Для чего нужен диодный мост: Строение и принцип работы диодного моста генератора

Содержание

Строение и принцип работы диодного моста генератора

 

«Автомобильные генераторы бывают двух видов: постоянного и переменного тока», — такую фразу можно прочитать в академических изданиях. В реальности автомобиль с генератором постоянного тока сегодня можно встретить разве что на выставке ретро-техники.

С 60-х годов прошлого века в автомобили устанавливают генераторы переменного тока. Узел выпрямления нужен, чтобы преобразовывать переменный ток в постоянный для питания автомобильных электроприборов. Зачем нужно было так заморачиваться и какие весомые преимущества есть у генераторов переменного тока — тема для отдельной статьи.

Что такое диодный мост и как он работает

Автомобильный генератор вырабатывает трехфазный переменный по величине и знаку ток (напряжение). Чтобы получить постоянную величину тока, в генераторах используют реле-регуляторы.

А чтобы получить ток, постоянный по полярности (+/-), используют диодные мосты, которые подключаются к обмоткам статора и преобразуют переменный ток в постоянный.

Т.е. диодный мост — это узел из выпрямительных полупроводниковых диодов, который выпрямляет переменный ток, вырабатываемый генератором.

Обмотка генератора вырабатывает три фазы тока, каждая из которых имеет форму синусоиды (волны). Часть полуволн заряжена положительно, вторая часть — отрицательно.

Полупроводниковые диоды имеют свойства пропускать ток только в одном направлении. Например, открываются на положительных полупериодах и закрываются на отрицательных.

 

Движение тока в генераторе

 

Как это работает в диодном мосте:

  • переменный ток из обмоток периодически меняет направление движения в цепи;
  • диоды пропускают его только в одном направлении;
  • чтобы не было скачков, на каждую фазу устанавливается по два диода (силовое плечо), работающих в разных направлениях.

Поэтому в стандартной, «базовой» комплектации диодного моста всегда не меньше 6 диодов (по два на каждую фазу). И независимо от полярности тока в обмотках генератора на выходе всегда будет плюс, необходимый для работы электроприборов.

С диодного моста ток поступает в аккумулятор, а оттуда ко всем электроприборам.

Принципиальная конструкция и особенности диодного моста

Диодный мост представляет собой две алюминиевые пластины (плюсовая и минусовая), соединенные изоляционными втулками. На пластинах расположены разъемы для проводов, подключающихся к обмоткам статора и регулятору напряжения.

В каждую пластину запрессованы по три или четыре крупногабаритных диода — это силовой мост.

Чтобы генератор работал более стабильно и эффективно, к 6 (8) основным диодам, которые “выпрямляют” ток,  можно подключить 3 дополнительных слаботочных — они подают питание на реле-регулятор и обмотку возбуждения.

 

 

 

Схема диодного моста генератора

Виды диодных мостов

На современных автомобилях используют диодные мосты на 6 или 8 диодов.

Шестидиодный мост используют в генераторах с любым способом подключения обмоток статора — треугольником или звездой.

 

Подключение обмотки к диодному мосту треугольником

 

Восьмидиодные мосты используются только при обмотке статора звездой, т.к. дополнительное силовое плечо здесь подключено к нулевой точке статора.

Подключение обмотки к диодному мосту звездой

 

Это более мощные мосты: дополнительное силовое плечо повышает мощность генератора на 5-15%, зависит от оборотов двигателя.

И шести-, и восьмидиодные мосты могут быть:

  • только с выпрямительными диодами. Здесь обмотка возбуждения питается от напряжения, которое снято с силовых выпрямителей;
  • с 3-мя дополнительными диодами (9-ти или 11-ти диодные мосты). В этом случае питание регулятора и обмотки идет с вспомогательных диодов.

 

Схема на 8 диодов

 

Кроме того, диодные мосты отличаются по конструкции, способу крепления диодов, бывают разборными и неразборными. В диодных мостах используются полупроводниковые выпрямители, лавинные диоды или диоды Шоттки.

Как проверить и отремонтировать диодный мост

Неисправный генератор заявляет о себе недвусмысленно:

  • Полностью заряженный с вечера аккумулятор на утро разрядился. Если его зарядить снова и завести двигатель, он разрядится через несколько минут.
  • Генератор воет во время движения. ТОнальность воя меняется в зависимости от оборотов.
  • Электроприборы сбоят.

Чтобы убедиться, что неисправен именно диодный мост, измерьте напряжение на выходе генератора — оно должно быть больше 13,5В и прозвоните генератор: если проблема в диодном мосте, “плюс” будет звенеть вместе с обмоткой.

Чтобы окончательно подтвердить предположения, езжайте на хорошее СТО — там мастера работают со спецоборудованием, которое позволяет найти обрывы, пробои, определить тип диодов, обнаружить их деградацию, напряжение обратного пробоя в лавинных диодах.  Такая подробная диагностика позволяет мастеру понять, какой диод нужен на замену, обнаружить деградирующие диоды и качественно отремонтировать генератор.

Если диодный мост разборной, специалисты заменят диоды, пришедшие в негодность. Если нет, придется полностью менять весь блок.

Что такое диодный мост, схема, зачем он нужен и как работает

«06» февраля 2022 г.

Диодный мост – это несколько диодов (в классическом варианте четыре), соединенных таким образом, чтобы получилось 2 точки подключения для переменного напряжения (вход) и два выхода для постоянного напряжения.

Выполнен он может быть на дискретных элементах (россыпью), в виде отдельной сборки (в корпусе с четырьмя выводами), а также входить в состав интегральных схем, но последний вариант, в данном случае, нам не интересен.

Диодный мост нужен для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это схемотехническое решение используется для решения различных задач, но наиболее известным применением является выпрямитель.

Схема моста, состоящего из 4 диодов приведена на рис.1. Это исторически сложившийся способ представления, равно как и его упрощенное изображение (справа).

Такой вариант представляется не совсем удобным для рассмотрения принципа работы диодного моста, поэтому предлагаю другой вариант схемы, которую в дальнейшем будем использовать.

Для начала рассмотрим как работает и что делает диодный мост (рис.2).

Переменное напряжение подается на точки A и B.

В каждой из них соединяются два диода, включенных в противоположенных направлениях.

Напомню, что эти полупроводниковые приборы обладают односторонней проводимостью, то есть, проводят ток при наличии «плюса» на строго определенном выводе или «минусе» на другом (см. статью про то как работает диод).

В момент времени Т1 в точке А присутствует плюс, а в В – минус. Соответственно токи текут через диоды VD2 и VD3, формируя на выходах C и D схемы соответствующие полуволны напряжения.

В момент времени Т2 ситуация меняется на противоположную и начинает работать пара VD1 и VD4. Таким образом, на выходе диодного моста получается пульсирующее напряжение, но полярность его не меняется.

Каждый полупериод в этом случае используется дважды (в одном и другом направлениях), поэтому выпрямитель, реализованный на базе диодного моста, называют двухполупериодным.

Обращаю внимание, что две синусоиды на входе показаны условно (исключительно для наглядности), на самом деле сигнал один, поскольку цепь однофазная.

Для того, чтобы посмотреть как это работает на практике рассмотрим две схемы.

СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДИОДНОГО МОСТА

Подключение к трансформатору.

На рисунке 3 приведена реальная схема простого блока питания.

Вторичная обмотка трансформатора Т подключена ко входу диодного моста. Здесь расположение (ориентация диодов) отличается от приведенной ранее, но сделано это для того чтобы схему было удобнее читать.

Выпрямленное напряжение поступает на конденсатор C, для того, чтобы сгладить пульсации. Конденсатор здесь показан иллюстративно. На практике применяются электролитические исполнения большой емкости. Часто подключают несколько конденсаторов параллельно, но это уже детали.

В принципе, из приведенной схемы и с учетом ранее сделанных пояснений как все это работает должно быть ясно.

Подключение к генератору.

На следующей схеме (рис.4) показан трехфазный диодный мост, который подключен к обмоткам генератора.

С таким же успехом можно использовать и трехфазный трансформатор. Принцип работы такого моста схож с однофазным. Единственно, что каждая из трех фаз сдвинута относительно другой на 120о.

Поэтому полупериоды на выходе будут иметь несколько иной вид – они накладываются друг на друга. Очевидно, что пульсации напряжения в этом случае меньше. Диаграммы входных и выходных напряжений представлены на рис.5.

Таким образом, в работе диодного моста, однофазного или трехфазного ничего сложного нет – достаточно немного воображения, чтобы понять как все происходит.

  *  *  *

  • Телеграм   
  • YouTube   

© 2014-2022 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Диодный мост генератора автомобиля, устройство, работа

Для питания потребителей в бортовой сети автомобиля и обмотки возбуждения самого генератора во время работы двигателя, необходим электрический ток постоянного напряжения.

Функцию преобразования переменного тока, индуктируемого в обмотке статора генератора, в электрический ток постоянного напряжения выполняет его выпрямительный блок (диодный мост).

Диодный мост генератора автомобиля, устройство, принцип действия

Расположение диодного моста

Стандартно выпрямительный блок расположен в задней части генератора. Например, на генераторе 37.3701 он крепится к задней стенке его задней крышки.

Устройство диодного моста генератора

На примере выпрямительного блока БПВ56-65-01 генератора 37.3701 автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Выпрямительный блок состоит из двух алюминиевых теплоотводящих пластин, которые объединены в целую конструкцию через три изоляционные втулки при помощи заклепок. Одна пластина (нижняя) соединена с «массой», через корпус генератора, другая (верхняя) с «плюсом», через выводы обмоток статора. Плюсовая пластина имеет три контакта для присоединения выводов обмоток статора и вывод через который подается напряжение к потребителям (вывод «30»).

В каждую из пластин впаяно по три диода, т.е. три положительных диода (Д104-20) и три отрицательных (Д104-20Х), рассчитанных на ток не более 20А. Положительные и отрицательные диоды объединены попарно. Помимо этого имеются три дополнительных диода (КД223А), рассчитанных на 2А. Они установлены на пластмассовом держателе, и питают обмотку возбуждения генератора. Основные и дополнительные диоды объединены в общую шину, имеющую с одной стороны штекерный вывод (вывод 61 генератора) и вывод на регулятор напряжения с другой стороны. См. фото в начале статьи.

Принцип действия диодного моста генератора

Принцип действия диодного моста основан на свойстве диодов пропускать электрический ток только в одном направлении. Электрический ток попадает в диодный мост через крепящиеся к нему выводы обмоток статора. Он протекает через диоды в одном направлении. Но никак обратно. Поэтому ток получается постоянный (выпрямленный).

Неисправности выпрямительного блока генератора

Основных неисправностей всего две: «обрыв» и «короткое замыкание» диодов. При наличии «обрыва» диод перестает пропускать электрический ток, при «коротком замыкании» ток проходит в обоих направлениях – диод «пробит». Подробнее:

«Проверка диодного моста на снятом с двигателе генераторе»,

«Проверка диодного моста генератора без снятия его с двигателя».

Применяемость выпрямительных блоков на автомобилях ВАЗ

— Генератор 37.3701 – выпрямительные блоки с двумя выводами (до 1996 года выпуска): БПВ-56-65-01, БПВ-56-65-02Б, с одним выводом (вывод «61» на корпусе моста): БПВ-56-65-02Г.

Примечания и дополнения

— Электрический ток переменного напряжения – ток, изменяющийся по величине и направлению через равные промежутки времени.

— Электрический ток постоянного напряжения – ток, не изменяющийся по величине направлению в течении всего времени.

— Диод (полупроводниковый) – электронный прибор, состоящий из пластин кремния или магния имеющих определенные свойства. Если к его положительному выводу (анод) подсоединить «плюс», а к отрицательному (катод) «минус», то по нему потечет электрический ток в одном направлении (диод открыт). Если полярность поменять местами, то ток не пройдет (диод закрыт).

Еще статьи по автомобильному генератору

— Как снять (заменить) диодный мост генератора ВАЗ 2108, 2109, 21099?

— Принцип действия автомобильного генератора

— Полная разборка генератора 37.3701 автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Проверка исправности генератора

— Оказал регулятор напряжения генератора, что делать

— Проверка статора генератора

Для чего нужен диодный мост в генераторе

При включении генератора в работу, он производит постоянный ток. Но чтобы питать всех потребителей в автомобиле и подзаряжать аккумуляторную батарею, требуется переменный ток с четко определенной частотой. Диодный мост выполняет функции по преобразованию постоянного тока в переменный. Это устройство также называется выпрямителем. Внешний вид элемента.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить диодный мост

Диодные мосты генератора


Ищете где купить диодный мост в Крыму? Обращайтесь в магазин автоэлектроники AutoTema, где по доступной цене вы можете выбрать необходимую модель. Зачем нужен диодный мост? Генератор, включившись в работу, начинает вырабатывать постоянный ток, только для работы приборов в автомашине и для зарядки аккумулятора необходим переменный.

Диодный мост занимается преобразованием, который носит второе название выпрямителя, поэтому при перегорании его диода необходимо полностью менять деталь. Нужно отметить, что стоимость моста копеечная и ничего страшного в этом нет. Некоторые умельцы исхитряются сами собрать мост из диодов, однако такой самопальный мост может навредить генератору, после чего потребуется замена всего узла.

Причиной выхода диодов моста из строя обычно является попадание влаги в полость генератора через вентиляционные отверстия крышки. Чтобы уменьшить попадание влаги на диодный мост рекомендуется на авто поставить защиту картера. Политика конфиденциальности Согласие на обработку персональных данных.

Toggle navigation Меню. О магазине Ремонт Ремонт стартеров Ремонт генераторов Ремонт печки. Войти или зарегистрироваться. Симферополь, ул.

Бородина, 12 Мы на карте! Перезвоните мне. В корзине. Toggle navigation Категории. Генераторы Диодные мосты Коллекторы генератора Крышки генератора Регуляторы генератора Роторы генератора Статоры генератора Шкивы генератора Щетки генератора Щеткодержатели генератора Прочее по генератору Стартеры Бендиксы стартера Вилки стартера Втулки стартера Втягивающие реле стартера Крышки стартера Редукторы стартера Роторы стартера Статоры стартера Щетки стартера Щеткодержатели стартера Прочее по стартеру Подшипники Автоэлектрика Катушки зажигания Контактные группы замка зажигания Лампы Лямбда-зонд Предохранители Свечи зажигания Топливные насосы Бензонасосы Щетки, втулки и коллекторы печек Инструмент Навигаторы, антирадары и прочее Автозапчасти Воздушный фильтр Масляный фильтр Топливный фильтр Тормозные колодки.

Toggle navigation Фильтр. Диаметр наружный. Расстояние монтажное. Количество диодов. Андрей Симферо Показать все отзывы. Написать отзыв. Главная Генераторы Диодные мосты. На странице: 24 25 50 75 Сравнение товаров 0. CAR TR. Звоните менеджеру. INR TR. CAR UP. CAR CG. CAR TT. Выпрямитель генератора ENA. CAR AS. CAR MB. CAR KR. CAR PR. Диодный мост TT Диодный мост — полная замена детали в Симферополе Диодный мост занимается преобразованием, который носит второе название выпрямителя, поэтому при перегорании его диода необходимо полностью менять деталь.

Мы в соц. Навигация: Toggle navigation Меню. О компании Оптовым клиентам Заказ и оплата Доставка заказов Наши контакты. Помощь: Toggle navigation Меню. Адреса магазинов Публичная оферта Вакансии Это надо знать. Обратная связь: г. Бородина, Все авторские права, включая смежные авторские, сохраняются за правообладателями.

