,01 %
Digital teknik - rippel 0,1...1%
Effektförstärkare - rippel av en laddad strömförsörjning 1...10% beroende på förstärkarens kvalitet.

Dessa två formler gäller för spänningslikriktare med en frekvens på upp till 30 kHz. Vid högre frekvenser tappar elektrolytkondensatorer sin effektivitet, och likriktaren är designad lite annorlunda. Men det är ett annat ämne.

I många elektroniska enheter som arbetar med växelström på 220 volt, är diodbryggor installerade. 12 volts diodbryggkrets låter dig effektivt utföra funktionen att likrikta växelström. Detta beror på det faktum att de flesta enheter använder likström för att fungera.

Hur fungerar en diodbrygga?

Växelström med en viss varierande frekvens tillförs bryggans ingångskontakter. Vid utgångarna med positiva och negativa värden genereras en unipolär ström, som har ökat rippel, vilket avsevärt överstiger frekvensen för strömmen som tillförs ingången.

Pulsationerna som uppstår måste tas bort, annars kommer den elektroniska kretsen inte att kunna fungera normalt. Därför innehåller kretsen speciella filter, som är elektrolytiska filter med stor kapacitet.

Själva bryggaggregatet består av fyra dioder med samma parametrar. De är anslutna till en gemensam krets och är inrymda i ett gemensamt hölje.

Diodbryggan har fyra terminaler. Två av dem är anslutna till växelspänning, och de andra två är de positiva och negativa terminalerna för den pulserande likriktade spänningen.

En likriktarbrygga i form av en diodenhet har betydande tekniska fördelar. Således installeras en monolitisk del på det tryckta kretskortet på en gång. Under drift är alla dioder försedda med samma termiska förhållanden. Kostnaden för den totala monteringen är lägre än fyra dioder separat. Denna del har dock en allvarlig nackdel. Om minst en diod går sönder måste hela enheten bytas ut. Om så önskas kan vilket allmänt diagram som helst ersättas med fyra separata delar.

Applicering av diodbryggor

Alla enheter och elektronik som drivs av växelström har en 12-volts diodbryggkrets. Den används inte bara i transformatorer utan också i pulslikriktare. Den mest typiska omkopplingsenheten är datorns strömförsörjning.

Dessutom används diodbryggor i kompaktlysrör eller energisnåla lampor. De ger en mycket bra effekt när de används i elektroniska förkopplingsdon. De används ofta i alla modeller av moderna enheter.

Hur man gör en diodbro

En diodbrygga hjälper till att omvandla växelström till likström - diagrammet och driftprincipen för denna enhet ges nedan. I en konventionell belysningskrets flyter en växelström som ändrar dess storlek och riktning 50 gånger inom en sekund. Dess omvandling till en permanent är ett ganska vanligt behov.

Funktionsprincip för en halvledardiod

Namnet på den beskrivna enheten indikerar tydligt att denna design består av dioder - halvledarenheter som leder elektricitet väl i en riktning och praktiskt taget inte leder den i motsatt riktning. En bild av denna enhet (VD1) på kretsscheman visas i fig. 2c. När ström flyter genom den i riktning framåt - från anoden (vänster) till katoden (höger), är dess motstånd lågt. När strömriktningen ändras till motsatt riktning ökar diodens resistans många gånger. I det här fallet flyter en omvänd ström som är något annorlunda än noll genom den.

Därför, när en växelspänning Uin (vänster graf) appliceras på en krets som innehåller en diod, strömmar elektricitet genom lasten endast under positiva halvcykler när en positiv spänning appliceras på anoden. Negativa halvcykler är "avstängda", och det finns praktiskt taget ingen ström i belastningsresistansen för närvarande.

Strängt taget är utspänningen U ut (höger graf) inte konstant, även om den flyter i en riktning, utan pulserande. Det är lätt att förstå att antalet av dess pulser (pulseringar) per sekund är 50. Detta är inte alltid acceptabelt, men krusningarna kan jämnas ut om man kopplar en kondensator med tillräckligt stor kapacitans parallellt med belastningen. Laddning under spänningspulser, i intervallen mellan dem urladdas kondensatorn i belastningsmotståndet. Pulsationerna jämnas ut, och spänningen blir nära konstant.

En likriktare tillverkad i enlighet med denna krets kallas en halvvågslikriktare, eftersom den bara använder en halvcykel av den likriktade spänningen. De viktigaste nackdelarna med en sådan likriktare är följande:

• ökad grad av rippel av likriktad spänning;
• låg effektivitet;
• transformatorns tunga vikt och dess irrationella användning.

