Diyot köprüsü mikro devresi. Diyot köprüsü - nasıl çalışır? Diyot köprüsü çalışma prensipleri

Bir diyot köprüsü, alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek için kullanılan temel bir elektronik devredir. Hiçbir doğrultucu güç kaynağının onsuz yapamayacağı en yaygın radyo bileşenidir.

Yarı iletken köprülerin yapısal türleri

Diyot köprüsü bireysel yarı iletken elemanlardan monte edilebilir veya monolitik bir montaj halinde yapılabilir. İkincisinin rahatlığı, baskılı devre kartına kurulum kolaylığı ve küçük genel boyutlardır. İçindeki elemanların parametreleri fabrikada dikkatlice seçilir, bu da onların dağılma ve çarpık çalışma sıcaklığı koşullarını ortadan kaldırır, ancak böyle bir devrenin bir elemanı arızalanırsa tüm düzeneğin değiştirilmesi gerekir. Eğer hazır diyot düzeneklerinden memnun değilseniz bu basit devreyi kendiniz de kurabilirsiniz. Elemanlar baskılı devre kartına monte edilebilir, ancak çoğu zaman doğrudan transformatöre monte edilir. Yüksek güçlü bir diyot köprüsüne ihtiyaç duyulursa, diyotların çok ısınabileceğini unutmamak gerekir; bu durumda aşırı ısıyı gidermek için bir alüminyum radyatör üzerine monte edilirler. Köprü için diyotlar devrenin gerekli gücüne göre seçilmelidir. Yük değeri Ohm kanunu kullanılarak hesaplanabilir; bunun için maksimum akımın maksimum voltajla çarpılması gerekir. Devrenin bir güvenlik payına sahip olması için sonuç ikiyle çarpılmalıdır. Bir diyot köprüsünü monte ederken, her diyottan nominal akımın yalnızca yüzde 70'inin aktığını unutmamalısınız.

Çalışma prensibi

Devrenin girişine alternatif bir voltaj verilir, ilk yarım döngüde elektrik akımı iki diyottan geçer, ikinci diyot çifti kapalıdır. İkinci yarı döngüde akım ikinci diyot çiftinden geçer ve birincisi kapanır. Böylece, diyot köprüsünün çıkışı, frekansı girişin iki katı olan bir titreşimli voltaj üretir. Çıkış voltajındaki dalgalanmayı düzeltmek için köprü çıkışına bir kapasitör yerleştirilir.

Uygulama alanı

Diyot köprüleri endüstriyel ekipmanlarda (güç kaynakları, şarj cihazları, motor kontrol devreleri, güç regülatörleri), ev aletleri için güç kaynaklarında (TV'ler, buzdolapları, elektrikli süpürgeler, bilgisayarlar, elektrikli aletler vb.), aydınlatma cihazlarında (floresan) yaygın olarak kullanılmaktadır. lambalar, güneş pili modüllerinde), elektrik sayaçlarında.

Kaynak makinesi için diyot köprüsü

Böyle bir doğrultucu, güçlü diyotlar temelinde monte edilmelidir (örneğin, maksimum 200 amper akıma sahip B200 tipi uygundur). Önemli genel boyutlara sahiptirler; ısı enerjisini uzaklaştırmak için gövdelerinin bir alüminyum radyatörün üzerine yerleştirilmesi gerekir. Bu tür diyotların muhafazasına ve radyatöre enerji verilir, bu nedenle kurulumda bu özellikler dikkate alınmalıdır. Sonuç olarak kaynak makinesinin tasarımının boyutu artar. Bununla birlikte, tek bir kasaya entegre edilmiş hazır montajlar da mevcuttur. Böyle bir köprünün boyutları, bir kibrit kutusu veya radyatörsüz bir B200 tipi diyotla karşılaştırılabilir. Maksimum akım 30-50 amperdir ve fiyatı yukarıda açıklanan diyotlardan önemli ölçüde daha düşüktür.

Jeneratör diyot köprüsü

Üç paralel yarım köprüden oluşan bu doğrultucu ünitesi altı diyot (Sovyet bilim adamı A. N. Larionov'un devresi) üzerine monte edilmiştir. Bu devre, üç fazlı alternatif voltajı doğrudan voltaja dönüştürür.

Diyot, uygulanan voltaja göre belirlenen farklı iletkenliğe sahip bir yarı iletken birimdir. İki terminali vardır: katot ve anot. Eğer doğru voltaj uygulanırsa, yani anottaki potansiyel katoda göre pozitif ise ünite açıktır.

Gerilim negatif ise kapanır. Bu özellik elektrik mühendisliğinde uygulama alanı bulmuştur: diyot köprüsü, alternatif akımı düzeltmek ve kaynak işlemlerinin kalitesini artırmak için kaynakta aktif olarak kullanılır.

Kendi elinizle düzleştirici nasıl yapılır?

Zanaatkar gerekli bileşenlere sahipse, ev yapımı bir kaynak redresörü yapmak oldukça mümkündür. Uzmanların tüm tavsiyelerine uyulması koşuluyla, manuel ark kaynağı işleminin doğru akımla sağlanması garanti edilir, ancak kaplanmış bir elektrot kullanılması gerekli olacaktır.

Kaplamasız tel kullanılmasına da izin verilir, ancak yalnızca kaynak konularında geniş tecrübeniz varsa. Deneyimsiz bir kaynakçının bununla baş etmesi neredeyse imkansız olacaktır.

Kaynak makinesi için diyot köprüsü.

Elektrodu eritirken kaplama, hava bileşenlerinin kaynaklı bağlantının erimiş metaline nüfuz etmesini önler. Bu olmadan, erimiş metalin nitrojen ve oksijenle teması dikişin mukavemet özelliklerini azaltacak ve onu kırılgan ve gözenekli hale getirecektir.

Öncelikle, gerekli parametrelere sahip bir düşürücü transformatörü kendi ellerinizle seçmeniz veya sarmanız gerekecektir. Diyot köprüsünü bağlamadan önce transformatörü monte edin.