Создание и продвижение сайтов Обслуживание и поддержка сайтов. Продолжить покупки Оформить заказ. Показать все отзывы Написать отзыв.


Диодный мост ваз 2107 проверка. Как проверить диодный мост генератора ваз своими руками.

Ищете где купить диодный мост в Крыму? Обращайтесь в магазин автоэлектроники AutoTema, где по доступной цене вы можете выбрать необходимую модель. Зачем нужен диодный мост? Генератор, включившись в работу, начинает вырабатывать постоянный ток, только для работы приборов в автомашине и для зарядки аккумулятора необходим переменный. Диодный мост занимается преобразованием, который носит второе название выпрямителя, поэтому при перегорании его диода необходимо полностью менять деталь. Нужно отметить, что стоимость моста копеечная и ничего страшного в этом нет.

Следующая неисправность генератора это пробой диодного моста. Для проверки диодов надо снять диодный мост. Откручиваем болты, на которых .

Диодный мост — продажа, цены, виды в Симферополе и Крыму

Он состоит из девяти диодов и двух пластин. Пластины служат не только для крепежа диодов, но и соединяют их выводы в одну точку. Диодный мост нужен для получения постоянного тока с трёхфазной обмотки статора. На фото ниже обведены болты, которыми подключается обмотка статора к диодному мосту. На схеме выше, места этих соединений, отмечены точками. Самый главный признак неисправности диодного моста — это, конечно же отсутствие зарядки АКБ авто или недостаточная зарядка. Одним из признаков неиправности диодного моста можно увидеть лишь увидев диодный мост — это пробитие дополнительных диодов три маленьких чёрных цилиндра с светлой полоской. Пробитый диод можно определить визуально: на нём может быть трещина или следы расплавления. Что бы проверить диоды на пробитие, ставим мультиметр в режим прозвонки если такого режима нет то просто выбираем режим проверки сопротивления до 1 кОм.

Все способы проверки диодного моста генератора на ВАЗ своими руками

Забыли пароль? Страница 1 из 2 1 2 Последняя К странице: Показано с 1 по 20 из Опции темы Подписаться на эту тему…. Диодный мост в генераторе Намечаю профилактические работы с генератором и другой электрикой Генератор выдает 15В в сервиса сказали что один из диодов уже «устал» и к лету возможно выйдет из строя. Подскажите пожалуйста 1- диодный мост его нужно заказывать где то или сами диоды можно в магазе радиотехники взять?

Включившись в работу, генератор начинает вырабатывать постоянный ток, но для работы всех приборов в машине, а также для зарядки аккумулятора нужен переменный пульсирующий с четко определенной частотой. Именно преобразованием тока и занимается диодный мост генератора ВАЗ , который еще называют выпрямителем.

Проверка и замена диодного моста генератора ВАЗ 2110 своими руками

Предлагаем Диодные мосты генератора , вращающиеся выпрямители для синхронных генераторов, диодные мосты для авто генераторов. В современных электронных устройствах, за редким исключением используется постоянный ток, тогда как генераторы вырабатывают переменный. Это связано с несколькими особенностями переменного тока:. Тем не менее, этот переменный ток необходимо превратить в постоянный, для чего служат специальные устройства — выпрямители. Они могут быть нескольких видов, но все объединены одним общим свойством: получая на входе переменное напряжение чаще всего синусоидальное , выдают вы на выходе пульсирующий постоянный ток.

Что такое диодный мост

Rs Center-Vostok — ремонт стартеров и генераторов иномарок в Москве. Автомобильный генератор — важнейшая часть автомашины, обеспечивающая электричеством все основные и вспомогательные узлы транспортного средства. Диодный мост генератора его основная составляющая, важность которой практически невозможно переоценить. Диодным мостом называется деталь, устанавливаемая на выходе генератора. Она пропускает ток только в одну сторону, не выпускает обратно. Надо сказать, что диодный мост генератора цена невелика, но от его исправности зависит работоспособность автомобиля. Причины выхода из строя выпрямляющего моста.

Что такое диодный мост генератора и зачем он нужен? Диодный мост генератора. Диодным мостом называется деталь, устанавливаемая на выходе.

Диодный мост генератора ( выпрямитель, rectifier )

После обеда завёл двигатель, услышал гул и понял что диодному мосту пришёл трындец… Погоревал немного, взял старый диодный мост с собой и аккуратно поехал на работу: На работе разобрал, снял диодный мост высверлил прогоревшие диоды и начал разбирать старый диодный мост. Раздербанил его практически полностью пока снимал эту пару диодов. Далее вставил заместо сгоревших в диодный мост.

Диодный мост — вращающийся выпрямитель, генератора, типы, цена, купить.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Диодный мост и его редкая неисправность

Диодный мост — электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный. Диодные мосты — важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением В и частотой 50 60 Гц. Его второе название — двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки.

Подробно: ремонт диодного моста генератора бош своими руками от настоящего мастера для сайта olenord.

Всем здравствуйте! Предлагаю вместе со мной обсудить, как проверить диодный мост генератора. Тема достаточно актуальная, поскольку не так редко автомобилисты сталкиваются с неисправностями генератора. Диодный мост ДМ играет большую роль в работоспособности всего электрооборудования в транспортном средстве. Ключевой особенностью ДМ является есть способность выпрямлять ток. Бывают ситуации, когда с возложенными задачами мост не справляется, появляются признаки неисправностей. Но как понять, что с ним имеются проблемы, не снимая генератор?

Всем здравствуйте! Предлагаю вместе со мной обсудить, как проверить диодный мост генератора. Тема достаточно актуальная, поскольку не так редко автомобилисты сталкиваются с неисправностями генератора. Диодный мост ДМ играет большую роль в работоспособности всего электрооборудования в транспортном средстве.


принцип работы, сфера применения. Выпрямительный мост своими руками

В подавляющем большинстве блоков питания для выпрямления переменного электрического тока используются диодные мосты. Рассмотрим диодный мост, схема включает в себя только 4 диода. На принципиальной схеме, диодный мост обозначают как квадрат повернутый на 45 градусов в центре квадрата на одной из диагоналей чертят диод, катод ближе к положительному выходу моста, анод ближе к отрицательному выходу моста. Оставшиеся две вершины квадрата являются входами переменного напряжения.

Рисуя схему моста достаточно помнить, что от каждого входа приходят к «+» выходу два диода, прием анод подключается на вход, а катод на выход. Тоже и с отрицательным выходом, только к выходу подключаются аноды диодов.

Представим, что на вход диодного моста подается переменное напряжение и в текущий момент на верхнем по рисунку входе присутствует положительный потенциал, то диоды VD2 и VD3 откроются так как к к ним приложено положительное напряжение (на рисунке путь тока показан линией красного цвета), а VD1 и VD4 будут заперты обратным напряжением. При обратной полярности входного напряжения ток потечет от нижнего входа через VD4, нагрузку и VD1 (на рисунке путь тока показан синим цветом), а VD2 и VD3 будут заперты обратным напряжением.

Получается положительный выход будет соединен с тем входом диодного моста, на котором в данный момент присутствует положительный потенциал, а отрицательный выход с тем входом на котором отрицательный потенциал.


Трехфазный диодный мост схема

Рассмотренный нами диодный мост используется для однофазного выпрямления, его и называют однофазным мостом. Для выпрямления переменного электрического тока в трехфазных сетях используют трехфазный диодный мост.

Он состоит из 6 диодов, по паре диодов на каждую фазу. В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Оставшаяся фаза ни к чему не подключена. Если в однофазном мосте проводили ток два диода из четырех, то тут тоже проводят ток 2 диода, а 4 при этом заперты.

Диодный мосты выпускаются как законченные компоненты, но если нет в наличии такой детальки, то можно использовать 4 отдельных диода включенных по схеме диодного моста.

Для плат с поверхностным монтажом удобно использовать сдвоенные диоды. Например из двух диодных сборок BAT54S или BAV99 получается полноценный диодный мост.


Зачастую использование двух сборок из двух диодов оказывается дешевле, чем использование диодного моста из четырех диодов в одном корпусе или четырех диодов по отдельности.

Большинство электростанций вырабатывает переменный ток. Это связано с особенностью конструкции генераторов. Исключение составляют лишь солнечные панели, с которых снимается постоянный ток.

Вообще, выбор между постоянным и переменным током с точки зрения производства, транспортировки и потребления – это борьба противоречий.

Производить (вырабатывать на электростанциях) удобнее и проще переменный ток.

Транспортировать экономически выгодно постоянный ток. Смена полупериодов переменного напряжения приводит к потерям.

С точки зрения трансформации (уменьшение величины напряжения) удобнее работать с переменным током. Принцип работы трансформаторы построен на пульсирующем или переменном напряжении.

Большинство потребителей электроэнергии (речь идет об устройствах) работают на постоянном токе. Электросхемы не могут работать с переменным напряжением.

В результате мы имеем следующую картину:
До розетки доходит переменный ток с напряжением 220 вольт. А все домашние электроприборы (за исключением тех, которые содержат мощные электродвигатели и нагревательные элементы) питаются постоянным током.

Внутри большинства домашнего оборудования есть блоки питания. После понижения (трансформации) величины напряжения, необходимо преобразовать ток из переменного в постоянный. Основой такой схемы является диодный мост.

Для чего нужен диодный мост?

Исходя из определения, переменный ток с определенной частотой (в бытовой электросети 50Гц) меняет свое направление, при неизменной величине.

Важно! Поскольку мы знаем, что для питания большинства электросхем нужно полярное напряжение – в блоках питания приборов происходит замена переменного тока на постоянный.

Происходит это в два или три этапа:
С помощью диодной сборки переменный ток превращается в пульсирующий. Это уже выпрямленный график, однако, для нормального функционирования схемы такого качества питания недостаточно.

Для сглаживания пульсаций, после моста устанавливается фильтр. В простейшем случае – это обычный полярный конденсатор. При необходимости увеличить качество – добавляется дроссель.

После преобразования и сглаживания, необходимо обеспечить постоянную величину рабочего напряжения.

Для этого, на третьем этапе устанавливаются стабилизаторы напряжения.

И все же, первым элементом любого блока питания является диодный мост.

Он может быть выполнен как из отдельных деталей, так и в моно корпусе.


Первый вариант занимает много места и сложнее в монтаже.

Есть и преимущества:
такая конструкция стоит недорого, легче диагностируется, и в случае выхода из строя одного элемента – меняется только он.

Вторая конструкция компактна, исключены ошибки в монтаже. Однако стоимость несколько выше, чем у отдельных диодов и невозможно отремонтировать один элемент, приходится менять весь модуль.

Принцип работы диодного моста

Вспомним характеристики и назначение диода. Если не вдаваться в технические детали – он пропускает электрический ток в одном направлении, и закрывает ему путь в противоположном.

Этого свойства уже достаточно для того, чтобы собрать простейший выпрямитель на одном диоде.

Элемент просто включается в цепь последовательно, и каждый второй импульс тока, идущий в противоположном направлении – отрезается.

Такой способ называется однополупериодным, и у него есть множество недостатков:

Очень сильная пульсация, между полупериодами возникает пауза в подаче тока, равная длине половины синусоиды.

В результате отрезания нижних волн синусоиды, напряжение уменьшается вдвое. При точном измерении уменьшение оказывается больше, поскольку потери есть и в диодах.

Способность снижать напряжение вдвое при его выпрямлении, нашла применение в ЖКХ.

Жильцы многоквартирных подъездов, устав менять постоянно перегорающие лампочки – оснащают их диодами.

При включении последовательно, снижается яркость свечения и лампа «живет» гораздо дольше.

Правда сильное мерцание утомляет глаза, и такой светильник годится лишь для дежурного освещения.

Для уменьшения потерь, применяется соединение четырех элементов.

Двухполупериодный диодный мост, схема работы:

В каком бы направлении не протекал переменный ток на вводных контактах, выход диодного моста обеспечивает неизменную полярность на его выходных контактах.

Частота пульсаций такого соединения ровно в два раза выше частоты переменного тока на входе.

Поскольку плечи моста не могут одновременно пропускать ток в обоих направлениях – обеспечивается стабильная защита схемы.

Даже если у вас в устройстве перегорел диодный мост – короткого замыкания или скачка напряжения не будет.

Надежность мостовой схемы проверена десятилетиями. Защита от перенапряжения на входе гарантируется трансформатором.

От перегрузки спасает стабилизатор на выходе. Пробивает диодный мост лишь в случае использования бракованных деталей, или в автомобиле, где схема подвергается постоянным нагрузкам.

Как работает диодный мост при минимальном напряжении?

Падение напряжения в диодном мосту составляет до 0,7 вольт. При использовании обычной элементной базы в низковольтных схемах, иногда падение напряжения составляет до 50% от номинала блока питания. Такая погрешность недопустима .

Для обеспечения работы блоков питания с напряжением от 1,5 вольт до 12 вольт – используются диоды Шоттки.

При прямом протекании тока, падение напряжения на одном кристалле составляет не более 0,3 вольта. Умножаем на четыре элемента в мосту – получается вполне приемлемое значение потерь.

Кроме того, если диодный мост Шоттки на уровень помех – вы получите значение, недостижимое для кремниевых p-n диодов.

Еще одно достоинство, обусловленное отсутствием p-n перехода – способность работать на высокой частоте.

Поэтому выпрямители сверх высокочастотного напряжения делают исключительно на диодах этого типа.

Однако у диодов Шоттки есть и недостатки
. При воздействии обратного напряжения, пусть даже кратковременном – элемент выходит из строя.

Проверка диодного моста мультиметром показывает, что именно эта причина имеет необратимые последствия.

Обычный германиевый или кремниевый элемент с p-n переходом самостоятельно восстанавливаются после переполюсовки.

Поэтому мосты на диодах Шоттки применяются только в низковольтных блоках питания и при наличии защиты от обратного напряжения.

Что делать, если есть подозрения на поломку моста?

Выпрямитель собран на обычной элементной базе, поэтому мы расскажем, как в домашних условиях проверить диодный мост мультиметром.

На иллюстрации видно, как протекает ток по мосту. Принцип тестирования такой же, как при проверке одиночных диодов.

Смотрим по справочнику, какие выводы модуля соответствуют переменному входу или полярному выходу – и выполняем прозвонку.

Как прозвонить диодный мост без выпаивания из схемы?

Поскольку ток в обратном направлении через диод не течет, неправильные результаты проверки говорят о пробое моста.

Извлекать мост нет необходимости, остальные элементы блока питания не оказывают влияния на измерение.

Итог: Любой из вас сможет как самостоятельно собрать диодный мост, так и отремонтировать его в случае поломки. Достаточно иметь элементарные навыки в электротехнике.

Смотрите видео: как мультиметром проверить диодный мост генератора вашего автомобиля.

Подробный рассказ о том как проверить диодный мост мультиметром в этом видео сюжете

Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.

Вот эти компоненты:

Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в ), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.

Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.




Сборка зарядного устройства

Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.


Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:

  1. Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
  2. Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).

Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.

Настройка выходного напряжения и зарядного тока

На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.

Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.

Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.


Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.


Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.

Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.

Как заряжать аккумулятор

Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.

Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.

Диод представляет собой полупроводниковый агрегат с разной проводимостью, определяемой прикладываемым напряжением. Он имеет два вывода: катод и анод. Если подается прямое напряжение, то есть на аноде в сравнении с катодом потенциал положителен, агрегат открыт.