Därför används sådana kretsar endast för att driva enheter med låg effekt. För att korrigera denna oönskade situation har helvågslikriktare utvecklats som omvandlar negativa halvvågor till positiva. Detta kan göras på olika sätt, men det enklaste sättet är att använda en diodbrygga.

Ris. 2

Diodbrygga - en helvågslikriktarkrets som innehåller 4 dioder istället för en (fig. 2c). I varje halvcykel är två av dem öppna och låter elektricitet flöda framåt, medan de andra två är stängda och ingen ström flyter genom dem. Under den positiva halvcykeln appliceras positiv spänning på anoden VD1 och negativ spänning appliceras på katoden VD3. Som ett resultat är båda dessa dioder öppna och VD2 och VD4 är stängda.

Under den negativa halvcykeln appliceras positiv spänning på anoden VD2 och negativ spänning appliceras på katoden VD4. Dessa två dioder öppnas och de som öppnas under den föregående halvcykeln stänger. Strömmen genom belastningsmotståndet flyter i samma riktning. Jämfört med en halvvågslikriktare fördubblas antalet krusningar. Resultatet är en högre grad av utjämning med samma kapacitans som filterkondensatorn, en ökning av effektiviteten hos transformatorn som används i likriktaren.

En diodbrygga kan inte bara monteras av enskilda element, utan också tillverkas som en monolitisk struktur (diodmontage). Det är lättare att installera, och dioderna väljs vanligtvis enligt parametrarna. Det är också viktigt att de fungerar under samma termiska förhållanden. Nackdelen med en diodbrygga är behovet av att byta ut hela enheten om ens en diod går sönder.

Den pulserande likriktade strömmen kommer att vara ännu närmare konstant, vilket gör det möjligt att erhålla en trefas diodbrygga. Dess ingång är ansluten till en trefas växelströmskälla (generator eller transformator), och utspänningen är nästan densamma som konstant, och det är ännu lättare att jämna ut den än efter fullvågslikriktning.

Diodbrygga likriktare

Kretsen för en helvågslikriktare baserad på en diodbrygga, lämplig för DIY-montering, visas i fig. 3a. Spänningen som tas bort från den sekundära nedtrappningslindningen av transformatorn T är föremål för likriktning För att göra detta måste du ansluta en diodbrygga till transformatorn.

Den pulserande likriktade spänningen utjämnas av en elektrolytisk kondensator C, som har en ganska stor kapacitans - vanligtvis i storleksordningen flera tusen mikrofarader. Motstånd R fungerar som en likriktarlast vid tomgång. I detta läge laddas kondensatorn C till ett amplitudvärde som är 1,4 (root of two) gånger högre än det effektiva spänningsvärdet som tas från transformatorns sekundärlindning.

När belastningen ökar, minskar utspänningen. Du kan bli av med denna nackdel genom att ansluta en enkel transistorstabilisator till likriktarutgången. I kretsscheman är bilden av en diodbrygga ofta förenklad. I fig. Figur 3b visar hur motsvarande fragment i figur 3 också kan avbildas. 3a.

Det bör noteras att även om diodernas framåtresistans är liten, skiljer den sig ändå från noll. Av denna anledning värms de upp i enlighet med Joule-Lenz-lagen, ju starkare desto större ström som flyter genom kretsen. För att förhindra överhettning installeras ofta kraftfulla dioder på kylflänsar (radiatorer).

En diodbrygga är en nästan obligatorisk del av alla elektroniska enheter som drivs av nätverket, oavsett om det är en dator eller en likriktare för att ladda en mobiltelefon.

Frasen "diodbrygga" kommer från ordet "diod". Därför måste en diodbrygga bestå av dioder, men de måste vara kopplade till varandra i en viss sekvens. Vi kommer att diskutera varför detta är viktigt i den här artikeln.

Beteckning på diagrammet

Diodbryggan i diagrammen ser ut så här:

Ibland i diagram är det också betecknat enligt följande:

Som vi kan se består kretsen av fyra dioder. För att det ska fungera korrekt måste vi ansluta dioderna korrekt och lägga växelspänning på dem korrekt. Till vänster ser vi två "~"-ikoner. Vi applicerar växelspänning på dessa två terminaler och tar bort likspänningen från de andra två terminalerna som indikeras med "+" och "-" tecknen. En diodbrygga kallas även en diodlikriktare.