Cihazı kendiniz üretmeyi seçerseniz, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bileşenlerini doğru bir şekilde hesaplamak önemlidir:

• manyetik devre parametreleri;
• mevcut dönüş sayısı;
• baraların ve tellerin kesit boyutları.

Bir notta! Transformatörlerin üretimine ilişkin hesaplamalar birleşik bir metodoloji kullanılarak gerçekleştirilir, bu nedenle bu görev, elektrik konusunda okul bilgisine sahip deneyimsiz bir kaynakçı için bile herhangi bir zorluk yaratmaz.

LED'ler olmadan iş yapılamaz: tek yönde akım iletkenleri olarak onlara ihtiyaç vardır. Bir köprü devresi kullanılarak oluşturulan en basit diyot, ısı değişimi ve soğutma amacıyla bir radyatöre monte edilir.

VD-200 gibi bir kaynak makinesi için güçlü diyotlar, çalışma sırasında oldukça büyük miktarda termal enerji yayar. Düşen akım karakteristiğini sağlamak için devreye seri olarak bir bobinin bağlanması gerekecektir.

Böyle bir devredeki aktif değişken direnç, kaynakçıya kaynak akımını sorunsuz bir şekilde düzenleme yeteneği sağlayacaktır. Daha sonra, bir direğin kaynaklı tele, ikincisinin çalışma nesnesine bağlanması gerekir.

Dalgalanmayı azaltmak için yumuşatma filtresi olarak devrede bir elektrolitik kapasitöre ihtiyaç vardır.

Reostat'ı kendi başınıza sarmak zor değildir, ancak böyle bir görev için seramik bir çekirdeğe ve nikel veya nikrom tele ihtiyacınız olacaktır. Mevcut tel çapı, kaynak işleminin düzenlenmiş akımının değeri ile belirlenecektir.

Reosta direncinin hesaplanması, elektrotun spesifik direnci, kesiti ve toplam uzunluğu dikkate alınarak yapılmalıdır.

Diyot köprüsüyle kaynak yapmak için elektrik devresi.

Kaynak için geçerli ayar adımı, dönüşlerin çapına bağlıdır. Listelenen parçaları tek bir ünitede doğru bir şekilde birleştirirseniz kaynak işlemine doğru akım eşlik edecektir. Çalışma sırasında kısa devreleri önleyen bir direnç takmak gereksiz olmayacaktır.

Arkı ateşlemeden tel metale temas ettiğinde meydana gelebilir. Şu anda kapasitörde direnç yoksa anında boşalacak, bir tıklama meydana gelecek, elektrot çökecek veya metale yapışacaktır.

Bir direnciniz varsa, kapasitördeki deşarjları düzeltebilir ve elektrotun ateşlenmesini daha kolay ve yumuşak hale getirebilirsiniz. Kaynak akımını kendi ellerinizle düzeltmek için bir cihaz yapmak, en doğru ve dayanıklı kaynakları oluşturmanıza olanak sağlayacaktır. .

Sonuçlar

Bir kaynak makinesi için bir diyot köprüsü, alternatif akımı doğru akıma dönüştürür, bu da kaynaklı bağlantıların kalitesini artırır. Böyle bir cihaz, makalede belirtilen tavsiyelere uyarak hazır olarak satın alınabilir veya kendi ellerinizle oluşturulabilir.

Herkes ev ağlarının 220 Volt genlikli alternatif elektrik voltajıyla çalıştığını bilir. Ancak modern elektronik cihazların bazı örnekleri (örneğin cep telefonunuz) sabit veya düzeltilmiş voltaj gerektirir. Bir transformatör, onu gerekli değere düşürmeye ve değişken bileşeni düzeltmek için kesinlikle bir diyot köprüsüne ihtiyacınız olacaktır (aşağıdaki fotoğraf).

Burada tartışılan doğrultucu cihazlar, normal çalışma için doğru akım gerektiren çoğu elektronik cihazın (kaynak ünitelerinden minyatür güç kaynaklarına kadar) bir parçasıdır.

Bu inceleme, klasik bir doğrultucu diyot köprüsünün devresinin ve çalışma prensibinin ayrıntılı bir tanımını sağlar. Ayrıca kendi ellerinizle bir diyot köprüsünün nasıl yapılacağı konusunu da tartışacağız.

Doğrultucu modülünün bileşimi

Redresörün ne olduğunu daha yakından tanımak isteyen herkese kısa bir tarihi gezi yapmasını öneriyoruz. Doğrultucu köprünün öncüsünün, Alman bilim adamı L. Graetz tarafından icat edilen ve 4 eleman (diyot düzenekleri) temelinde monte edilen bir devre olduğu düşünülerek başlayalım.

Not! Bu cihazlar profesyonel olarak Graetz köprüleri veya tam dalga doğrultucular olarak bilinir.

Dört diyottan oluşan bu tür düzenekler sonunda köprü devreleri olarak bilinmeye başlandı ve bunlar evrensel doğrultucu modüller olarak kullanılmaya başlandı.

Devresi aşağıda sunulan klasik diyot köprüsü, belirli bir şekilde bağlanmış doğrultucu diyotları içerir.

Yukarıdaki şekilden köprü devresinin, bağlantı sırası sırt sırta ilkesine karşılık gelen dört yarı iletken eleman (diyot) içerdiği görülebilir. Bu cihazların bir çifti iletken yönde bağlanır, diğeri ise ters bağlantıya sahiptir.

Çalışma prensibi

Bir diyot köprüsünün nasıl çalıştığını anlamak için önce alternatif voltajları düzeltmenin etkisinin özünü öğrenelim.