Если напряжение отрицательно, он закрывается. Такая особенность нашла применение в электротехнике: диодный мост активно используется в сварочном деле для выпрямления переменного тока и улучшения качества сварных операций.

Как сделать выпрямитель своими руками?

Если в наличии мастера имеются комплектующие детали, вполне реально изготовить самодельный сварочный выпрямитель. При условии соблюдения всех рекомендаций специалистов он гарантировано обеспечит процесс ручной дуговой сварки постоянным током, но потребуется применить электрод с обмазкой.

Использовать проволоку без обмазки также допустимо, но только при условии большого опыта в сварных вопросах. Для неопытного сварщика справиться с ней будет практически нереально.

Диодный мост для сварочного аппарата.

Обмазка при расплавлении электрода препятствует проникновению составляющих воздуха в расплавленный металл сварного соединения. Без нее контакт металла в расплавленном виде с азотом и кислородом снизят прочностные свойства шва, сделав его хрупким и пористым.

Сначала потребуется выбрать или смотать своими руками понижающий трансформатор с требуемыми параметрами. Собирают трансформатор до подключения диодного моста.

Если выбран путь самостоятельного изготовления аппарата, важно правильно рассчитать его элементы, в том числе:

  • параметры магнитопровода;
  • актуальное количество витков;
  • размеры сечения шин, проводов.

На заметку! Расчеты для изготовления трансформаторов осуществляются по единой методике, поэтому данная задача не представляет трудностей даже для малоопытного сварщика со школьными знаниями электричества.

В работе не обойтись без светодиодов: нужны они в качестве проводников тока в одном единственном направлении. Простейший диодный , созданный по мостиковой схеме, монтируют на радиатор с целью теплообмена и охлаждения.

Мощные диоды для сварочного аппарата, по типу ВД-200, выделяют при работе довольно большой объем тепловой энергии. Чтобы обеспечить падающую характеристику тока, в цепь потребуется включить дроссель последовательно.

Активное переменное сопротивление в такой схеме обеспечит сварщику возможность плавно регулировать сварочный ток. Далее, один полюс нужно подключить к сварной проволоке, а второй ‒ к рабочему объекту.

Электролитический конденсатор в составе схемы необходим в качестве сглаживающего фильтра для снижения пульсаций.

Выполнить намотку реостата несложно своими силами, но для такой задачи потребуется керамический сердечник и проволока из никелина или нихрома. Актуальный диаметр проволоки определит величина регулируемого тока сварной операции.

Расчет сопротивления реостата нужно проводиться учетом удельного сопротивления электрода, его сечения и общей длины.

Электрическая схема сварки с диодным мостом.

Шаг регулировки тока для сварки зависит от диаметра витков. Если правильно собрать перечисленные детали в единый агрегат, процесс сварки будет сопровождаться постоянным током. Не лишним будет и монтаж резистора, препятствующего короткому замыканию при работе.

Оно может происходить при касании проволоки о металл без зажигания дуги. Если в это время на конденсаторе нет сопротивления, он мгновенно разрядится, произойдет щелчок, электрод разрушится или прилипнет к металлу.

При наличии резистора можно сгладить разряды на конденсаторе, сделать поджога электрода более простым и мягким. Изготовление аппарата для выпрямления сварного тока своими руками позволит создавать максимально аккуратные и долговечные сварные швы.

Итоги

Диодный мост для сварочного аппарата преобразует переменный ток в постоянный, что позволяет повысить качества сварных соединений. Такое приспособление можно приобрести в готовом виде или создать своими руками, следуя советам, озвученным в статье.

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод”. Следовательно, диодный мост должен состоять из диодов, но они должны соединятся с друг другом в определенной последовательности. Почему это имеет важное значение мы как раз и поговорим в этой статье.

Обозначение на схеме

Диодный мост на схемах выглядит подобным образом:

Иногда в схемах его обозначают еще так:


Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Для того, чтобы она работала корректно, мы должны правильно соединить диоды и правильно подать на них переменное напряжение. Слева мы видим два значка “~”. На эти два вывода мы подаем переменное напряжение, а снимаем постоянное напряжение с других двух выводов обозначенных значками “+” и “-“. Диодный мост также называют диодным выпрямителем.

Принцип работы

Для выпрямления переменного напряжения в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно. Давайте рассмотрим рисунок, как все это будет выглядеть:

Диод срезает отрицательную полуволну переменного напряжения, оставляя только положительную, что мы и видим на рисунке выше. Вся прелесть этой немудреной схемы состоит в том, что мы получаем постоянное напряжение из переменного. Проблема кроется в том, что мы теряем половину мощности переменного напряжения. Ее срезает диод.

Чтобы исправить эту ситуацию, была придумана великими умами схема диодного моста. Диодный мост “переворачивает” отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну, тем самым у нас сохраняется мощность.

На выходе диодного моста появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в 100 Герц. Это в два раза больше, чем частота сети.

Практические опыты

Для начала возьмем простой диод.


Катод можно легко узнать по серебристой полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий , который из 220В делает 12В.


На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной обмотки снимаем 12 Вольт. показал чуть больше, так как на вторичной обмотке нет никакой нагрузки. Трансформатор работает на так называемом “холостом ходу”.


3,3х5=16.5В – это максимальное значение напряжения. А если разделить максимальное амплитудное значение на корень из двух, то получим где то 11,8 Вольт. Это и есть . Осциллограф не врет, все ОК.


Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт – это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.

Припаяем к одному концу вторичной обмотки трансформатора наш диод.


Цепляемся снова осциллографа


Смотрим на осциллограмму


А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Он оставил только верхнюю часть, то есть ту, которая положительная.

Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост .


Цепляемся ко вторичной обмотке трансформатора по схеме диодного моста.


С двух других концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупом осциллографа и смотрим на осциллограмму


Вот, теперь порядок.

Виды диодных мостов

Чтобы не заморачиваться с диодами, разработчики все четыре диода вместили в один корпус. В результате, получился очень компактный и удобный радиоэлемент – диодный мост. Думаю, вы догадаетесь, где импортный, а где советский))).


Например, на советском диодном мосте показаны контакты, на которые нужно подавать переменное напряжение значком ” ~ “, а контакты, с которых надо снимать постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.


Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах


Есть даже автомобильный диодный мост


Существует также диодный мост для трехфазного напряжения. Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов:


В основном трехфазные диодные мосты используются в силовой электронике.


Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы и с двух других выводов мы будем снимать постоянное пульсирующее напряжение.

Как проверить диодный мост

1) Первый способ самый простой. Диодный мост проверяется целостностью всех его диодов. Для этого прозваниваем каждый диод мультиметром и смотрим целостность каждого диода. Как это сделать, читаем

2) Второй способ 100%-ый. Но для этого потребуется осциллограф, или понижающий трансформатор. Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменному напряжению со значками “~”, а с двух других контактов, с “+” и “-” снимаем показания с помощью осциллографа.


Смотрим осциллограмму


Значит, импортный диодный мост исправен.

Резюме

Диодный мост (выпрямитель) используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая “кушает” напряжение из переменной сети, будь то простой телевизор или даже зарядка от сотового телефона.

Диодный мост: схема, принцип работы

Диодный мост? Это совсем не то, что Крымский. Это такой маленький диодный мостик, схема которого строится из небольших совсем электронных устройств — диодов. Их мы собираем даже своими руками. Да, соберите своими руками и увидите, что это легко и быстро, надо только знать, из чего и для чего. Он состоит из диодов.

Что такое диоды

Диоды — это электронные устройства с двумя электродами («ди» — два). Анод и катод.

Диод

Раньше, в эпоху стеклянных электронных вакуумных ламп, это была самая простая из ламп. В ней непосредственно около катода располагалась нить накаливания, как в лампочке. Катод от этого разогревался, и из него начинали выпрыгивать электроны все быстрее и быстрее. А кроме напряжения накала к электродам было приложено рабочее напряжение. И если на катод подать минус, а на анод плюс, то электроны от катода начинают отталкиваться, а к аноду притягиваться. Так как этому процессу в вакууме ничто не мешает, через вакуум и побежит ток, пропорциональный приложенному напряжению. А если поменять полюса — подать на анод минус, а на катод плюс, ток остановится. Потому что анод холодный, а к катоду теперь приложен положительный потенциал, который возвращает выброшенные накалом катода электроны обратно. Вот так и получился самый первый и самый простой нелинейный электрический элемент. В одну сторону ток он пропускает, а в другую — нет.

Почти такая же картина и в полупроводниковых диодах. Только там нет вакуума, а твердая пластинка полупроводника имеет свойство не препятствовать движению электронов в одну сторону и запрещать их движение в противоположную.

Весь секрет в N-P-переходе полупроводника.

Полупроводниковый диод представляет собой пластинку, похожую на плоский кружочек (или квадратик) металла. Но это не металл, а две его стороны имеют чуть разные свойства. Металлы характеризуется тем, что электроны в их кристаллической решетке почти не держатся, вылетают и болтаются между атомами кристалла по любому поводу, самая небольшая температура, заставляющая ядра атомов на своих местах слегка вибрировать, вышибает электроны напрочь и массово. А на этом месте что образуется? Знамо дело, дырка. Так называется атом, потерявший электрон. И получается, что электроны хаотично мечутся по межатомному пространству металла, а дырки тоже мечутся — только уже по самой кристаллической решетке. Потому что если соседний атом «заметит» дырку, он очень просто легким толчком закинет в нее свой электрон. И это можно понять в обратном смысле: получилось, это дырка перескочила из того атома в этот. И так дырки начинают жить тоже своей самостоятельной жизнью и блуждать как им взбредется. А встретится им электрон — может произойти рекомбинация, когда электрон запрыгнет в эту самую дырку. Ну и все, нашел свою судьбу. Только свободных электронов в металле видимо-невидимо, и поэтому стоит приложить к проводнику напряжение — как тут же начнется уже более-менее упорядоченное движение электронов от минуса к плюсу, то есть электрический ток. Соответственно, и дырки побегут, наоборот, от плюса к минусу, то есть как раз так, как люди определили когда-то НАСТОЯЩИМ направлением тока. Определили, еще ничего не зная ни о свободных электронах, ни о дырках.

В полупроводниках картина очень тонкая. Он сам плохой проводник и никудышный изолятор. Потому они так и названы — полупроводники. В них тоже есть свободные электроны и дырки. Только их не так много, как в металлах, а равновесие электронов и дырок нарушают примеси в полупроводнике. Атомы примесей становятся дополнительными источниками в одних случаях свободных электронов, в других — «свободных» дырок. Есть такие атомы, которые в одном случае прихватывают себе лишний электрон и не отпускают его (акцепторная примесь). А на его месте в атоме полупроводника получается дырка и начинает бродить неприкаянно по кристаллической решетке.

А в другом случае атом примеси имеет свойство отдавать свой электрон (донорная примесь), ничего не прося взамен. И пойдет электрон лишний куда глаза глядят.

Первая проводимость названа дырочной — P (positive, положительная), вторая электронной — N (negative, отрицательная).

Но самое интересное, что два типа проводимости могут существовать в одном куске полупроводника. Вот той самой тонкой пластинки, похожей на металл. С одной стороны в нее внедряют донорную примесь, а с другой — акцепторную.

Очень просто: можно на основу из полупроводника — германия или кремния — с одной стороны нанести материал-акцептор, фосфор, мышьяк или сурьму. Температура плавления сурьмы чуть выше 980 ⁰С, а у полупроводников еще выше, около 1200–1400 ⁰С. Атомы акцептора (чаще всего сурьмы, более остальных практичной в обращении) внедряются в кристаллическую решетку полупроводника, делая его полупроводником типа P. Другую сторону обрабатывают алюминием или индием — легкими и плавкими металлами. Достаточно поместить капельку индия, просто капнуть с одной стороны при температуре плавления 430 ⁰С.

Вот и получился у нас знаменитый N-P переход, который ток пропускает в одну и другую стороны по-разному.

И правда, если представить ток как движение заряженных частиц, то в полупроводнике N-типа движутся электроны (их подавляюще больше). А в P-типа — дырки. Причем направление их движений противоположное. Только если в металле они движутся одновременно и независимо — одни туда, другие сюда, то в полупроводнике все не так. В полупроводнике N-типа движутся, в основном, электроны, по полупроводнику P-типа ток создает движение дырок. А вот в N-P переходе эти два вида токов встречаются.

На границе этих двух типов (границе между полупроводником с примесями одного типа и проводником с примесями другого) электроны вместо дальнейшего движения будут «находить свою судьбу», то есть встречаться с дырками и с ними производить рекомбинацию. Такую зону счастливых электронных пар мы называем «зоной запрета», потому что при рекомбинации атомы примесей становятся ионами (в N-зоне положительные, а в P-зоне отрицательные), и они создают электрическую разность потенциалов, всегда направленную от N проводимости к P проводимости. И вот теперь, если прикладывать напряжение к внешним контактам диода, и если полярность его совпадает с направлением этой разности потенциалов, то ток потечет через диод, а если противоположно ей, то нет. Первое направление (когда к P приложен плюс, а к N минус) называется прямым, второе (когда на P подан минус, а на N плюс) — обратным.

Схема

Прямое направление диода делает его по работе похожим на обычное сопротивление, работающим по закону Ома.

А обратное дает нечто вроде разрыва в цепи, хотя при этом всегда сохраняется некоторый обратный ток, зависящий от других вещей — температуры, радиации.

Вот на таких приборах и строятся выпрямительные мосты.

Выпрямительные мосты

Если подавать на диод переменное электрическое напряжение, которое непрерывно изменяется от некоторого напряжения U+ > 0 до напряжения U< 0, то наш диод начнет «срезать» все напряжения, которые для него будут «обратными».   

Работа диода

В случае обычного для наших сетей синусоидального сигнала в результате работы диода получается «полусинусоида» тока (или напряжения в нагрузке).

Синусоидальный сигнал

Весь ток и напряжение в сети нагрузки будет иметь положительное направление, но половина электроэнергии не будет «доходить» до адресата.

Чтобы использовать и вторую половину синусоиды, нужно, чтобы она не срезалась, а меняла знак на противоположный. Вот и получилась схема диодного моста.

Диодный мост: принцип работы

Уже лучше, но мост не является выпрямителем в полном смысле. Напряжение в нагрузку он дает не постоянное, а пульсирующее с двойной частотой.

Если нагрузкой сделаем лампу накаливания, то никаких пульсаций света можем и не заметить.

Лампа накаливания является прибором инерционным, в плане преобразования электричества в тепло и свет. То есть за 1/50 (при переменном напряжении) или за 1/100 (при пульсирующим напряжении от диодного моста) доли секунды ее нить накала не успевает остыть, как уже приходит очередной импульс. В этом случае диодный мостик такой схемы вполне подойдет.

Схема

В результате этого температура спирали во времени представляет собой кривую, сглаживающую кривую напряжения, выходящего из диодного моста. И чем спираль массивнее, тем более сглажена кривая ее температуры. В выпрямительных мостах сглаживание делается конденсатором, которые способны, подобно спирали лампы, накапливать энергию, а потом медленно ее отдавать.