Funktionsprincip

För att likrikta växelspänning till likström kan du använda en diod för likriktning, men det är inte tillrådligt. Låt oss titta på en bild av hur det hela kommer att se ut:

Dioden skär av den negativa halvvågen av växelspänningen och lämnar bara den positiva kvar, som vi ser i figuren ovan. Det fina med denna enkla krets är att vi får konstant spänning från växelspänning. Problemet ligger i det faktum att vi tappar hälften av växelströmmen. Dioden skär av den.

För att rätta till denna situation kom stora hjärnor på en diodbryggkrets. Diodbryggan "vänder över" den negativa halvvågen, förvandlar den till en positiv halvvåg och sparar därmed ström.

Vid utgången av diodbryggan uppträder en konstant pulserande spänning med en frekvens på 100 Hz. Detta är dubbelt så mycket som nätverksfrekvensen.

Praktiska upplevelser

Låt oss börja med en enkel diod.

Katoden känns lätt igen på sin silverrand. Nästan alla tillverkare visar katoden med en rand eller prick.

För att göra våra experiment säkra tog jag en nedtrappningsenhet, som gör 12V från 220V.

Vi ansluter 220 volt till primärlindningen och tar bort 12 volt från sekundärlindningen. visade lite mer, eftersom det inte finns någon belastning på sekundärlindningen. Transformatorn arbetar med så kallad tomgångshastighet.

3,3x5=16,5V är det maximala spänningsvärdet. Och om vi delar det maximala amplitudvärdet med roten av två får vi någonstans runt 11,8 volt. Det är vad det är . Oscilloskopet ljuger inte, allt är OK.

Återigen kunde jag ha använt 220 volt, men 220 volt är inget skämt, så jag sänkte växelspänningen.

Löd vår diod till ena änden av transformatorns sekundärlindning.

Låt oss ta oscilloskopet igen

Låt oss titta på oscillogrammet

Var är bildens botten? Dioden skar av den. Han lämnade bara den övre delen, det vill säga den som är positiv.

Vi hittar ytterligare tre sådana dioder och löder dem diodbrygga.

Vi håller fast vid transformatorns sekundära lindning med hjälp av en diodbryggkrets.

Från de andra två ändarna tar vi bort den konstanta pulserande spänningen med en oscilloskopsond och tittar på oscillogrammet

Här, nu är det ordning.

Typer av diodbryggor

För att inte störa sig på dioder placerade utvecklarna alla fyra dioderna i ett hus. Resultatet är ett mycket kompakt och bekvämt radioelement - en diodbrygga. Jag tror att du kan gissa vilken som är importerad och vilken som är sovjetisk))).

Till exempel, på den sovjetiska diodbryggan visas kontakterna som du behöver lägga växelspänning på med ikonen "~", och kontakterna från vilka du behöver ta bort den konstanta pulserande spänningen indikeras med "+" och "- " ikoner.

Det finns många typer av diodbryggor i olika höljen

Det finns till och med en bildiodbro

Det finns även en diodbrygga för trefasspänning. Den är sammansatt enligt den så kallade Larionov-kretsen och består av 6 dioder:

Trefasiga diodbryggor används främst inom kraftelektronik.

Som du kanske har märkt har en sådan trefaslikriktare fem uttag. Tre utgångar per fas och från de andra två utgångarna tar vi bort en konstant pulserande spänning.

Hur man kontrollerar en diodbrygga

1) Den första metoden är den enklaste. Diodbryggan kontrolleras av integriteten hos alla dess dioder. För att göra detta testar vi varje diod med en multimeter och tittar på integriteten hos varje diod. Hur man gör detta, läs

2) Den andra metoden är 100% korrekt. Men detta kommer att kräva ett oscilloskop eller en nedtrappningstransformator. Låt oss kontrollera den importerade diodbryggan. För att göra detta ansluter vi två av dess kontakter till växelspänning med "~"-symbolerna, och från de andra två kontakterna, med "+" och "-" tar vi avläsningar med ett oscilloskop.

Låt oss titta på oscillogrammet

Det betyder att den importerade diodbryggan fungerar.

Sammanfattning

En diodbrygga (likriktare) används för att omvandla växelström till likström.

En diodbrygga används i nästan all radioutrustning som "äter" spänning från ett alternerande nätverk, vare sig det är en enkel TV eller till och med en mobiltelefonladdare.