Dört diyota dayalı klasik bir doğrultucu köprünün çalışma prensibi şu şekildedir:

• Yüke bağlı diyotun pozitif terminaline pozitif bir şebeke voltajı dalgası geldiğinde, içinden aynı polaritede bir akım sinyali geçer;
• Aynı zamanda, bağlantısı ilkine ters olan köprüdeki çiftten başka bir diyottan hiçbir akım geçmez, çünkü bağlantısı zıt işaretli bir potansiyel tarafından kapatılır;
• Ancak zamanı gelince yarım dalga ters polarite içinden geçerek çıkışta ilk durumda olduğu gibi aynı yönde bir akım darbesi oluşturur.

Giriş voltajının her yarım dalgası için aynı yönde bir akım üreten (yüke bağladıktan sonra) bir diyot olduğunu söyleyebiliriz.

Elektrik mühendisliği teorisine göre bu durumda gözlenen etki, düzleşmesi anlamına gelir.

Yukarıda tartışılan diyot köprüsünün çalışma prensibi, aşağıdaki sonuçları çıkarmamızı sağlar:

• Açıklanan işlemin bir sonucu olarak, doğrultucunun çıkışında aynı pozitif polariteye sahip akım yarım dalgaları oluşturulur (aşağıdaki şekil);

• Köprü yükündeki sinyale bir osiloskopla bakarsanız, 100 Hz frekansında tekrarlanan aynı polariteye sahip yarım dalgalar şeklinde titreşimli bir doğru akım görebilirsiniz;
• Bu değer (100 Hz), diyot doğrultucunun çıkışındaki 50 Hz olan şebeke frekansının iki katına çıkarılmasıyla elde edilir;
• Frekansın iki katına çıkması, giriş sinyalinin her yarım dalgasının kendi diyotu (daha doğrusu bir çift) tarafından işlenmesiyle açıklanmaktadır.

Ek Bilgiler. Ortaya çıkan dalgalanmaların düzeltmeden sonra filtrelenmesinden sonra (bu, elektrolitik kapasitörler kullanılarak yapılır), yükte düzeltilmiş bir voltaj elde edilir.

Bazen devrenin çıkışındaki varlığını kaydetmek için ikincisine LED göstergesi eklenir. Sınırlama direnci üzerinden bağlanan LED yandığında, çıkışta sabit bir potansiyelin göründüğünden emin olabilirsiniz.

Üç fazlı bir besleme hattı için, enerji santrallerinin güç kaynağının özellikleri dikkate alınarak özel tipte köprü devreleri kullanılmalı, seçilmeli ve dahil edilmelidir. Üç fazlı doğrultucu köprünün nasıl çalıştığını öğrenmek isteyen herkesi aşağıdaki adrese http://hardelectronics.ru/shema-diodnogo-mosta.html gönderiyoruz.

Kendi köprünü yapmak

Diyot köprüsünü lehimlemeden önce, bileşiminde bulunan diyotların her birinin servis edilebilirliğini kontrol ettiğinizden emin olun. Ayrıca, ayrı ayrı (ayrık) elemanlardan monte edilebileceğine veya dört çıkış kontağı ile sağlam bir mahfaza tertibatı şeklinde alınabileceğine de dikkat çekiyoruz.

Bu köprü seçeneklerinin her birinin kendine göre artıları ve eksileri vardır.

Önemli! Monolitik bir düzenekteki bir diyot arızalanırsa, tüm düzeneğin değiştirilmesi gerekecektir (kalan üç elemanın servis edilebilir olmasına rağmen).

Ancak böyle bir modül, bir doğrultucu devresini lehimlerken, bir diyot köprüsünü bir taraftaki alternatif voltaj kaynağına ve diğer taraftaki yüke bağlamanız gerektiğinde çok kullanışlıdır.

Bir diyot köprüsünü ayrı elemanlardan kendi ellerimizle monte ettiğimiz bir durumda, her birini diğerlerinden bağımsız olarak değiştirmek her zaman mümkündür. Ancak bu yaklaşımla, üretim sürecinin kendisi daha karmaşık hale geliyor ve bunun için dört bileşeninin de lehimlenmesi gerekecek.

Doğrultucu ürününün kendi kendine montajını tamamladıktan sonra geriye kalan tek şey diyot köprüsünü bir transformatöre veya alternatif voltajın beslendiği başka bir kaynağa bağlamaktır.

İncelemenin diyot köprü devresinin nasıl çalıştığına ayrılan son bölümünde, onu kendiniz monte ederken bileşiminde yer alan elemanların parametrelerini incelemeniz gerektiğine dikkat çekiyoruz. Bu verilerin bilgisi, izin verilen yük akımlarını doğru bir şekilde hesaplamanıza ve ayrıca diyot düzeneğinin arızalanmayacağından emin olmanıza olanak sağlayacaktır.

Video

Nehrin, vadinin ve yolun üzerinde bir köprü var. Peki hiç “diyot köprüsü” ifadesini duydunuz mu? Bu nasıl bir köprü? Ancak bu sorunun cevabını bulmaya çalışacağız.

"Diyot köprüsü" ifadesi "diyot" kelimesinden türetilmiştir. Diyot köprüsünün diyotlardan oluşması gerektiği ortaya çıktı. Ancak diyot köprüsünde diyotlar varsa, bu, diyotun bir yönde geçeceği, diğer yönde geçmeyeceği anlamına gelir. Performanslarını belirlemek için diyotların bu özelliğini kullandık. Nasıl yaptığımızı hatırlamıyorsanız burası tam size göre. Bu nedenle, alternatif bir voltajdan sabit bir voltaj elde etmek için bir diyot köprüsü kullanılır.

Ve işte diyot köprüsünün şeması:

Bazen diyagramlarda şu şekilde belirtilir:

Gördüğünüz gibi devre dört diyottan oluşuyor. Ancak diyot köprü devresinin çalışabilmesi için diyotları doğru bağlamamız ve onlara doğru şekilde alternatif voltaj uygulamamız gerekir. Sol tarafta iki adet "~" ikonu görüyoruz. Bu iki terminale alternatif voltaj uyguluyoruz ve diğer iki terminalden (artı ve eksi) sabit voltajı kaldırıyoruz.