Выпрямительный мост

Выпрямительный мост — это настолько отработанная, привычная и полезная схема, что для нее имеется общепринятое сокращенное графическое обозначение. А как сделать диодный мост — тут вообще все просто. Следует только разобраться с концами диодов — какие плюс и какие минус. На входные два узелка подается переменное напряжение, поэтому к ним подходят как плюс диодов, так и минус: VD1 плюс, VD2 минус —на верхний, VD3 + и VD4 — на нижний. А выходные клеммы от моста получают уже знакопостоянное напряжение, поэтому их плюсы и минусы совпадают с +/- диодов. VD2, VD4 припаяем плюсами на плюсовой выход, VD1, VD3 — минусами на минусовой. Вот и получился выпрямительный диодный мост.

Диодный мост

Такие диодные мосты присоединяют часто к обычному трансформатору от блоков питания, понижающему к 12 вольтам. Диоды в этом случае подойдут любые, лишь бы рабочий диапазон напряжений был немного больше, чем на 12 вольт. Скажем, вольт на 20–35. Особых требований нет, соединения низковольтные, для подключения достаточно обычной спайки.    

Схема

Трехфазный диодный мост

Однако делают диодные мосты и высоковольтные. Там все то же самое, только все элементы схемы рассчитываются на те номиналы напряжений, с которыми будет иметь дело диодный мост — с запасом, разумеется. Кроме того, можно сделать его и для трехфазного напряжения. И он оказывается сложнее однофазного не в три раза, а только в полтора.

Подключить диодный мост к трансформатору здесь нужно в трех точках, по одной на каждую фазу. Принципиальной разницы между спайкой диодного моста на три фазы и собранного под одну фазу нет. Разобраться с концами здесь почти так же просто. Здесь плюсы одних трех диодов и минусы других подключаются к выходам, после этого попарно спаиваются плюсы с минусами верхней и нижней тройки диодов, и в эти же три точки подаются фазы. Все, вы его собрали.

Похожие статьи:

устройство, принцип работы, обозначение на схеме

Наряду с линейными устройствами в электрической цепи можно встретить и нелинейные полупроводниковые элементы, имеющие самый разнообразный функционал в составе электронной схемы. Среди полупроводниковых приборов особое место занимает диодный мост, выполняющий роль преобразователя переменного напряжения в постоянное. Хоть для этих целей с тем же успехом может применяться и обычный диод, но сфера их применения существенно ограничивается рабочими параметрами одного элемента. Решить недостатки единичной детали помогла диодная сборка из нескольких, существенно отличающихся характеристиками и принципом работы.

Устройство и принцип работы

Диодный мост представляет собой электронную схему, собранную на основе выпрямительных диодов, который предназначен для преобразования подаваемого на него переменного тока в постоянный. Чаще всего в состав схемы включаются диоды Шоттки, но это не категоричное требование, поэтому в каком-либо конкретном случае может заменяться и другими моделями, подходящими по техническим параметрам. Схема моста из полупроводниковых диодов включает в себя четыре элемента для одной фазы. Диодный мостик может набираться как отдельными диодами, так и собираться единым блоком, в виде монолитного четырехполюсника.

Принцип работы диодного моста основывается на способности p – n перехода пропускать электрический ток только в одном направлении. Схема включения диодов в мост построена таким образом, чтобы для каждой полуволны создавался свой путь протекания электрического тока к подключенной нагрузке.

Рис. 1. Принцип работы диодного моста

Для пояснения выпрямления диодным мостом необходимо рассматривать работу схемы относительно формы напряжения на входе. Следует отметить, что кривая напряжения за один период имеет две полуволны – положительную и отрицательную. В свою очередь, каждая полуволна имеет процесс нарастания и убывания по отношению к максимальной точке амплитуды.

Поэтому работа выпрямительного устройства будет иметь такие этапы:

  • На вход выпрямительного моста, обозначенного буквами А и Б подается переменное напряжение 220В.
  • Каждая полуволна, подаваемая из электрической сети или от обмоток трансформатора, преобразуется в постоянную величину парой диодов, расположенных по диагонали.
  • Положительная полуволна будет проводиться парой диодов VD1 и VD4 и выдавать на выход моста полуволну в положительной области оси ординат.
  • Отрицательная полуволна будет выпрямляться парой диодов VD2 и VD3, с которых на том же выходе моста возникнет очередная полуволна в положительной области.

В связи с тем, что оба полупериода получают реализацию на выходе диодного моста, такое электронное устройство получило название двухполупериодного выпрямителя, также его называют схемой Гретца.

Обозначение на схеме и маркировка

На электрической схеме диодный мост может иметь различные варианты изображения. Чаще всего вы можете встретить такие обозначения:

Рис. 2. Обозначение на схеме

Первый вариант обозначения мостового выпрямителя используется, как правило, в тех ситуациях, когда электронный прибор представляет собой монолитную конструкцию, единую сборку. На схеме маркировка выполняется латинскими буквами VD, за которыми указывается порядковый номер.

Второй вариант наиболее распространен  для тех ситуаций, когда диодный мост состоит из отдельных полупроводниковых устройств, собранных в одну схему. Маркировка второго варианта, чаще всего, выполняется в виде ряда VD1 – VD4.

Следует также отметить, что вышеприведенное схематическое обозначение и маркировка хоть и имеет общепринятый характер, но может нарушаться при составлении схем.

Разновидности диодных мостов

В зависимости от количества фаз, которые подключаются к диодному мосту, различают однофазные и трехфазные модели. Первый вариант мы детально рассмотрели на примере схемы Гретца выше.

Трехфазные выпрямители, в свою очередь, разделяются на шести- и двенадцатипульсовые модели, хотя схема диодного моста у них идентична. Рассмотрим более детально работу диодного устройства для трехфазной схемы.

Рис. 3. Схема трехфазного диодного моста

Диодный мост, приведенный на рисунке выше, получил название схемы Ларионова. Конструктивно для каждой из фаз устанавливается сразу два диода в противоположном направлении друг относительно друга. Здесь важно отметить, что синусоида во всех трех фазах имеет смещение в 120° друг относительно друга, поэтому на выходах устройства при наложении результирующей диаграммы получится следующая картина:

Рис. 4. Напряжение выпрямленное трехфазным мостом

Как видите, в сравнении с однофазным выпрямителем на базе диодного моста картина получается более плавной, а скачки напряжения имеют значительно меньшую амплитуду.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах.

Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

  • Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как UАобр в отечественных моделях или V­rpm для зарубежных.
  • Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение  Uобр в отечественных образцах или V­r(rms) для зарубежных диодных мостов.
  • Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как Iпр или Io для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
  • Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как Ifsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
  • Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как V­fm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.

Преимущества и недостатки

Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:

  • И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
  • За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
  • Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
  • Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.

К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.  

Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Рис. 5. Схема зарядного устройства

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

Рис. 6. Схема карманного фонаря

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост  VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Пример схемы сварочного агрегата

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

Как работает мостовой выпрямитель — шаг за шагом

Мостовые выпрямители

 

Что такое выпрямитель?

В электронной промышленности одним из самых популярных применений полупроводниковых диодов является преобразование сигнала переменного тока (AC) любой частоты, которая обычно составляет 60 или 50 Гц, в сигнал постоянного тока (DC). Этот сигнал постоянного тока можно использовать для питания электронных устройств, а не батарей. Схема, которая преобразует сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока, обычно состоит из определенного расположения взаимосвязанных диодов и известна как выпрямитель.В схемах электропитания обычно применяют два типа схем выпрямителей — однополупериодные и двухполупериодные. Однополупериодные выпрямители допускают прохождение только половины цикла, тогда как двухполупериодные выпрямители допускают прохождение как верхней, так и нижней половины цикла, при этом нижняя половина преобразуется в ту же полярность, что и верхняя. Эта разница между ними показана на рисунке 1.

Рис. 1. Разница между выходной мощностью однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей

 

Двухполупериодный выпрямитель более эффективен, так как использует полный цикл входящего сигнала.Существует два типа двухполупериодных выпрямителей: двухполупериодный выпрямитель с отводом от средней точки, для которого требуется трансформатор с отводом от средней точки, и мостовой выпрямитель, для которого трансформатор с отводом от средней точки не нужен. В этой статье будет обсуждаться мостовой выпрямитель, так как он наиболее популярен и обычно поставляется в виде предварительно собранных модулей, что упрощает их использование.

 

В мостовых выпрямителях

используются четыре диода, которые удачно расположены для преобразования напряжения питания переменного тока в напряжение питания постоянного тока.Выходной сигнал такой схемы всегда имеет одну и ту же полярность независимо от полярности входного сигнала переменного тока. На рис. 2 изображена схема мостового выпрямителя с включенными диодами по мостовой схеме. Сигнал переменного тока подается на входные клеммы a и b, а выход наблюдается через нагрузочный резистор R1.

Рис. 2 Мостовой выпрямитель с нагрузочным резистором

 

Давайте посмотрим, как эта схема выпрямителя реагирует на сигнал переменного тока с изменением полярности в каждом цикле:

  1. В первом положительном полупериоде сигнала переменного тока диоды D2 и D3 смещаются в прямом направлении и начинают работать.В то же время диоды D1 и D4 будут смещены в обратном направлении и не будут проводить ток. Ток будет течь через нагрузочный резистор через два диода с прямым смещением. Напряжение на выходе будет положительным на клемме d и отрицательным на клемме c.
  2. Теперь, во время отрицательного полупериода сигнала переменного тока, диоды D1 и D4 будут смещены в прямом направлении, а диоды D2 и D3 станут смещенными в обратном направлении. На аноде D4 появится положительное напряжение, а на катоде D1 будет приложено отрицательное напряжение.Здесь стоит отметить, что ток, который будет протекать через нагрузочный резистор, будет иметь то же направление, что и при положительном полупериоде. Поэтому независимо от полярности входного сигнала полярность выходного сигнала всегда будет одинаковой. Мы также можем сказать, что отрицательный полупериод сигнала переменного тока был инвертирован и появляется как положительное напряжение на выходе.

 

Как работает конденсатор в качестве фильтра?

Тем не менее, это выходное напряжение одной полярности не является чистым напряжением постоянного тока, так как оно носит пульсирующий характер, а не прямолинейный.Эта проблема быстро решается путем подключения конденсатора параллельно нагрузочному резистору, как показано на рисунке 3. В этой новой конструкции положительный полупериод будет заряжать конденсатор через диоды D2 и D3. А во время отрицательного полупериода конденсатор перестанет заряжаться и начнет разряжаться через нагрузочный резистор.

 

Рис. 3. Мостовой выпрямитель с нагрузочным резистором и фильтрующим конденсатором

 

Этот процесс известен как фильтрация, и конденсатор действует как фильтр.Конденсатор улучшил пульсирующий характер выходного напряжения, и теперь оно будет иметь только пульсации. Эта форма волны теперь намного ближе к чистой форме волны напряжения постоянного тока. Форма волны может быть дополнительно улучшена с помощью других типов фильтров, таких как LC-фильтр и секторный фильтр.

 

Типы мостовых выпрямителей

Только что рассмотренный мостовой выпрямитель относится к однофазному типу, однако его можно расширить до трехфазного выпрямителя. Эти два типа можно далее разделить на полностью управляемые, полууправляемые или неуправляемые мостовые выпрямители.Схема, которую мы только что обсуждали, является неуправляемой, поскольку мы не можем контролировать смещение диода, но если все четыре диода заменить тиристором, его смещением можно управлять, контролируя его угол открытия с помощью сигнала затвора. В результате получается полностью управляемый мостовой выпрямитель. В полууправляемом мостовом выпрямителе половина цепи содержит диоды, а другая половина — тиристоры.

 

 

Применение мостового выпрямителя
  • Для подачи поляризованного постоянного напряжения при сварке.
  • Внутренние источники питания
  • Внутренние зарядные устройства
  • Внутри ветряных турбин
  • Для определения амплитуды модулирующих сигналов
  • Для преобразования высокого переменного напряжения в низкое постоянное

 

 

 

Принципиальная схема, типы, работа и ее применение

Схема выпрямителя используется для преобразования переменного тока (переменного тока) в постоянный (постоянный ток). Выпрямители в основном делятся на три типа: полуволновые, двухполупериодные и мостовые выпрямители.Основная функция всех этих выпрямителей такая же, как преобразование тока, но они неэффективно преобразуют ток из переменного в постоянный. Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом, а также мостовой выпрямитель обеспечивают эффективное преобразование. Схема мостового выпрямителя является общей частью электронных блоков питания. Для многих электронных схем требуется источник выпрямленного постоянного тока для питания различных электронных основных компонентов от доступной сети переменного тока. Мы можем найти этот выпрямитель в широком спектре электронных устройств питания переменного тока, таких как бытовая техника, контроллеры двигателей, процессы модуляции, сварочные приложения и т. д.В этой статье обсуждается обзор мостового выпрямителя и его работы.


Что такое мостовой выпрямитель?

Мостовой выпрямитель представляет собой преобразователь переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), который преобразует входной сетевой переменный ток в постоянный на выходе. Мостовые выпрямители широко используются в источниках питания, которые обеспечивают необходимое постоянное напряжение для электронных компонентов или устройств. Они могут быть сконструированы с четырьмя или более диодами или любыми другими управляемыми твердотельными переключателями.

Мостовой выпрямитель

В зависимости от требований к току нагрузки выбирается соответствующий мостовой выпрямитель.Номинальные характеристики и характеристики компонентов, напряжение пробоя, диапазоны температур, номинальный переходный ток, номинальный прямой ток, требования к монтажу и другие факторы учитываются при выборе источника питания выпрямителя для соответствующей электронной схемы.

Строительство

Конструкция мостового выпрямителя показана ниже. Эта схема может быть спроектирована с четырьмя диодами, а именно D1, D2, D3 и D4, а также нагрузочным резистором (RL). Соединение этих диодов может быть выполнено по замкнутой схеме для эффективного преобразования переменного тока (переменного тока) в постоянный (постоянный ток).Основным преимуществом этой конструкции является отсутствие эксклюзивного трансформатора с центральным отводом. Таким образом, размер, как и стоимость, будет уменьшен.

После подачи входного сигнала на две клеммы, такие как A и B, сигнал постоянного тока o/p может быть получен через RL. Здесь нагрузочный резистор подключен между двумя клеммами, такими как C и D. Расположение двух диодов может быть выполнено таким образом, что электричество будет проходить через два диода в течение каждого полупериода. Пары диодов, такие как D1 и D3, будут проводить электрический ток в течение положительного полупериода.Точно так же диоды D2 и D4 будут проводить электрический ток в течение отрицательного полупериода.

Схема мостового выпрямителя

Основным преимуществом мостового выпрямителя является то, что он обеспечивает почти вдвое большее выходное напряжение, чем двухполупериодный выпрямитель, использующий трансформатор с отводом от средней точки. Но эта схема не нуждается в трансформаторе с отводом от середины, поэтому она напоминает недорогой выпрямитель.

Принципиальная схема мостового выпрямителя состоит из различных каскадов устройств, таких как трансформатор, диодный мост, фильтры и регуляторы.Как правило, комбинация всех этих блоков называется регулируемым источником постоянного тока, питающим различные электронные устройства.

Первый каскад схемы представляет собой трансформатор понижающего типа, который изменяет амплитуду входного напряжения. В большинстве электронных проектов используется трансформатор 230/12 В для понижения напряжения сети переменного тока с 230 В до 12 В переменного тока.