Alternatif voltajı doğrudan voltaja dönüştürmek için, düzeltme için bir diyot kullanabilirsiniz, ancak bu tavsiye edilmez. Resme bakalım:

AC voltajı zamanla değişir. Diyot, yalnızca voltaj sıfırın üzerinde olduğunda voltajı kendi üzerinden geçirir ve sıfırın altına düştüğünde diyot kapanır. Her şeyin basit ve basit olduğunu düşünüyorum. Diyot negatif yarım dalgayı keser ve geriye sadece pozitif yarım dalga kalır. Yukarıdaki şekilde gördüğümüz şey budur. Ve bu basit devrenin güzelliği, alternatif voltajdan sabit voltaj almamızdır. Bütün sorun AC gücünün yarısını kaybetmemizdir. Diyot aptalca onu kesiyor.

Bu durumu düzeltmek için bir diyot köprü devresi geliştirildi. Diyot köprüsü negatif yarım dalgayı pozitif yarım dalgaya çevirerek “tersine çevirir”. Bu şekilde güç tasarrufu sağlıyoruz. Harika değil mi?

Diyot köprüsünün çıkışında, şebeke frekansının iki katı kadar yüksek bir frekansa sahip sabit bir titreşimli voltaja sahibiz: 100 Hz.

Devrenin nasıl çalıştığını yazmaya gerek olmadığını düşünüyorum, zaten buna ihtiyacınız olmayacak, asıl önemli olan alternatif voltajın nereye gittiğini ve sabit titreşimli voltajın nereden geldiğini hatırlamak.

Bir diyot ve diyot köprüsünün nasıl çalıştığına pratik bir göz atalım.

İlk önce bir diyot alalım.

Bilgisayarın güç kaynağından lehimini çözdüm. Katot, şeridinden kolaylıkla tanınabilir. Hemen hemen tüm üreticiler katodu bir şerit veya nokta ile gösterir.

Deneylerimizi güvenli hale getirmek için 220 Volt'u 12 Volt'a dönüştüren bir düşürücü transformatör aldım. Bunu nasıl yaptığını bilmeyenler için trafo tasarımı yazısını okuyabilirsiniz.

Birincil sargıya 220 Volt bağlarız ve ikincil sargıdan 12 Volt'u çıkarırız. İkincil sargıya herhangi bir yük bağlanmadığından karikatür biraz daha fazlasını gösterir. Transformatör "rölanti hızı" olarak adlandırılan hızda çalışır.

Transın ikincil sargısından gelen osilograma bakalım. Maksimum voltaj genliğinin hesaplanması kolaydır. Nasıl hesaplanacağını hatırlamıyorsanız Osiloskop makalesine bakabilirsiniz. Çalıştırma Temelleri. 3.3x5= 16.5V maksimum gerilim değeridir. Ve maksimum genlik değerini ikiye bölersek 11,8 Volt civarında bir değer elde ederiz. Bu etkin voltaj değeridir. Oscill yalan söylemiyor, her şey yolunda.

Bir kez daha 220 Volt kullanabilirdim ama 220 Volt şaka değil, bu yüzden alternatif voltajı düşürdüm.

Diyotumuzu transın sekonder sargısının bir ucuna lehimleyin.

Salınım problarıyla tekrar tutunuyoruz

Salınımlara bakalım

Resmin alt kısmı nerede? Diyot onu kesti. Diyot yalnızca üst kısmı, yani pozitif olanı bıraktı. Ve alt kısmı kestiği için dolayısıyla elektriği de kesti.

Bu tür üç diyot daha buluyoruz ve diyot köprüsünü lehimliyoruz.

Diyot köprü devresine göre transın sekonder sargısına tutunuyoruz.

Diğer iki uçtan osilatör probları ile sabit darbeli voltajı çıkarıyoruz ve osilatörlere bakıyoruz.

Artık her şey yolunda ve hiçbir güç kaybımız yok :-).

Geliştiriciler, diyotlarla uğraşmamak için dört diyotun tamamını tek bir muhafazaya yerleştirdiler. Sonuç çok kompakt ve kullanışlı bir diyot köprüsüdür. Hangisinin ithal, hangisinin Sovyet olduğunu tahmin edebileceğinizi düşünüyorum)).

Ve işte Sovyet olanı:

Nasıl tahmin ettin? :-) Örneğin, bir Sovyet diyot köprüsünde, alternatif voltajın uygulanması gereken kontaklar ("~" sembolüyle) ve sabit titreşimli voltajın kaldırılması gereken kontaklar ("+" ve "-") gösterilir.

İçe aktarılan diyot köprüsünü kontrol edelim. Bunu yapmak için, kontaklarından ikisini değişkene bağlarız ve diğer iki kontaktan osilatörde okumalar yaparız.

Ve işte osilogram:

Bu, ithal edilen diyot köprüsünün gayet iyi çalıştığı anlamına gelir.

Sonuç olarak, ister basit bir TV, hatta cep telefonu şarj cihazı olsun, diyot köprüsünün ağdan voltaj tüketen hemen hemen tüm radyo ekipmanlarında kullanıldığını eklemek isterim. Diyot köprüsü, tüm diyotlarının servis kolaylığı açısından kontrol edilir.

İşte canlarım, planımızı oluşturduk, şimdi kontrol etmenin, test etmenin ve bu mutluluğun tadını çıkarmanın zamanı geldi. Bir sonraki adım devreyi güç kaynağına bağlamaktır. Başlayalım. Piller, akümülatörler ve diğer güç kaynakları üzerinde durmayacağız; doğrudan ana güç kaynaklarına geçeceğiz. Burada mevcut düzeltme planlarına, bunların nasıl çalıştığına ve neler yapabileceğine bakacağız. Deneyler için tek fazlı (evde bir prizden) voltaja ve ilgili parçalara ihtiyacımız olacak. Endüstride üç fazlı redresörler kullanılıyor, onları da dikkate almayacağız. Eğer büyüyünce elektrikçi olursan, hoş karşılanırsın.