Схема мостового выпрямителя

Следующим этапом является диодно-мостовой выпрямитель, в котором используется четыре или более диодов в зависимости от типа мостового выпрямителя.Выбор конкретного диода или любого другого переключающего устройства для соответствующего выпрямителя требует некоторых соображений устройства, таких как пиковое обратное напряжение (PIV), прямой ток If, номинальное напряжение и т. д. Он отвечает за создание однонаправленного или постоянного тока на нагрузке путем проведения набор диодов на каждый полупериод входного сигнала.

Так как выход после диодных мостовых выпрямителей носит пульсирующий характер, и для получения его как чистого постоянного тока необходима фильтрация. Фильтрация обычно выполняется с одним или несколькими конденсаторами, подключенными к нагрузке, как вы можете видеть на рисунке ниже, где выполняется сглаживание волны.Этот номинал конденсатора также зависит от выходного напряжения.

Последним этапом этого регулируемого источника постоянного тока является регулятор напряжения, поддерживающий выходное напряжение на постоянном уровне. Предположим, микроконтроллер работает при напряжении 5 В постоянного тока, но выходное напряжение после мостового выпрямителя составляет около 16 В, поэтому для уменьшения этого напряжения и поддержания постоянного уровня — независимо от изменений напряжения на входе — необходим регулятор напряжения.

Работа мостового выпрямителя

Как мы обсуждали выше, однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, и эта конфигурация подключается через нагрузку.Чтобы понять принцип работы мостового выпрямителя, мы должны рассмотреть приведенную ниже схему в демонстрационных целях.

Во время положительного полупериода входного сигнала переменного тока диоды D1 и D2 смещены в прямом направлении, а D3 и D4 смещены в обратном направлении. Когда напряжение, превышающее пороговый уровень диодов D1 и D2, начинает проводить — через них начинает протекать ток нагрузки, как показано на пути красной линии на диаграмме ниже.

Работа схемы

Во время отрицательного полупериода входного сигнала переменного тока диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении, а диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении.Ток нагрузки начинает течь через диоды D3 и D4, когда эти диоды начинают проводить, как показано на рисунке.

Мы можем заметить, что в обоих случаях направление тока нагрузки одинаковое, т. е. сверху вниз, как показано на рисунке, т. е. однонаправленное, что означает постоянный ток. Таким образом, при использовании мостового выпрямителя входной переменный ток преобразуется в постоянный ток. Выходной сигнал на нагрузке с этим мостовым выпрямителем пульсирует по своей природе, но для получения чистого постоянного тока требуется дополнительный фильтр, такой как конденсатор.Та же операция применима для различных мостовых выпрямителей, но в случае управляемых выпрямителей необходимо отпирание тиристоров для подачи тока на нагрузку.

Типы мостовых выпрямителей

Выпрямители

Bride подразделяются на несколько типов в зависимости от следующих факторов: тип питания, возможности управления, конфигурация вспомогательной цепи и т. д. Мостовые выпрямители в основном подразделяются на однофазные и трехфазные выпрямители. Оба этих типа подразделяются на неуправляемые, полууправляемые и полностью управляемые выпрямители.Некоторые из этих типов выпрямителей описаны ниже.

Однофазные и трехфазные выпрямители

Характер питания, т. е. однофазное или трехфазное питание, определяет эти выпрямители. Однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов для преобразования переменного тока в постоянный, тогда как трехфазный выпрямитель использует шесть диодов, как показано на рисунке. Это могут быть снова неуправляемые или управляемые выпрямители в зависимости от компонентов схемы, таких как диоды, тиристоры и т. д.

Однофазные и трехфазные выпрямители

Неуправляемые мостовые выпрямители

Этот мостовой выпрямитель использует диоды для выпрямления входа, как показано на рисунке. Поскольку диод является однонаправленным устройством, которое позволяет току течь только в одном направлении. При такой конфигурации диодов в выпрямителе мощность не может изменяться в зависимости от требований нагрузки. Таким образом, этот тип выпрямителя используется в постоянных или фиксированных источниках питания.

Неуправляемые мостовые выпрямители

Управляемые мостовые выпрямители

В этом типе выпрямителя, преобразователя переменного тока в постоянный или выпрямителя вместо неуправляемых диодов используются управляемые полупроводниковые устройства, такие как SCR, MOSFET, IGBT и т. д.используются для изменения выходной мощности при различных напряжениях. Запуская эти устройства в различные моменты времени, выходная мощность на нагрузке соответствующим образом изменяется.

Управляемый мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель IC

Конфигурация выводов мостового выпрямителя, аналогичная RB-156 IC, обсуждается ниже.

Контакт-1 (фаза/линия): Это входной контакт переменного тока, к которому можно подключить фазный провод от источника переменного тока к этому контакту фазы.

Контакт 2 (нейтральный): Это входной контакт переменного тока, к которому можно подключить нейтральный провод от источника переменного тока к этому нейтральному контакту.

Контакт 3 (положительный): Это выходной контакт постоянного тока, где положительное напряжение постоянного тока выпрямителя получается с этого положительного контакта

Контакт 4 (отрицательный/земля): Это выходной контакт постоянного тока, где напряжение земли выпрямителя получается с этого отрицательного контакта

Технические характеристики

Подкатегории этого мостового выпрямителя RB-15 варьируются от RB15 до RB158. Из этих выпрямителей наиболее часто используется RB156.Технические характеристики мостового выпрямителя RB-156 включают следующее.

  • Выходной постоянный ток 1,5 А
  • Максимальное пиковое обратное напряжение составляет 800 В
  • Выходное напряжение: (√2×VRMS) – 2 В
  • Максимальное входное напряжение 560 В
  • Падение напряжения для каждого моста составляет 1 В при 1 А
  • Импульсный ток 50 А

Этот RB-156 является наиболее часто используемым компактным, недорогим однофазным мостовым выпрямителем. Эта ИС имеет самое высокое переменное напряжение i/p, такое как 560 В, поэтому ее можно использовать для однофазного сетевого питания во всех странах.Наибольший постоянный ток этого выпрямителя составляет 1,5 А. Эта ИС является лучшим выбором в проектах по преобразованию переменного тока в постоянный и обеспечивает до 1,5А.

Характеристики мостового выпрямителя

Характеристики мостового выпрямителя включают следующие

  • Коэффициент пульсации
  • Пиковое обратное напряжение (PIV)
  • Эффективность
Коэффициент пульсации

Измерение гладкости выходного сигнала постоянного тока с использованием коэффициента называется коэффициентом пульсаций.Здесь гладкий сигнал постоянного тока можно рассматривать как сигнал постоянного тока o/p, включающий несколько пульсаций, тогда как сигнал постоянного тока с высокой пульсацией можно рассматривать как сигнал постоянного тока o/p, включающий высокие пульсации. Математически его можно определить как долю пульсирующего напряжения и чистого постоянного напряжения.

Для мостового выпрямителя коэффициент пульсаций может быть равен

.

Γ = √ (Vrms2/VDC)−1

Коэффициент пульсации мостового выпрямителя равен 0,48

PIV (пиковое обратное напряжение)

Пиковое обратное напряжение или PIV можно определить как максимальное значение напряжения, поступающего от диода, когда он подключен в условиях обратного смещения в течение отрицательного полупериода.Мостовая схема включает четыре диода, такие как D1, D2, D3 и D4.

В положительном полупериоде два диода, такие как D1 и D3, находятся в проводящем положении, тогда как оба диода D2 и D4 находятся в непроводящем положении. Точно так же в отрицательном полупериоде диоды, такие как D2 и D4, находятся в проводящем положении, тогда как диоды, такие как D1 и D3, находятся в непроводящем положении.

Эффективность

Эффективность выпрямителя в основном определяет, насколько эффективно выпрямитель преобразует переменный ток (переменный ток) в постоянный (постоянный ток).Эффективность выпрямителя можно определить как; это отношение мощности постоянного тока o/p и мощности переменного тока i/p. Максимальный КПД мостового выпрямителя составляет 81,2%.

η = DC o/p Power/AC i/p Power

Форма сигнала мостового выпрямителя

Из принципиальной схемы мостового выпрямителя мы можем сделать вывод, что ток через нагрузочный резистор одинаков во всех положительных и отрицательных полупериодах. Полярность сигнала постоянного тока o/p может быть как полностью положительной, так и отрицательной.В данном случае он полностью положительный. Когда направление диода меняется на противоположное, может быть достигнуто полное отрицательное напряжение постоянного тока.

Таким образом, этот выпрямитель допускает протекание тока в течение как положительных, так и отрицательных циклов сигнала i/p AC. Выходные сигналы мостового выпрямителя показаны ниже.

Почему он называется мостовым выпрямителем?

По сравнению с другими выпрямителями это наиболее эффективный тип схемы выпрямителя. Это тип двухполупериодного выпрямителя, как следует из названия, в этом выпрямителе используются четыре диода, которые соединены по мостовой схеме.Поэтому такой выпрямитель называется мостовым выпрямителем.

Почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе?

В мостовом выпрямителе четыре диода используются для разработки схемы, которая позволяет выполнять двухполупериодное выпрямление без использования трансформатора с отводом от средней точки. Этот выпрямитель в основном используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления в большинстве приложений.

Расположение четырех диодов может быть выполнено в схеме с обратной связью для эффективного преобразования переменного тока в постоянный.Основным преимуществом такой компоновки является отсутствие трансформатора с центральным отводом, что снижает размер и стоимость.

Преимущества

Преимущества мостового выпрямителя включают следующее.

  • Эффективность выпрямления двухполупериодного выпрямителя вдвое выше, чем у однополупериодного выпрямителя.
  • Более высокое выходное напряжение, более высокая выходная мощность и более высокий коэффициент использования трансформатора в случае двухполупериодного выпрямителя.
  • Напряжение пульсаций низкое и имеет более высокую частоту, в случае двухполупериодного выпрямителя требуется простая схема фильтрации
  •  Отвод во вторичной обмотке трансформатора не требуется, поэтому в случае мостового выпрямителя требуется более простой трансформатор.Если повышение или понижение напряжения не требуется, трансформатор можно даже исключить.
  • Для данной выходной мощности в случае мостового выпрямителя можно использовать силовой трансформатор меньшего размера, поскольку ток как в первичной, так и во вторичной обмотках питающего трансформатора протекает в течение всего цикла переменного тока.
  • Эффективность выпрямления вдвое больше, чем у однополупериодного выпрямителя
  • В нем используются простые схемы фильтров для высокой частоты и низкого напряжения пульсаций
  • TUF выше по сравнению с выпрямителем с отводом от средней точки
  • Трансформатор среднего отвода не требуется

Недостатки

К недостаткам мостового выпрямителя можно отнести следующее.

  • Требуется четыре диода.
  • Использование двух дополнительных диодов приводит к дополнительному падению напряжения, что снижает выходное напряжение.
  • Для этого выпрямителя требуется четыре диода, поэтому стоимость выпрямителя будет высокой.
  • Схема не подходит, если необходимо выпрямить небольшое напряжение, потому что два диода могут быть соединены последовательно и обеспечивают двойное падение напряжения из-за их внутреннего сопротивления.
  • Эти схемы очень сложные
  • По сравнению с выпрямителем с отводом от середины, мостовой выпрямитель имеет большие потери мощности.

Применение — преобразование переменного тока в постоянный с помощью мостового выпрямителя

Регулируемый источник постоянного тока

часто требуется для многих электронных приложений. Одним из наиболее надежных и удобных способов является преобразование имеющегося источника питания переменного тока в источник постоянного тока. Это преобразование сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока выполняется с помощью выпрямителя, который представляет собой систему диодов. Это может быть двухполупериодный выпрямитель, который выпрямляет только одну половину сигнала переменного тока, или двухполупериодный выпрямитель, который выпрямляет оба периода сигнала переменного тока.Двухполупериодный выпрямитель может быть выпрямителем с отводом от середины, состоящим из двух диодов, или мостовым выпрямителем, состоящим из 4 диодов.

Здесь демонстрируется мостовой выпрямитель. Схема состоит из 4 диодов, расположенных таким образом, что аноды двух соседних диодов соединены для подачи положительного напряжения на выход, а катоды двух других соседних диодов соединены для подачи отрицательного напряжения на выход. Анод и катод двух других соседних диодов подключены к плюсу источника переменного тока, тогда как анод и катод еще двух соседних диодов подключены к минусу источника переменного тока.Таким образом, 4 диода расположены в мостовой конфигурации, так что в каждом полупериоде два чередующихся диода проводят ток, создавая постоянное напряжение с отталкиванием.

Данная схема состоит из схемы мостового выпрямителя, нерегулируемый выход постоянного тока которого подается на электролитический конденсатор через токоограничивающий резистор. Напряжение на конденсаторе контролируется с помощью вольтметра и продолжает увеличиваться по мере зарядки конденсатора, пока не будет достигнут предел напряжения. Когда нагрузка подключена к конденсатору, конденсатор разряжается, чтобы обеспечить необходимый входной ток для нагрузки.В этом случае в качестве нагрузки подключается лампа.

Регулируемый источник питания постоянного тока

Регулируемый источник питания постоянного тока состоит из следующих компонентов:

  • Понижающий трансформатор для преобразования переменного тока высокого напряжения в переменный ток низкого напряжения.
  • Мостовой выпрямитель для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный.
  • Цепь фильтра, состоящая из конденсатора для устранения пульсаций переменного тока.
  • Регулятор IC 7805 для получения регулируемого постоянного напряжения 5 В.

Понижающий трансформатор преобразует напряжение сети переменного тока 230 В в переменное напряжение 12 В.Это 12 В переменного тока подается на схему мостового выпрямителя, так что чередующиеся диоды проводят каждый полупериод, создавая пульсирующее постоянное напряжение, состоящее из пульсаций переменного тока. Конденсатор, подключенный к выходу, позволяет сигналу переменного тока проходить через него и блокирует сигнал постоянного тока, таким образом, действуя как фильтр верхних частот. Таким образом, выходной сигнал конденсатора представляет собой нерегулируемый отфильтрованный сигнал постоянного тока. Этот выход можно использовать для управления электрическими компонентами, такими как реле, двигатели и т. д. К выходу фильтра подключен регулятор IC 7805.Он дает постоянный регулируемый выходной сигнал 5 В, который можно использовать для ввода во многие электронные схемы и устройства, такие как транзисторы, микроконтроллеры и т. д. Здесь 5 В используются для смещения светодиода через резистор.

Это все о теории мостового выпрямителя, его типах, схеме и принципах работы. Мы надеемся, что этот полезный материал по этой теме будет полезен при создании учащимися проектов по электронике или электротехнике, а также при наблюдении за различными электронными устройствами или приборами.Мы ценим ваше пристальное внимание и уделяем особое внимание этой статье. И поэтому, пожалуйста, напишите нам для выбора требуемых номиналов компонентов в этом мостовом выпрямителе для вашего приложения и для любых других технических рекомендаций.

Теперь мы надеемся, что у вас есть представление о концепции мостового выпрямителя и его применении, если какие-либо дополнительные вопросы по этой теме или концепции электрических и электронных проектов оставляйте комментарии в разделе ниже.