Güç kaynağı birkaç önemli parçadan oluşur: Şebeke transformatörü - şekildekiyle benzer şekilde şemada gösterilmiştir,

Doğrultucu - tanımı değişebilir. Doğrultucu, hangi doğrultucuya bağlı olarak bir, iki veya dört diyottan oluşur. Şimdi çözeceğiz.

a) - basit bir diyot.
b) - diyot köprüsü. Şekildeki gibi birbirine bağlanan dört diyottan oluşur.
c) - aynı diyot köprüsü, yalnızca kısalık için daha basit çizilmiş. Kontak atamaları b) harfi altındaki köprü için olanlarla aynıdır.

Filtre kondansatörü. Bu şey zaman ve mekânda değişmez ve şu şekilde tanımlanır:

Bir kapasitör için, dünyadaki tanımlama sistemleri kadar çok sayıda tanımlama vardır. Ama genel olarak hepsi birbirine benziyor. Kafamızı karıştırmayalım. Anlaşılır olması açısından bir yük çizelim, bunu Rl - yük direnci olarak gösterelim. Bu bizim planımız. Bu yükü bağlayacağımız güç kaynağının kontaklarını da ana hatlarıyla belirteceğiz.

Sonraki - birkaç varsayım.
- Çıkış voltajı Uconst = U*1,41 olarak tanımlanır. Yani, sarımda 10 volt alternatif voltajımız varsa, o zaman kapasitörde ve yükte 14,1 V alacağız. Bunun gibi.
- Yük altında voltaj biraz düşer ve bunun miktarı transformatörün tasarımına, gücüne ve kapasitörün kapasitansına bağlıdır.
- Doğrultucu diyotlar gereğinden 1,5-2 kat daha fazla akıma sahip olmalıdır. Stok için. Diyot bir radyatöre (bir somun veya cıvata deliği ile) monte edilmek üzere tasarlanmışsa, 2-3A'dan fazla bir akımda radyatöre monte edilmelidir.

Bipolar voltajın ne olduğunu da hatırlatayım. Birisi unuttuysa. İki pil alıp seri bağlıyoruz. Orta nokta yani pillerin bağlandığı noktaya ortak nokta denilecektir. Halk arasında toprak, toprak, gövde, ortak tel olarak bilinir. Burjuvazi buna genellikle 0V (sıfır volt) olarak adlandırılan GND (toprak) adını verir. Bu kabloya voltmetreler ve osiloskoplar bağlanır, buna göre devrelere giriş sinyalleri verilir ve çıkış sinyalleri alınır. Bu yüzden adı ortak teldir. Yani test cihazını siyah kabloyla bu noktaya bağlayıp akülerdeki voltajı ölçersek, test cihazı bir aküde artı 1,5 volt, diğerinde eksi 1,5 volt gösterecektir. Bu gerilime +/-1,5V bipolar denir. Her iki kutup, yani artı ve eksi eşit olmalıdır. Yani +/-12, +/-36V, +/-50 vb. Bipolar voltajın bir işareti, devreden güç kaynağına (artı, ortak, eksi) üç kablonun gitmesidir. Ancak bu her zaman böyle değildir - devrenin +12 ve -5 voltajla beslendiğini görürsek, bu tür güce iki seviyeli denir, ancak yine de güç kaynağına giden üç kablo olacaktır. Devreye dört adede kadar voltaj veriliyorsa, örneğin +/-15 ve +/-36, o zaman bu güç kaynağını basitçe iki kutuplu iki seviyeli olarak adlandıracağız.

Neyse şimdi asıl konuya geçiyoruz.

1. Köprü düzeltme devresi.
En yaygın şema. Transformatörün bir sargısından tek kutuplu voltaj elde etmenizi sağlar. Devre minimum voltaj dalgalanmasına sahiptir ve tasarımı basittir.

2. Yarım dalga devresi.
Tıpkı kaldırım gibi, transformatörün bir sargısından bize tek kutuplu bir voltaj hazırlıyor. Tek fark, bu devrenin bir köprü devresine kıyasla iki kat daha fazla dalgalanmaya sahip olmasıdır, ancak dört yerine bir diyot devreyi büyük ölçüde basitleştirir. Küçük yük akımları için ve yalnızca yük gücünden çok daha büyük bir transformatörle kullanılır, çünkü böyle bir redresör, transformatörün tek taraflı mıknatıslanmasının tersine çevrilmesine neden olur.

3. Orta noktalı tam dalga.
İki diyot ve iki sargı (veya orta noktalı bir sargı) bize düşük dalgalı bir voltaj sağlayacaktır, ayrıca bir köprü devresine kıyasla daha düşük kayıplar elde edeceğiz çünkü dört yerine 2 diyotumuz var.

4. Bipolar doğrultucunun köprü devresi.
Birçokları için bu acı verici bir konudur. İki sargımız var (veya orta noktalı bir tane), onlardan iki özdeş voltajı kaldırıyoruz. Eşit olacaklar, dalgalanmalar küçük olacak, devre bir köprü devresi olduğundan, her kapasitördeki voltaj, her sargıdaki voltajın ikinin kökü ile çarpılmasıyla hesaplanır - her şey her zamanki gibi. Pozitif ve negatif yüklerin farklı olması durumunda, sargıların orta noktasından gelen bir tel, kapasitörlerdeki voltajı eşitler.

5. Gerilim katlama devresi.
Bunlar iki yarım dalga devresidir, ancak diyotlar farklı şekillerde bağlanmıştır. Gerilimi iki katına çıkarmamız gerektiğinde kullanılır. Her bir kapasitörün üzerindeki voltaj formülümüze göre belirlenecek ve üzerlerindeki toplam voltaj iki katına çıkacaktır. Yarım dalga devresinde olduğu gibi bunda da büyük dalgalanmalar var. İçinde iki kutuplu bir çıkış görebilirsiniz - kapasitörlerin orta noktasına toprak denirse, pillerde olduğu gibi ortaya çıkar, daha yakından bakın. Ancak böyle bir devreden çok fazla güç elde edemezsiniz.

6. İki redresörden farklı polarite geriliminin elde edilmesi.
Bunların aynı güç kaynakları olması hiç de gerekli değildir - voltaj açısından farklı veya güç açısından farklı olabilirler. Örneğin, devremiz +12 voltta 1A ve -5 voltta 0,5A tüketiyorsa, o zaman iki güç kaynağına ihtiyacımız var - +12V 1A ve -5V 0,5A. Örneğin bir amplifikatöre güç sağlamak için iki kutuplu bir voltaj elde etmek için iki özdeş redresörü de bağlayabilirsiniz.

7. Aynı redresörlerin paralel bağlantısı.
Bize aynı voltajı yalnızca iki kat akımla verir. İki doğrultucuyu bağlarsak, akımda iki kat, üç üçlü vb. Artış elde ederiz.

Peki, eğer her şey sizin için açıksa canlarım, o zaman muhtemelen size biraz ev ödevi vereceğim. Tam dalga doğrultucu için filtre kapasitansını hesaplama formülü şöyledir:

Yarım dalga doğrultucu için formül biraz farklıdır:

Paydadaki iki, düzeltme “döngülerinin” sayısıdır. Üç fazlı bir doğrultucu için payda üç olacaktır.

Tüm formüllerde değişkenler şu şekilde adlandırılır:
Cf - filtre kapasitör kapasitesi, µF
Po - çıkış gücü, W
U - çıkış düzeltilmiş voltajı, V
f - alternatif voltajın frekansı, Hz
dU - titreşim aralığı, V

Referans olarak, izin verilen dalgalanmalar:
Mikrofon amplifikatörleri - %0,001...0,01
Dijital teknoloji - dalgalanma %0,1...1
Güç amplifikatörleri - yüklü bir güç kaynağının dalgalanması, amplifikatörün kalitesine bağlı olarak %1...10'dur.

Bu iki formül frekansı 30 kHz'e kadar olan gerilim doğrultucuları için geçerlidir. Daha yüksek frekanslarda elektrolitik kapasitörler verimlerini kaybeder ve doğrultucu biraz farklı tasarlanmıştır. Ama bu başka bir konu.

220 volt alternatif akımla çalışan birçok elektronik cihazda diyot köprüleri kuruludur. 12 voltluk diyot köprü devresi, alternatif akımı düzeltme işlevini etkili bir şekilde gerçekleştirmenizi sağlar. Bunun nedeni çoğu cihazın çalışması için doğru akımı kullanmasıdır.

Diyot köprüsü nasıl çalışır?

Köprünün giriş kontaklarına belirli bir değişken frekansa sahip alternatif bir akım sağlanır. Pozitif ve negatif değerlere sahip çıkışlarda, girişe sağlanan akımın frekansını önemli ölçüde aşan, dalgalanmayı arttıran tek kutuplu bir akım üretilir.

Ortaya çıkan titreşimlerin giderilmesi gerekir, aksi takdirde elektronik devre normal şekilde çalışmayacaktır. Bu nedenle devrede büyük kapasiteli elektrolitik filtreler olan özel filtreler bulunur.

Köprü düzeneğinin kendisi aynı parametrelere sahip dört diyottan oluşur. Ortak bir devreye bağlanırlar ve ortak bir muhafaza içinde barındırılırlar.

Diyot köprüsünün dört terminali vardır. Bunlardan ikisi alternatif gerilime bağlanır, diğer ikisi ise titreşimli doğrultulmuş gerilimin pozitif ve negatif terminalleridir.

Diyot düzeneği formundaki bir doğrultucu köprü önemli teknolojik avantajlara sahiptir. Böylece baskılı devre kartına aynı anda bir monolitik parça takılır. Çalışma sırasında tüm diyotlara aynı termal koşullar sağlanır. Genel montajın maliyeti ayrı ayrı dört diyottan daha düşüktür. Ancak bu kısmın ciddi bir dezavantajı var. En az bir diyot arızalanırsa tüm düzeneğin değiştirilmesi gerekir. İstenirse herhangi bir genel diyagram dört ayrı parçayla değiştirilebilir.

Diyot köprülerinin uygulanması

Alternatif elektrik akımıyla çalışan herhangi bir cihaz ve elektronik cihaz, 12 voltluk bir diyot köprü devresine sahiptir. Sadece transformatörlerde değil darbe doğrultucularda da kullanılır. En tipik anahtarlama ünitesi bilgisayar güç kaynağıdır.

Ayrıca kompakt floresan lambalarda veya enerji tasarruflu lambalarda diyot köprüleri kullanılır. Elektronik balastlarda kullanıldığında çok iyi etki verirler. Modern cihazların tüm modellerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

Diyot köprüsü nasıl yapılır

Bir diyot köprüsü, alternatif akımın doğru akıma dönüştürülmesine yardımcı olacaktır - bu cihazın şeması ve çalışma prensibi aşağıda verilmiştir. Geleneksel bir aydınlatma devresinde, bir saniyede büyüklüğü ve yönü 50 kez değişen bir alternatif akım akar. Kalıcı olana dönüşmesi oldukça yaygın bir ihtiyaçtır.

Yarı iletken diyotun çalışma prensibi

Açıklanan cihazın adı, bu tasarımın elektriği bir yönde iyi ileten ve pratik olarak ters yönde iletmeyen diyotlar - yarı iletken cihazlardan oluştuğunu açıkça göstermektedir. Bu cihazın (VD1) devre şemalarındaki görüntüsü Şekil 1'de gösterilmektedir. 2c. Akım, anottan (sol) katoda (sağ) doğru ileri yönde aktığında direnci düşüktür. Akımın yönü ters yöne değiştiğinde diyotun direnci birçok kez artar. Bu durumda içinden sıfırdan biraz farklı bir ters akım akar.