Фото:

Диоды мостового выпрямителя | Ньюарк

VS-GBPC3510W

29C9654

Мостовой выпрямитель, однофазный, 1 кВ, 35 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 1кВ 35А Модуль 1.1В 4 контакта 150°С
КБПК106

06F8776

Мостовой выпрямитель, однофазный, 600 В, 3 А, сквозное отверстие, 1 шт.1 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 600В Через отверстие 1.1В 4 контакта 150°С
ВС-26МБ20А

48Ф1222

Мостовой выпрямитель, однофазный, 200 В, 25 А, модуль, 1 шт.11 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 200В 25А Модуль 1.11В 4 контакта 150°С
ВС-26МБ120А

48Ф1225

Мостовой выпрямитель, однофазный, 1,2 кВ, 25 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 1.2кВ 25А Модуль 1,1 В 4 контакта 150°С Серия ВС-26
ВС-36МБ20А

48Ф1229

Мостовой выпрямитель, однофазный, 200 В, 35 А, модуль, 1 шт.14 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 200В 35А Модуль 1.14В 4 контакта 150°С
ВС-36МБ40А

48Ф1230

Мостовой выпрямитель, однофазный, 400 В, 35 А, модуль, 1 шт.14 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 400В 35А Модуль 1.14В 4 контакта 150°С
ВС-26МТ60

07B3993

Мостовой выпрямитель, трехфазный, 600 В, 25 А, модуль, 1 шт.26 В, 5 контактов

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Три фазы 600В 25А Модуль 1.26В 5 контактов 150°С Серия ВС-26
СКД 110/16

20H0345

Мостовой выпрямитель, трехфазный, 1 шт.6 кВ, 151 А, модуль, 1,9 В, 5 контактов

СЕМИКРОН

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Три фазы 1.6кВ 151А Модуль 1,9 В 5 контактов 150°С Серия СКД
КБПК5010

10П1437

Мостовой выпрямитель, серия KBPC, однофазный, 1 кВ, 50 А, модуль, 1 шт.2 В, 4 контакта

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 1кВ 50А Модуль 1.2В 4 контакта 150°С Серия КБПК
АБС10

14Т1571

Мостовой выпрямитель, однофазный, 1 кВ, 800 мА, SMD, 1 шт.1 В, 4 контакта

МУЛЬТИКОМПЛЕКТ PRO

Каждый (поставляется на отрезной ленте)

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 1кВ 800 мА поверхностный слой 1.1В 4 контакта 150°С
GBPC1202

18C6641

Мостовой выпрямитель, однофазный, 200 В, 12 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

ОНСЕМИ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 200В 12А Модуль 1.1В 4 контакта 150°С
ГБУ6К-Э3/51

97К0504

Мостовой выпрямитель, однофазный, 800 В, 6 А, SIP, 1 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 800В ГЛОТОК 4 контакта 150°С
ВС-26МБ60А

83F5589

Мостовой выпрямитель, однофазный, 600 В, 25 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 600В 25А Модуль 1.1В 4 контакта 150°С
ГБУ406

92К0221

Мостовой выпрямитель, пассивированное стекло, однофазный, 800 В, 4 А, SIP, 1 В, 4 контакта

ТАЙВАНЬ ПОЛУПРОВОДНИК

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров в наличии.
Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 800В ГЛОТОК 4 контакта 150°С
GBU8J

58K8894

Мостовой выпрямитель, однофазный, 600 В, 8 А, SIP, 1 В, 4 контакта

ОНСЕМИ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 600В ГЛОТОК 4 контакта 150°С Серия GBU8J
GBPC2502

90R8638

Мостовой выпрямитель, однофазный, 200 В, 25 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

МУЛЬТИКОМПЛЕКТ PRO

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 200В 25А Модуль 1.1В 4 контакта 150°С Серия GBPC2
ГБПК2506+

90R8640

Мостовой выпрямитель, однофазный, 600 В, 25 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

МУЛЬТИКОМПЛЕКТ PRO

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 600В 25А Модуль 1.1В 4 контакта 150°С Серия GBPC2
ГБПК2508+

90R8641

Мостовой выпрямитель, однофазный, 800 В, 25 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

МУЛЬТИКОМПЛЕКТ PRO

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 800В 25А Модуль 1.1В 4 контакта 150°С Серия GBPC2
KBP208G

90R8781

Мостовой выпрямитель, серия KBP, однофазный, 800 В, 2 А, SIP, 1 шт.1 В, 4 контакта

МУЛЬТИКОМПЛЕКТ PRO

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 800В ГЛОТОК 1.1В 4 контакта 150°С Серия КБП
ГСИБ2560-Е3/45

65К2620

Мостовой выпрямитель, однофазный, 600 В, 25 А, SIP, 1 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 600В 25А ГЛОТОК 4 контакта 150°С
GBPC1506

65К1030

Мостовой выпрямитель, однофазный, 600 В, 15 А, модуль, 1 шт.1 В, 4 контакта

ОНСЕМИ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 600В 15А Модуль 1.1В 4 контакта 150°С
W04G-E4/51

65К2759

Мостовой выпрямитель, однофазный, 400 В, 1 шт.5 А, сквозное отверстие, 1 В, 4 контакта

ВИШАЙ

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 400В 1.5А Через отверстие 4 контакта 150°С Серия W04G
СКД 160/12

88К1980

Мостовой выпрямитель, трехфазный, 1 шт.2 кВ, 205 А, модуль, 1,65 В, 5 контактов

СЕМИКРОН

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Три фазы 1.2кВ 205А Модуль 1,65 В 5 контактов 150°С Серия СКД
СКБ30/08А1

97K9813

Диод мостового выпрямителя, одиночный, 800 В, 30 А, модульный, 2 шт.2 В, 4 Соответствует RoHS: Да

СЕМИКРОН

Каждый

Доставка в течение 2-4 рабочих дней с нашего склада в Великобритании для товаров в наличии.
Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Один этап 800В 30А Модуль 2.2В 4 контакта 150°С СКБ
СКД 53/16

88К1983

Мостовой выпрямитель, трехфазный, 1 шт.6 кВ, 50 А, модуль, 1,5 В, 7 контактов

СЕМИКРОН

Каждый

Запрещенный предмет

Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество

Добавлять

Мин: 1 Мульт: 1

Три фазы 1.6кВ 50А Модуль 1,5 В 7 контактов 150°С Серия СКД

Диоды | Клуб электроники

Диоды | Клуб электроники

Сигнал | Выпрямитель | Мостовой выпрямитель | Зенер

См. также: Светодиоды | Источники питания

Диоды позволяют электричеству течь только в одном направлении.Стрелка символа цепи показывает направление, в котором может течь ток. Диоды — это электрическая версия клапан и ранние диоды на самом деле назывались клапанами.

Типы диодов

Обычные диоды можно разделить на два типа:

Дополнительно имеются:

Соединение и пайка

Диоды должны быть подключены правильно, схема может быть обозначена или . + на анод и к или на катод (да, это действительно к, а не с, для катода!).Катод отмечен линией, нанесенной на корпус. Диоды помечены своим кодом мелким шрифтом, вам может понадобиться ручная линза, чтобы прочитать его.

Сигнальные диоды могут быть повреждены нагреванием при пайке, но риск невелик, если вы используете германиевый диод (коды начинаются с OA…), и в этом случае вы должны использовать радиатор (например, зажим-крокодил), прикрепленный к проводу между соединением и корпусом диода.

Выпрямительные диоды достаточно прочны, и для их пайки не требуется особых мер предосторожности.


Проверка диодов

Можно использовать мультиметр или простой тестер проекта (батареи, резистора и светодиода), чтобы убедиться, что диод проводит ток только в одном направлении.

Лампу можно использовать для проверки диода выпрямителя, но НЕ используйте лампу для проверки сигнальный диод, потому что большой ток, проходящий через лампу, разрушит диод.


Прямое падение напряжения

Электричество расходует немного энергии, проталкиваясь через диод, подобно человеку. толкать дверь пружиной.Это означает, что имеется небольшое прямое падение напряжения через проводящий диод. Для большинства диодов, изготовленных из кремния, оно составляет около 0,7 В.

Прямое падение напряжения на диоде практически постоянно при любом токе, протекающем через него. диода, поэтому они имеют очень крутую характеристику (график вольт-амперный).

Обратное напряжение

При обратном напряжении проводит не идеальный диод, а настоящий диод пропускать очень маленький ток (обычно несколько мкА).Это можно игнорировать в большинстве схем потому что он будет намного меньше, чем ток, текущий в прямом направлении. Однако все диоды имеют максимальное обратное напряжение (обычно 50В и более) и если при превышении этого значения диод выйдет из строя и пропустит большой ток в обратном направлении, это называется поломка .



Сигнальные диоды (слабый ток)

Сигнальные диоды обычно используются для обработки информации (электрических сигналов) в цепях, поэтому они требуется только для пропуска небольших токов до 100 мА.

Сигнальные диоды общего назначения, такие как 1N4148, изготовлены из кремния и имеют прямое падение напряжения 0,7В.

Электроника Rapid: 1N4148

Германиевые диоды , такие как OA90, имеют более низкое прямое падение напряжения 0,2 В, что делает их можно использовать в радиосхемах в качестве детекторов, выделяющих звуковой сигнал из слабого радиосигнала. В настоящее время они редко используются, и их может быть трудно найти.

Для общего применения, где величина прямого падения напряжения менее важна, лучше использовать кремниевые диоды, т.к. они менее легко повреждаются теплом при пайке, имеют меньшее сопротивление при проводке и имеют очень низкие токи утечки при подаче обратного напряжения.

Защитные диоды для реле

Сигнальные диоды также используются для защиты транзисторов и интегральных схем от кратковременного высокого напряжения, возникающего, когда катушка реле выключен. На схеме показано, как защитный диод подключается «назад» к катушке реле.

Зачем нужен защитный диод?

Ток, протекающий через катушку, создает магнитное поле, которое внезапно разрушается. при отключении тока. Внезапный коллапс магнитного поля вызывает кратковременное высокое напряжение на катушке, что может привести к повреждению транзисторов и интегральных схем.Защитный диод позволяет наведенному напряжению пропускать кратковременный ток через катушку. (и диод), поэтому магнитное поле исчезает быстро, а не мгновенно. Это предотвращает индуцированное напряжение становится достаточно высоким, чтобы вызвать повреждение транзисторов и интегральных схем.


Выпрямительные диоды (большой ток)

Диоды выпрямителя

используются в источниках питания для преобразования переменного тока (AC). к постоянному току (DC), процесс, называемый выпрямлением. Они также используются в других местах в цепях, где через диод должен проходить большой ток.

Все выпрямительные диоды изготовлены из кремния и поэтому имеют прямое падение напряжения 0,7 В. В таблице приведены максимальный ток и максимальное обратное напряжение для некоторых популярных выпрямительных диодов. 1N4001 подходит для большинства низковольтных цепей с током менее 1 А.

Электроника Rapid: 1N4001

Диодного Максимальные
Текущих
Максимальные
Обратных
Напряжения
1N4001 1A 50V
1N4002 1A 10
1N4007 1A 1000V
1N5401 3A 100В
1N5408 3A 1000В

8

8


Книги по компонентам:



Мостовые выпрямители

Существует несколько способов подключения диодов для создания выпрямителя для преобразования переменного тока в постоянный.Мостовой выпрямитель является одним из них и доступен в специальных корпусах, содержащих четыре необходимых диода. Мостовые выпрямители оцениваются по максимальному току и максимальному обратному напряжению. Они имеют четыре вывода или клеммы: два выхода постоянного тока помечены + и -, два входа переменного тока помечены .

На схеме показана работа мостового выпрямителя при преобразовании переменного тока в постоянный. Обратите внимание на то, как ведут себя чередующиеся пары диодов.

Rapid Electronics: Мостовые выпрямители

Различные типы мостовых выпрямителей

Обратите внимание, что у некоторых есть отверстие в центре для крепления к радиатору

Фотографии © Rapid Electronics



Стабилитроны

Стабилитроны

используются для поддержания фиксированного напряжения.Они рассчитаны на «пробойку» в надежном и неразрушающим способом, чтобы их можно было использовать в обратном порядке для поддержания фиксированного напряжения на их клеммах.

Стабилитроны

можно отличить от обычных диодов по их коду и напряжению пробоя которые на них напечатаны. Коды стабилитронов начинаются BZX… или BZY… Их напряжение пробоя обычно печатается с V вместо десятичной точки, поэтому 4V7 означает, например, 4,7 В.

а = анод, k = катод

Rapid Electronics: стабилитроны

На схеме показано, как подключен стабилитрон с последовательно включенным резистором для ограничения тока.

Стабилитроны

оцениваются по напряжению пробоя и максимальной мощности . Минимальное доступное напряжение пробоя составляет 2,4 В. Широко доступны модели мощностью 400 мВт и 1,3 Вт.

Подробнее см. на странице блоков питания.


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот веб-сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будут используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому другому.На этом веб-сайте отображаются рекламные объявления, если вы нажмете на это рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Никакая личная информация не передается рекламодателям. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, классифицируемые как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google.Чтобы узнать, как удалить и контролировать файлы cookie из вашего браузера, пожалуйста, посетите сайт AboutCookies.org.

electronicsclub.info © John Hewes 2022


Хостинг этого веб-сайта принадлежит Freethought и я рад порекомендовать их за хорошую цену и отличное обслуживание клиентов.


 

Из чего состоит схема мостового выпрямителя?

Введение

Стабильный источник питания необходим для нормальной работы электрической системы.За исключением использования солнечных элементов или химических батарей в некоторых особых случаях, постоянный ток большинства цепей преобразуется из переменного тока сети. Мостовой выпрямитель обычно используется для преобразования переменного тока в постоянный, что является наиболее часто используемой схемой, в которой для выпрямления используется однонаправленная проводимость диодов. Существует много типов мостовых выпрямителей: плоские, круглые, квадратные, скамейчатые (втычные и SMD ) и т. д., имеющие конструкции GPP и O/J.Максимальный выпрямленный ток находится в диапазоне от 0,5 А до 100 А, а максимальное обратное пиковое напряжение — в диапазоне от 50 В до 1600 В.

Что такое мостовой выпрямитель?

Каталог


Ⅰ Диодная схема мостового выпрямителя

В мостовом выпрямителе используются четыре полупроводниковых диода , соединенных попарно. Когда включается положительная половина входной синусоиды , включаются две лампы, и получается положительный выходной сигнал; наоборот, когда на вход подается отрицательная половина синусоиды, включаются две другие лампы.Поскольку две лампы соединены в обратном порядке, на выходе по-прежнему остается положительная часть синусоиды. Кроме того, эффективность использования входной синусоиды мостовым выпрямителем в два раза выше, чем у однополупериодного выпрямителя.
Стек выпрямительного моста обычно используется в схеме двухполупериодного выпрямителя и делится на полный мост и полумост. Полный мост состоит из 4 выпрямительных диодов, соединенных по схеме мостового двухполупериодного выпрямителя и упакованных как единое целое.Полумост предназначен для герметизации половины двух диодных мостовых выпрямителей вместе. Два полумоста могут образовывать схему мостового выпрямителя, а полумост также может образовывать схему двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом трансформатора. При выборе выпрямительного моста необходимо тщательно учитывать схему выпрямителя и рабочее напряжение.
Прямой ток полного моста имеет различные характеристики, такие как 0,5 А, 1 А, 1,5 А, 2 А, 2,5 А, 3 А, 5 А, 10 А, 20 А, 35 А, 50 А и т. д. Выдерживаемое напряжение (самое высокое обратное напряжение) составляет 25В, 50В, 100В, 200В, 300В, 400В, 500В, 600В, 800В, 1000В и т.д.
В этой главе выпрямительный диод рассматривается как идеальный компонент , то есть его прямое сопротивление проводимости считается равным нулю, а обратное сопротивление бесконечно, из-за удобства анализа схемы выпрямителя . Однако в практических приложениях следует учитывать, что диод имеет внутреннее сопротивление, и выходная амплитуда сигнала, полученного после выпрямления, уменьшится на 0,6~1В. Когда входное напряжение схемы выпрямителя велико, этой частью падения напряжения можно пренебречь.Наоборот, если входное напряжение мало, например, если вход составляет 3 В, выход составляет всего 2 В, и необходимо учитывать влияние прямого падения напряжения на диоде.