Bu nedenle, diyot içeren bir devreye alternatif voltaj Uin (sol grafik) uygulandığında, anoda pozitif voltaj uygulandığında elektrik yalnızca pozitif yarı döngüler sırasında yük üzerinden akar. Negatif yarım döngüler "kesilir" ve şu anda yük direncinde neredeyse hiç akım yoktur.

Açıkça söylemek gerekirse, U çıkışının çıkış voltajı (sağdaki grafik) tek yönde akmasına rağmen sabit değil, titreşimlidir. Saniyedeki darbe (atım) sayısının 50 olduğunu anlamak kolaydır. Bu her zaman kabul edilebilir değildir, ancak yüke paralel olarak yeterince büyük kapasitansa sahip bir kapasitör bağlarsanız dalgalanmalar düzeltilebilir. Gerilim darbeleri sırasında şarj edilir, aralarındaki aralıklarla kapasitör yük direncine boşaltılır. Titreşimler yumuşatılır ve voltaj neredeyse sabit hale gelir.

Bu devreye göre üretilen doğrultucuya, düzeltilmiş voltajın yalnızca bir yarım döngüsünü kullandığı için yarım dalga doğrultucu adı verilir. Böyle bir doğrultucunun en önemli dezavantajları şunlardır:

• düzeltilmiş voltajın artan dalgalanma derecesi;
• düşük verimlilik;
• transformatörün ağır ağırlığı ve mantıksız kullanımı.

Bu nedenle, bu tür devreler yalnızca düşük güçlü cihazlara güç sağlamak için kullanılır. Bu istenmeyen durumu düzeltmek için negatif yarım dalgaları pozitif yarım dalgalara dönüştüren tam dalga doğrultucular geliştirilmiştir. Bu farklı şekillerde yapılabilir, ancak en kolay yol bir diyot köprüsü kullanmaktır.

Pirinç. 2

Diyot köprüsü - bir yerine 4 diyot içeren tam dalga doğrultma devresi (Şekil 2c). Her yarım döngüde bunlardan ikisi açıktır ve elektriğin ileri yönde akmasına izin verir, diğer ikisi ise kapalıdır ve içlerinden akım geçmez. Pozitif yarı döngü sırasında, anot VD1'e pozitif voltaj uygulanır ve katot VD3'e negatif voltaj uygulanır. Sonuç olarak, bu diyotların her ikisi de açıktır ve VD2 ve VD4 kapalıdır.

Negatif yarı döngü sırasında, anot VD2'ye pozitif voltaj uygulanır ve katot VD4'e negatif voltaj uygulanır. Bu iki diyot açılır ve önceki yarım döngü sırasında açılanlar kapanır. Yük direncinden geçen akım aynı yönde akar. Yarım dalga doğrultucuyla karşılaştırıldığında dalga sayısı iki katına çıkar. Sonuç, filtre kapasitörünün aynı kapasitansı ile daha yüksek derecede yumuşatmadır ve redresörde kullanılan transformatörün verimliliği artar.

Bir diyot köprüsü yalnızca bireysel elemanlardan monte edilemez, aynı zamanda monolitik bir yapı (diyot düzeneği) olarak da üretilebilir. Kurulumu daha kolaydır ve diyotlar genellikle parametrelere göre seçilir. Aynı termal koşullarda çalışmaları da önemlidir. Diyot köprüsünün dezavantajı, bir diyotun arızalanması durumunda bile tüm düzeneğin değiştirilmesi gerekliliğidir.

Titreşimli doğrultulmuş akım sabite daha da yakın olacak ve bu da üç fazlı bir diyot köprüsünün elde edilmesini mümkün kılacaktır. Girişi üç fazlı bir alternatif akım kaynağına (jeneratör veya transformatör) bağlanır ve çıkış voltajı neredeyse sabitle aynıdır ve bunu düzeltmek, tam dalga düzeltmeden sonra olduğundan daha da kolaydır.

Diyot köprüsü doğrultucu

DIY montajına uygun bir diyot köprüsüne dayanan tam dalga doğrultucunun devresi, Şekil 1'de gösterilmektedir. 3 A. Transformatör T'nin ikincil düşürücü sargısından çıkarılan voltaj düzeltmeye tabidir.Bunu yapmak için transformatöre bir diyot köprüsü bağlamanız gerekir.

Titreşimli doğrultulmuş voltaj, oldukça büyük bir kapasitansa sahip olan (genellikle birkaç bin mikrofarad düzeyinde) bir elektrolitik kapasitör C tarafından yumuşatılır. Direnç R rölantide doğrultucu yükü görevi görür. Bu modda C kondansatörü, transformatörün sekonder sargısından alınan etkin gerilim değerinin 1,4 (iki kökü) katı kadar büyük bir genlik değerine kadar şarj edilir.

Yük arttıkça çıkış voltajı düşer. Doğrultucu çıkışına basit bir transistör dengeleyici bağlayarak bu dezavantajdan kurtulabilirsiniz. Devre şemalarında diyot köprüsünün görüntüsü genellikle basitleştirilmiştir. İncirde. Şekil 3b, Şekil 3'teki karşılık gelen parçanın nasıl tasvir edilebileceğini göstermektedir. 3 A.

Diyotların ileri direnci küçük olmasına rağmen yine de sıfırdan farklı olduğuna dikkat edilmelidir. Bu nedenle Joule-Lenz yasasına göre ısınırlar, ne kadar güçlü olursa devreden geçen akım da o kadar büyük olur. Aşırı ısınmayı önlemek için, genellikle ısı emicilere (radyatörler) yüksek güçlü diyotlar takılır.

Bir diyot köprüsü, ister bir bilgisayar ister bir cep telefonunu şarj etmek için bir doğrultucu olsun, ağ tarafından desteklenen herhangi bir elektronik cihazın neredeyse zorunlu bir unsurudur.

"Diyot köprüsü" ifadesi "diyot" kelimesinden türetilmiştir. Bu nedenle bir diyot köprüsünün diyotlardan oluşması gerekir ancak bunların belirli bir sırayla birbirine bağlanması gerekir. Bu yazımızda bunun neden önemli olduğunu tartışacağız.

Diyagramdaki tanım

Diyagramlardaki diyot köprüsü şöyle görünür:

Bazen diyagramlarda şu şekilde de belirtilir:

Gördüğünüz gibi devre dört diyottan oluşuyor. Doğru çalışması için diyotları doğru bağlamamız ve onlara doğru şekilde alternatif voltaj uygulamamız gerekir. Sol tarafta iki adet “~” ikonu görüyoruz. Bu iki terminale alternatif voltaj uyguluyoruz ve “+” ve “-” işaretleriyle gösterilen diğer iki terminalden doğru voltajı kesiyoruz. Bir diyot köprüsüne aynı zamanda diyot doğrultucu da denir.

Çalışma prensibi

AC voltajını DC'ye düzeltmek için, düzeltme için bir diyot kullanabilirsiniz, ancak bu önerilmez. Her şeyin nasıl görüneceğine dair bir resme bakalım:

Diyot, alternatif voltajın negatif yarım dalgasını keserek yalnızca pozitif olanı bırakır; yukarıdaki şekilde de bunu görüyoruz. Bu basit devrenin güzelliği, alternatif voltajdan sabit voltaj almamızdır. Sorun, AC gücünün yarısını kaybetmemizden kaynaklanıyor. Diyot bunu keser.

Bu durumu düzeltmek için büyük beyinler bir diyot köprü devresi icat etti. Diyot köprüsü, negatif yarım dalgayı pozitif yarım dalgaya çevirerek "döndürür", böylece güç tasarrufu sağlanır.

Diyot köprüsünün çıkışında 100 Hz frekansta sabit bir titreşim voltajı belirir. Bu, ağ frekansının iki katıdır.

Pratik deneyimler

Basit bir diyotla başlayalım.

Katot gümüş şeridinden kolayca tanınabilir. Hemen hemen tüm üreticiler katodu bir şerit veya nokta ile gösterir.

Deneylerimizi güvenli hale getirmek için 220V'tan 12V üreten bir düşürme cihazı aldım.

Birincil sargıya 220 Volt bağlarız ve ikincil sargıdan 12 Volt'u çıkarırız. İkincil sargıda yük olmadığından biraz daha fazlasını gösterdi. Transformatör "rölanti hızı" olarak adlandırılan hızda çalışır.

3.3x5=16.5V maksimum gerilim değeridir. Ve maksimum genlik değerini ikiye bölersek 11,8 Volt civarında bir değer elde ederiz. İşte bu. Osiloskop yalan söylemez, her şey yolundadır.

Bir kez daha 220 Volt kullanabilirdim ama 220 Volt şaka değil, bu yüzden AC voltajını düşürdüm.

Diyotumuzu transformatörün sekonder sargısının bir ucuna lehimleyin.

Osiloskopu tekrar ele alalım

Osilograma bakalım

Resmin alt kısmı nerede? Diyot onu kesti. Sadece üst kısmı, yani pozitif olanı bıraktı.

Bu tür üç diyot daha bulup lehimliyoruz diyot köprüsü.

Bir diyot köprü devresi kullanarak transformatörün sekonder sargısına yapışıyoruz.

Diğer iki uçtan bir osiloskop probu ile sabit titreşimli voltajı çıkarıyoruz ve osilograma bakıyoruz

Artık sıra geldi.

Diyot köprü çeşitleri

Geliştiriciler, diyotlarla uğraşmamak için dört diyotun tamamını tek bir muhafazaya yerleştirdiler. Sonuç, çok kompakt ve kullanışlı bir radyo elemanıdır - bir diyot köprüsü. Hangisinin ithal, hangisinin Sovyet olduğunu tahmin edebileceğinizi düşünüyorum)).

Örneğin, Sovyet diyot köprüsünde, alternatif voltaj uygulamanız gereken kontaklar “~” simgesiyle gösterilir ve sabit titreşimli voltajı kaldırmanız gereken kontaklar “+” ve “- ile gösterilir. “ simgeler.

Farklı muhafazalarda birçok çeşit diyot köprüsü vardır

Araba diyot köprüsü bile var

Üç fazlı voltaj için bir diyot köprüsü de bulunmaktadır. Larionov devresine göre monte edilmiştir ve 6 diyottan oluşur:

Üç fazlı diyot köprüleri çoğunlukla güç elektroniğinde kullanılır.

Fark etmiş olabileceğiniz gibi, böyle bir üç fazlı doğrultucunun beş terminali vardır. Faz başına üç çıkış ve diğer iki çıkıştan sabit bir titreşimli voltajı kaldıracağız.

Bir diyot köprüsü nasıl kontrol edilir

1) İlk yöntem en basit olanıdır. Diyot köprüsü, tüm diyotlarının bütünlüğü ile kontrol edilir. Bunu yapmak için her diyotu bir multimetre ile test ediyoruz ve her diyotun bütünlüğüne bakıyoruz. Bu nasıl yapılır, okuyun

2) İkinci yöntem %100 doğrudur. Ancak bu, bir osiloskop veya düşürücü bir transformatör gerektirecektir. İçe aktarılan diyot köprüsünü kontrol edelim. Bunu yapmak için, kontaklarından ikisini “~” sembolleriyle alternatif voltaja bağlarız ve diğer iki kontaktan “+” ve “-” ile bir osiloskop kullanarak okumalar alırız.

Osilograma bakalım

Bu, içe aktarılan diyot köprüsünün çalıştığı anlamına gelir.

Özet

Alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek için bir diyot köprüsü (doğrultucu) kullanılır.

İster basit bir TV, ister cep telefonu şarj cihazı olsun, alternatif bir ağdan voltajı "tükenen" hemen hemen tüm radyo ekipmanlarında bir diyot köprüsü kullanılır.