Направление тока в цепи мостового выпрямителя

Рисунок 1.

В положительном полупериоде u2 D1 и D3 включаются, D2 и D4 выключаются, и ток возвращается от верхнего конца вторичной обмотки TR к нижнему концу через D1→RL→D3 и на нагрузке RL получается однополупериодное выпрямленное напряжение.
В отрицательный полупериод u2 D1 и D3 выключены, D2 и D4 включены, и ток возвращается от нижнего конца вторичной обмотки Tr к верхнему концу вторичной обмотки Tr через D2→RL→D4 , и другая полуволна выпрямленного напряжения получается на нагрузке RL.

 

Ⅱ Особенности схемы мостового выпрямителя

(1) Используемое выпрямительное устройство в два раза больше двухполупериодного выпрямления.
(2) Направление изменения импульса выпрямленного напряжения такое же, как и при двухполупериодном выпрямлении.
(3) Обратное напряжение, которое выдерживает каждое устройство, является пиковым значением напряжения источника питания.
(4) Коэффициент использования трансформатора выше, чем у схемы двухполупериодного выпрямителя.

 

Ⅲ Сравнение однофазного выпрямления с трехфазным выпрямлением

3.1 Схема однофазного мостового выпрямителя

Рисунок 2.

Схема однофазного мостового выпрямителя состоит из четырех диодов, соединенных в виде моста.Недостаток его в том, что он использует только полпериода питания, и при этом выпрямительное напряжение имеет большую пульсацию.
На приведенном выше рисунке 2 (а) показано направление тока в схеме однофазного мостового выпрямителя. Сплошная стрелка указывает на ситуацию, когда источник питания переменного тока находится в положительном полупериоде, а пунктирная стрелка указывает на ситуацию, когда источник питания переменного тока находится в отрицательном полупериоде.
Видно, что четыре диода разделены на две части: положительный полупериод и отрицательный полупериод.Однако направление тока на нагрузке не меняется. Это двухполупериодное выпрямление. Кроме того, схема однофазного мостового выпрямителя может быть реализована на практике с помощью интегрального устройства « мостовой пакет ».
На рис. 3. показана диаграмма формы сигнала однофазной мостовой выпрямительной схемы. По диаграмме среднее напряжение составляет: Uo ≈ 0,9U2 (где U2 — действующее значение выходного напряжения вторичной обмотки трансформатора).

Рис. 3.Форма волны (однофазная)

3.2 Схема трехфазного мостового выпрямителя

Рисунок 4.

Схема трехфазного мостового выпрямителя разработана на основе схемы неуправляемого однополупериодного выпрямителя, которая по существу представляет собой последовательное соединение набора общего катода и набора общего анода с тремя полупроводниковыми диодами.
Кроме того, трехфазная мостовая схема должна иметь два тиристора, включенных одновременно, один в области общего катода, а другой в области общего анода, чтобы образовать петлю.

Закон анализа цепей
Диод с самым высоким анодным потенциалом в группе с общим катодом включен.
Диод с самым низким потенциалом катода в группе с общим анодом включен.

Примеры анализа цепей
Рис. 5. t1 ~ t2

В группе с общим катодом потенциал в точке U самый высокий, и V1 включен.
В группе с общим анодом потенциал в точке V самый низкий, а V4 включен.
Напряжение на нагрузке равно линейному напряжению Uuv.

 

Рисунок 6. t2~t3

В группе с общим катодом потенциал в точке U самый высокий, и V1 включен.
В группе с общим анодом потенциал в точке W самый низкий, и включается V6.
Напряжение на нагрузке равно линейному напряжению Uuw.

 

Рисунок 7. t3~t4

В группе с общим катодом потенциал в точке В самый высокий, а В3 включен.
В группе с общим анодом потенциал в точке Вт самый низкий, а В6 включен.
Напряжение на нагрузке равно линейному напряжению Uvw .

Летний
В двухполупериодном цикле его можно разделить на 6 интервалов, каждый из которых запитан парой фазных проводов на нагрузку.
В полноволновом цикле каждый диод включен на одну треть времени (угол проводимости 120°).
В течение 6 периодов цикла напряжение нагрузки можно рассматривать как периодическое изменение.

 

Ⅳ Роль мостового выпрямления

1. Преобразование переменного тока, вырабатываемого генератором переменного тока, в постоянный ток для питания электрооборудования и зарядки аккумулятора.
2. Ограничьте обратный ток батареи к генератору, чтобы защитить генератор от перегорания обратным током.

Рисунок 8. Блок-схема мостового выпрямителя переменного тока в постоянный

Ⅴ Схема подключения мостового выпрямителя

Схема мостового выпрямителя устраняет недостатки, заключающиеся в том, что схема двухполупериодного выпрямителя требует, чтобы вторичная обмотка трансформатора имела центральный ответвитель, а диод выдерживал большой обратный ток. напряжения, но используются два диода.При бурном развитии полупроводниковых приборов и низкой стоимости сегодня этот недостаток не является очевидным, поэтому схемы мостовых выпрямителей получили широкое распространение на практике.
Следует отметить, что диод в качестве компонента выпрямителя следует выбирать в соответствии с различными методами выпрямления и значениями нагрузки. При неправильном выборе вы не сможете безопасно работать или даже сожжете трубу, что приведет к отходам.

Рисунок 9. Принципиальная схема схемы мостового выпрямителя

Схема мостового выпрямителя также может рассматриваться как разновидность схемы двухполупериодного выпрямителя.Трансформатор подключается к четырем диодам в соответствии со способом, показанным на рис. 9. D1~D4 — это четыре одинаковых выпрямительных диода, соединенных в виде моста, поэтому они называются схемами мостового выпрямления. Используя направляющую функцию диода, вторичный выход может быть направлен на нагрузку даже в отрицательный полупериод. Из рисунка видно, что D1 и D2 проводят ток через RL сверху вниз в течение положительного полупериода, а D3 и D4 проводят ток через RL сверху вниз в течение отрицательного полупериода.В этой структуре, если на выходе одинаковое постоянное напряжение, вторичной обмотке трансформатора требуется только половина обмотки по сравнению с двухполупериодным выпрямлением. Однако, если необходимо выводить такое же количество тока, диаметр обмотки следует соответственно увеличить.
Поскольку выходное напряжение схемы выпрямителя содержит более крупные пульсирующие составляющие. С другой стороны, чтобы максимально уменьшить пульсационную составляющую, необходимо максимально сохранить постоянную составляющую, чтобы выходное напряжение было близким к идеальному постоянному.Эта мера является фильтрующей. Фильтрация обычно достигается за счет накопления энергии конденсаторами или катушками индуктивности.

Рисунок 10. Схема мостового выпрямителя с конденсатором

В этой экспериментальной схеме используется конденсаторная фильтрация, то есть конденсатор фильтра С включен параллельно сопротивлению нагрузки RL. Схема показана на рисунке 11, а отфильтрованный сигнал показан на рисунке ниже.


Рис. 11. Форма сигнала двухполупериодного выпрямительного фильтра

Постоянная составляющая двухполупериодного выпрямленного выходного напряжения (по сравнению с полупериодным) увеличена, а пульсации уменьшены, но в трансформаторе нужен отвод по центру, что хлопотно в изготовлении, а выпрямительный диод должен выдерживать высокое обратное напряжение, поэтому обычно подходит для низкого выходного напряжения.

Рис. 12. Форма сигнала фильтра однополупериодного выпрямления

Однополупериодное выпрямление является наиболее часто используемой схемой, в которой для выпрямления используется однонаправленная проводимость диода.

 

Ⅵ Разница между схемой мостового выпрямителя и двухполупериодного выпрямителя

1) Не требуется центральный отвод на вторичной стороне трансформатора схемы мостового выпрямителя, но используйте еще 2 выпрямительных диода.
2) В схеме двухполупериодного выпрямителя используется менее 2 выпрямительных диодов, но вторичная обмотка трансформатора должна иметь отвод от середины.
3) Выдерживаемое обратное напряжение выпрямительного диода, используемого в схеме двухполупериодного выпрямителя, в два раза больше, чем у мостового выпрямителя.
4) Выпрямление и двухполупериодное выпрямление имеют разные требования к количеству вторичных трансформаторов. Для первого требуется только 1 комплект катушек, а для второго — 2 комплекта.
5) Выпрямление и двухполупериодное выпрямление имеют разные требования к вторичному току трансформатора, первое в два раза больше второго.

 

Часто задаваемые вопросы о цепи мостового выпрямителя

1.Что делает мостовой выпрямитель?
Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодное выпрямление от двухпроводного входа переменного тока, что обеспечивает меньшую стоимость и вес по сравнению с выпрямителем с трехпроводным входом от трансформатора с вторичной обмоткой с отводом от середины. … Диоды также используются в мостовых топологиях вместе с конденсаторами в качестве умножителей напряжения.

 

2. Как мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный? Мостовые выпрямители
преобразуют переменный ток в постоянный с помощью системы диодов, изготовленных из полупроводникового материала, либо по методу полуволн, который выпрямляет одно направление сигнала переменного тока, либо по методу полной волны, который выпрямляет входной переменный ток в обоих направлениях.

 

3. Что произойдет, если мостовой выпрямитель выйдет из строя?
Без сглаживания конденсатора, когда 1 диод в мостовом выпрямителе выходит из строя, снижается как напряжение, так и ток. При сглаживании конденсатора, когда 1 диод в мостовом выпрямителе выходит из строя, напряжение остается довольно постоянным, но ток увеличивается.

 

4. Почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе?
Мостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов, обеспечивает двухполупериодное выпрямление без необходимости использования трансформатора с отводом от середины.Мостовой выпрямитель представляет собой электронный компонент, который широко используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления и, возможно, является наиболее широко используемой схемой для этого приложения.

 

5. Почему мостовой выпрямитель предпочтительнее, чем двухполупериодный?
Мостовой выпрямитель приводится в действие одной обмоткой, по которой протекает ток в обоих циклах под нагрузкой. … Полная волна лучше, чем мост, еще в одном аспекте, т. Е. Выходное постоянное напряжение немного выше, чем у моста. Это связано с тем, что он имеет только 1 диодный переход от переменного тока к постоянному.

Альтернативные модели

Часть Сравнить Производители Категория Описание
Произв.Номер детали: 34.3123 Сравните: Текущая часть Производитель: Schurter Категория: Предохранители Описание: Картриджные предохранители FST 5×20, 4 А, 250 В переменного тока, с задержкой срабатывания T, несбрасываемый предохранитель
ПроизводительНомер детали: 0034.3123 Сравните: 34.3123 VS 0034.3123 Производитель: Schurter Категория: Термовыключатели/выключатели/предохранители Описание: ШУРТЕР 0034.3123 Предохранитель, картридж, серия FST, 4 А, 250 В, 5 мм x 20 мм, 0,2 дюйма x 0,79 дюйма, 40 А
Изготовитель Деталь №:0034.3123.G Сравните: 34.3123 ВС 0034.3123.Г Производитель: Schurter Категория: Предохранители Описание: Миниатюрный предохранитель 4A 250V Slow Blow 2Pin Держатель картриджа Bulk
ПроизводительДеталь №: 312-3 Сравните: 34.3123 ВС 312-3 Производитель: Schurter Категория: Описание: Электрический предохранитель,

Эксперименты с выпрямителем и диодным мостом для научных лабораторий и научных выставок


Определения

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, в основном состоящее из диодов, которое преобразует переменный ток в постоянный ток или, по крайней мере, в ток только с положительным значением, процесс, известный как выпрямление .

Диодный мост или мостовой выпрямитель представляет собой схему из четырех диодов, соединенных по мостовой схеме, которая обеспечивает одинаковую полярность выходного напряжения для любой полярности входного напряжения.

Интересующие темы

См. также Диоды

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный ток или, по крайней мере, в ток только с положительным значением, процесс, известный как выпрямление .Выпрямители используются как компоненты источников питания и как детекторы радиосигналов. Выпрямители могут состоять из твердотельных диодов, ламповых диодов, ртутных дуговых вентилей и других компонентов.

Схема, выполняющая противоположную функцию (преобразование постоянного тока в переменный), называется инвертором.

Когда для выпрямления переменного тока используется только один диод (путем блокировки отрицательной или положительной части формы волны), разница между термином диод и термином выпрямитель заключается лишь в использовании, т.е.е. термин выпрямитель описывает диод который используется для преобразования переменного тока в постоянный. Почти все выпрямители содержат несколько диодов в определенном расположении для более эффективного преобразование переменного тока в постоянный, чем это возможно только с одним диодом. Перед были использованы разработки кремниевых полупроводниковых выпрямителей, ламповых диодов и выпрямительных блоков из оксида меди (I) или селена.

Ранние радиоприемники, называемые кристаллическими радиоприемниками, использовали «кошачий ус» из тонкой проволоки, прижимающейся к кристаллу галенита (сульфида свинца), который служил точечным выпрямителем или «кристаллическим детектором».В системах газового отопления пламенное выпрямление можно использовать для обнаружения пламени. Два металлических электрода во внешнем слое пламени обеспечивают путь тока и выпрямление приложенного переменное напряжение, но только при наличии пламени.

Однополупериодное выпрямление

Однополупериодный выпрямитель является частным случаем клипера. При однополупериодном выпрямлении либо положительная, либо отрицательная половина Волна переменного тока проходит легко, а другая половина блокируется в зависимости от полярность выпрямителя.Потому что только половина ввода сигнал достигает выхода, он очень неэффективен, если используется для питания передача. Однополупериодное выпрямление может быть достигнуто с помощью одного диода при однофазном питании.

Двухполупериодное выпрямление

Двухполупериодное выпрямление преобразует обе полярности входа формы волны в постоянный ток (постоянный ток) и более эффективен. Однако в схема с нецентральным отводом трансформаторе требуется четыре диода вместо одного необходимого для полуволновое выпрямление.Это связано с тем, что для каждой выходной полярности требуется по два выпрямителя каждый, например, один, когда клемма переменного тока «X» положительный и один, когда клемма переменного тока «Y» положительна. Другой округ Колумбия на выходе требуется точно такое же, в результате чего получается четыре отдельных переходы (См. полупроводники, диоды). Четыре выпрямителя, расположенные таким образом, называются диодным мостом или мостовым выпрямителем:

Двухполупериодный выпрямитель преобразует всю форму входного сигнала в один постоянной полярности (положительной или отрицательной) на его выходе путем инвертирование отрицательных (или положительных) частей переменного текущая форма волны.Таким образом, положительные (или отрицательные) части объединяются с перевернутые отрицательные (или положительные) части для получения полностью положительная (или отрицательная) форма напряжения/тока.

Пиковые потери

Одним из аспектов большинства выпрямлений является потеря от пикового входного напряжения до пикового выходного напряжения, вызванная пороговым напряжением диодов (около 0,7 В для обычных кремниевых диодов с p-n-переходом и 0,1 В для диодов Шоттки). Полуволновое выпрямление и двухполупериодное выпрямление с использованием двух отдельных вторичные цепи будут иметь пиковое падение напряжения на одно падение на диоде.Мост выпрямление будет иметь потерю двух диодных капель. Это может представлять значительные потери мощности в источниках питания с очень низким напряжением. В дополнение диоды не будут проводить ниже этого напряжения, поэтому схема только прохождение тока в течение части каждого полупериода, вызывая короткое замыкание сегменты нулевого напряжения должны появиться между каждым «горбом».

Сглаживание выхода выпрямителя

Хотя однополупериодного и двухполупериодного выпрямления достаточно, чтобы Выход постоянного тока, ни один из них не производит постоянного напряжения постоянного тока.Для производства устойчивый постоянный ток от выпрямленного источника переменного тока, сглаживающая схема, иногда называется фильтром. В простейшей форме это может быть то, что известно как накопительный конденсатор, конденсатор фильтра или сглаживающий конденсатор, размещенный на выходе постоянного тока выпрямителя. По-прежнему будет оставаться некоторое количество пульсаций напряжения переменного тока, где напряжение не полностью сглажено.

Размер конденсатора представляет собой компромисс. Для заданной нагрузки, больший конденсатор уменьшит пульсации, но будет стоить дороже и создаст более высокие пиковые токи во вторичной обмотке трансформатора и в питании кормить его.В экстремальных случаях, когда много выпрямителей нагружены на цепь распределения питания, это может оказаться трудным для питания орган распределения для поддержания правильной формы синусоидальной кривая напряжения.

Для заданной допустимой пульсации необходимая емкость конденсатора составляет пропорциональна току нагрузки и обратно пропорциональна частота питания и количество выходных пиков выпрямителя на входной цикл. Ток нагрузки и частота питания, как правило, вне контроля проектировщика выпрямительной системы, но количество пиков за входной цикл может зависеть от выбора конструкция выпрямителя.

Однополупериодный выпрямитель дает только один пик за цикл, и для этого и по другим причинам используется только в очень маленьких источниках питания. Полный волновой выпрямитель достигает двух пиков за цикл, и это лучшее, что можно сделать с однофазным вводом. Для трехфазных входов трехфазный мост даст шесть пиков за цикл и даже больше количество пиков может быть достигнуто с помощью трансформаторных сетей, размещенных перед выпрямителем для преобразования в фазу более высокого порядка.

Для дальнейшего уменьшения этих пульсаций можно использовать входной конденсаторный фильтр.Это дополняет накопительный конденсатор дросселем и вторым конденсатором фильтра, так что можно получить более стабильный выход постоянного тока на выводах конденсатора фильтра. Дроссель имеет высокое сопротивление пульсирующему току.

Если нагрузка постоянного тока очень требовательна к плавному напряжению питания, регулятор напряжения будет использоваться либо вместо, либо в дополнение к конденсаторному входу фильтр, как для удаления последней пульсации, так и для борьбы с изменения характеристик питания и нагрузки.

Выпрямители с удвоением напряжения

Простой однополупериодный выпрямитель может быть построен в двух версиях с диод направлен в противоположные стороны, одна версия подключает отрицательная клемма выхода напрямую к источнику переменного тока, а другой соединяет положительную клемму выхода напрямую с источником переменного тока. возможно сочетание обоих этих методов с отдельным сглаживанием вывода. чтобы получить выходное напряжение, почти вдвое превышающее пиковое входное напряжение переменного тока. Это также обеспечивает отвод посередине, который позволяет использовать такой схема как раздельное питание.

Вариантом этого является использование двух последовательно соединенных конденсаторов для выхода. сглаживание на мостовом выпрямителе, затем поместите переключатель между средней точки этих конденсаторов и одной из входных клемм переменного тока. С переключатель, размыкающий эту цепь, будет действовать как обычный мостовой выпрямитель. с закрытым он будет действовать как выпрямитель с удвоением напряжения. В других словами, это позволяет легко получить напряжение примерно 320 В (+/- около 15%) постоянного тока от любой сети в мире, затем ее можно запитать в относительно простой импульсный источник питания.

приложений

Основным применением выпрямителей является получение полезной мощности постоянного тока. от сети переменного тока. Практически вся электроника, кроме простого мотора Цепи, такие как вентиляторы, требуют источника постоянного тока, но питание от сети переменного тока, поэтому выпрямители находят применение в источниках питания практически всех электронное оборудование.

Преобразование постоянного напряжения с одного уровня на другой — это гораздо больше. сложно. Один из методов такого преобразования постоянного тока в постоянный состоит в том, чтобы сначала преобразовать к переменному току (с помощью устройства, называемого инвертором), затем используйте трансформатор для изменения напряжения и, наконец, выпрямляйте его обратно в постоянный ток.

Выпрямители

также находят применение для обнаружения амплитудно-модулированных радиосигналы. Сигнал может усиливаться или не усиливаться до обнаружения но если он не усилен, необходимо использовать диод с очень низким падением напряжения. Когда использование выпрямителя для демодуляции конденсатора и сопротивления нагрузки должны быть тщательно согласованы. Слишком низкая емкость приведет к высокочастотная несущая, проходящая на выход и слишком высокая, приведет к в конденсаторе просто заряжается и остается заряженным.

Выпрямители

также используются для подачи поляризованного напряжения при сварке.В таких схемах требуется контроль выходного тока, что иногда достигается заменой некоторых диодов в мостовом выпрямителе тиристорами, выходное напряжение которых можно регулировать с помощью фазовых регуляторов.

Мощное выпрямление

Вакуумные лампы, выпрямительные блоки на основе оксидов металлов и полупроводниковые диоды полезны в диапазоне от миллиампер до нескольких тысяч ампер тока в одном устройстве.

Были разработаны и реализованы интересные электромеханические решения. использовались до появления электронных устройств.Например, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный в электровозах, синхронный выпрямитель может быть использовано. Он состоит из синхронного двигателя, приводящего в движение набор электрические контакты повышенной прочности. Двигатель вращается в такт с переменным током частоты и периодически меняет местами подключения к нагрузке только когда синусоидальный ток проходит через ноль. Контакты не должны переключать большой ток, но они должны иметь возможность проводить большой ток для питания тяговых двигателей постоянного тока локомотива.В прошлом вибраторы, используемые в источниках питания постоянного тока от батареи, часто содержали второй набор контактов, которые выполняли синхронное механическое выпрямление повышенного напряжения.

В последние годы были разработаны полупроводниковые синхронные выпрямители; с использованием МОП-транзистора транзисторы, они также могут выпрямлять с очень малым падением прямого напряжения и имеют дополнительное преимущество, заключающееся в возможности переключения в очень высокие скорости. В настоящее время широко используются полупроводниковые синхронные выпрямители. в тех электронных блоках питания устройства, предназначенные для очень низких выходных напряжений (где падение напряжения в обычный выпрямитель представлял бы неприемлемую часть общее выходное напряжение).

Другим типом выпрямителя, использовавшимся в высоковольтных системах электропередачи постоянного тока и промышленной обработке примерно с 1909 по 1975 год, является ртутно-дуговой выпрямитель или ртутно-дуговой вентиль. Устройство заключено в выпуклый стеклянный сосуд или большую металлическую ванну. Один электрод, катод, погружают в бассейн с жидкой ртутью на дне сосуда, а один или несколько графитовых электродов высокой чистоты, называемых анодами, подвешены над бассейном. Вспомогательных электродов может быть несколько для помощи в запуске и поддержании дуги.Когда электрическая дуга между катодной ванной и подвесными анодами поток электроны перетекают от катода к анодам через ионизированный ртути, но не наоборот. Эти устройства можно использовать при мощности мощностью в сотни киловатт, и может быть рассчитан на работу от одного до шести фазы переменного тока. Ртутные дуговые выпрямители были в значительной степени заменены кремниевыми полупроводниковыми выпрямителями с середины 1970-х годов. Большинство мощные ртутные дуговые выпрямители, когда-либо построенные, были установлены в проекте Manitoba Hydro Nelson River Bipole HVDC с общей мощностью более одного миллиона киловатт и 450 000 вольт.

Дженерал Электрик Выпрямитель «Тунгар» представлял собой электронно-ламповое устройство, заполненное аргоном. катод из вольфрамовой нити и анод из угольной кнопки. Это было полезно для зарядные устройства и аналогичные приложения с 1920-х годов до его вытеснили недорогие твердотельные выпрямители. Они были составлены до несколько сотен вольт и несколько ампер, а в некоторых размерах сильно напоминал лампу накаливания с дополнительным электродом.

Другой тип выпрямителя, мотор-генераторная установка или аналогичный вращающийся преобразователь, не является выпрямителем в строгом смысле.Здесь двигатель переменного тока механически соединен с генератором постоянного тока. Генератор постоянного тока вырабатывает в своих обмотках многофазный переменный ток, но для преобразования переменного тока в выходной постоянный ток используется коммутатор; или униполярный генератор непосредственно производит постоянный ток без необходимости в коммутаторе. Такой устройства полезны для производства тысяч ампер постоянного тока от десятков до сотен вольт.

Работа диодного моста

Диодный мост или мостовой выпрямитель представляет собой схему из четырех диодов, соединенных по мостовой схеме, что обеспечивает одинаковую полярность выходного напряжения для любой полярности входное напряжение.При использовании в его наиболее распространенном приложении, для преобразование входного переменного тока (AC) в выходной постоянный ток (DC), он известен как мостовой выпрямитель. Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодное выпрямление от двухпроводного входа переменного тока (экономия затрат на центральный ответвитель). трансформатор), но имеет два диода, а не один понижающий. КПД по сравнению с конструкцией на основе центрального ответвления при том же выходном напряжении.

Существенной особенностью этой схемы является то, что при обеих полярностях напряжения на входе моста полярность выхода постоянна.

Схема диодного моста также известна как схема Греца в честь ее изобретателя, физика Лео Греца.

Основная операция

Когда вход, подключенный к левому углу ромба, положительный по отношению к подключенному в правом углу, ток течет вправо по верхнему окрашенному пути к выходу и возвращается к входному источнику через нижний.

Когда правый угол положителен по отношению к левому углу углу, ток течет по верхнему цветному пути и возвращается к подача по нижнему цветному пути.

Переменный ток, полуволновые и двухполупериодные выпрямленные сигналы

В каждом случае верхний правый выход остается положительным относительно к правому нижнему. Поскольку это верно независимо от того, является ли вход переменным током или постоянного тока, эта схема не только производит мощность постоянного тока при подаче переменного тока мощность: она также может обеспечить то, что иногда называют «обратной полярностью». защита». То есть, он обеспечивает нормальное функционирование, когда батареи установлены в обратном направлении или проводка ввода постоянного тока «имеет свои провода пересекается» (и защищает схему, которую он питает, от повреждений, которые может произойти без этой цепи).

До появления встроенной электроники такой мост выпрямитель всегда собирался из дискретных компонентов. Примерно с 1950 г., один четырехконтактный компонент, содержащий четыре диода. подключенный в мостовой конфигурации стал стандартным коммерческим компонент и теперь доступен с различными номиналами напряжения и тока.

Сглаживание вывода

Для многих применений, особенно с однофазным переменным током, где двухполупериодный мост служит для преобразования входа переменного тока в выход постоянного тока, добавление конденсатора может быть важно, потому что мост сам по себе обеспечивает выходное напряжение фиксированная полярность, но пульсирующая величина (см. диаграмму выше).

Функция этого конденсатора, известная как «сглаживающий конденсатор» (см. также конденсатор фильтра) заключается в уменьшении колебаний (или «сглаживании») необработанного выходного напряжения. сигнал с моста. Одно из объяснений «сглаживания» состоит в том, что конденсатор обеспечивает путь с низким импедансом к компоненту переменного тока выход, уменьшая напряжение переменного тока через и ток переменного тока через, резистивная нагрузка. Говоря менее технически, любое падение выходного напряжения и ток моста имеет тенденцию компенсироваться потерей заряда в конденсатор.Этот заряд вытекает в виде дополнительного тока через нагрузка. Таким образом, изменение тока нагрузки и напряжения уменьшается относительно к тому, что произошло бы без конденсатора. Увеличение напряжения соответственно накапливать избыточный заряд в конденсаторе, тем самым замедляя изменение выходного напряжения/тока. См. также сглаживание выходного сигнала выпрямителя.

Показанная упрощенная схема имеет заслуженную репутацию быть опасным, потому что в некоторых приложениях конденсатор может сохраняют летальный заряд после отключения источника питания переменного тока.Практическая схема должна всегда включать гарантированный способ безопасного разряда конденсатора. Если нормальный load не может гарантировать выполнение этой функции, возможно, потому, что она можно отсоединить, в цепь должен быть включен так называемый прокачной резистор, подключенный как можно ближе к конденсатору. Так как спускной клапан устанавливает минимальный ток потребления, регулировку цепи, определяется как процентное изменение напряжения от минимальной до максимальной нагрузки, равно улучшенный.

Конденсатор и сопротивление нагрузки имеют типичную постоянную времени τ = R C , где C и R — емкость и сопротивление нагрузки соответственно.Пока нагрузочный резистор достаточно большой, так что эта постоянная времени намного больше чем время одного цикла пульсации, приведенная выше конфигурация будет производить хорошо сглаженное постоянное напряжение на сопротивлении нагрузки. В некоторых конструкциях, добавлен последовательный резистор на стороне нагрузки конденсатора. Затем сглаживание можно улучшить, добавив дополнительные этапы пары конденсатор-резистор, часто используемые только для подпитки критических схемы с высоким коэффициентом усиления, которые имеют тенденцию быть чувствительными к шуму напряжения питания.

Идеализированные формы сигналов, показанные выше, видны как для напряжения, так и для ток, когда нагрузка на мост резистивная.Когда нагрузка включает сглаживающий конденсатор, как по напряжению, так и по току формы волны будут сильно изменены. Пока напряжение сглажено, т.к. описанному выше, ток будет течь через мост только во время время, когда входное напряжение больше, чем напряжение конденсатора. За например, если нагрузка потребляет средний ток n ампер, а диоды проводят в течение 10% времени, средний ток диода в течение проводимость должна быть 10н Ампер. Этот несинусоидальный ток приводит к гармонические искажения и плохой коэффициент мощности в сети переменного тока.

В практической схеме, когда конденсатор напрямую подключен к выход моста, диоды моста должны иметь такой размер, чтобы выдерживать скачок тока, возникающий при включении питания в пике напряжения переменного тока и конденсатор полностью разряжен. Иногда небольшой последовательный резистор включен перед конденсатором, чтобы ограничить это Текущий.

Выход также можно сгладить с помощью дросселя, катушки с проводником, заключенной в железный каркас (аналогично трансформатору). в разработке).Это имеет тенденцию поддерживать текущий (а не напряжение) постоянное. Из-за относительно высокой стоимости эффективного дроссель по сравнению с резистором и конденсатором это не используется в современное оборудование. Некоторые ранние консольные радиоприемники создавали постоянное поле с током от высоковольтной («В+») мощности подача, которая затем направлялась в потребляющие цепи, а не использование постоянного магнита для создания постоянного магнита динамика поле. Таким образом, катушка возбуждения динамика действовала как дроссель.

Источник: Википедия (весь текст доступен на условиях лицензии GNU Free Documentation License и лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike.)

.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.