Напряжение на выходе диодного моста: Диодный мост, как его проверить

Содержание

Диодный мост, как его проверить

Диодный мост — электрическое устройство, предназначенное для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий (постоянный).

Диодный мост или, как его ещё называют, выпрямитель нужен для преобразования переменного тока в постоянный. Его используют везде, где нужно получить питание постоянным напряжением независимо от мощности прибора, потребляемого тока или величины напряжения.

Устройство

Для выпрямления однофазного напряжения используют схему Гретца из четырёх диодов. Если в схеме стоит трансформатор с отводом от средней точки используют схему из двух диодов.

Мостом называется именно включение четырёх диодов.

Диодный мост может быть выполнен в одном корпусе, а может быть из дискретных диодов, то есть отдельных. Входом диодного моста называют точки подключения переменного напряжения, а выходом — точки с которых снимают постоянное.


Переменное напряжение подают в точки, в которых соединены анод с катодом диодов. На выходе получают плюс и минус, при этом с точки соединения катодов снимают положительный полюс, т.е. плюс питания, а точка соединения анодов является минусом.

На приведенном рисунке изображена схема диодного моста, где мест подключения переменного напряжения обозначены «AC ~», а выход постоянного «+» и «-«.

Некоторые новички наивно предполагают, исходя из принципа обратимости электрических машин, что подав постоянку на мост на оставшихся контактах они получат переменку. Это не так, это не электрическая машина и здесь нужен преобразователь.

На современных диодных мостах контакты помечены также: вход переменки «AC» или «~», а выход по стоянки «+» и «-«. Совместим схему с изображением реального моста, чтобы разобраться, как это выглядит на практике.

Где устанавливают

Диодный мост обычно установлен на входе цепи питания, если выпрямляется сетевое напряжение 220В, такое решение применяется в импульсных блоках питания, в том числе компьютерного блока питания, устройство которого было рассмотрено в одной, из ранее выложенных на сайте . Либо во вторичной обмотке трансформатора, такое включение применяется в обычных блоках питания, например маломощной магнитолы для дома или старого телевизора.

В современных блоках питания чаще используются импульсные схемы, в них диодный мост выпрямляет именно сетевое напряжение, а трансформатором управляют полупроводниковые ключи (транзисторы).

Будьте осторожны:

Если диодный мост стоит на входе по линии 220В, то на его выходе пульсирующее или сглаженное (если есть фильтрующий конденсатор) постоянное по знаку напряжение амплитудой в 310В. В любом случае выпрямленное напряжение увеличивается, относительно переменного.

Тоже касается и остаточного заряда фильтрующих электролитических конденсаторов, они могут биться током, даже когда питание на плату блока питания не подаётся. Их нужно предварительно разряжать лампой накаливания или резистором.

Не стоит разряжать емкость закорачиванием железным инструментом: вас может ударить током, вы можете повредить конденсаторы или дорожки платы.

Приступим к проверке диодного моста

Я буду рассуждать на примере типовой ситуации. Есть нерабочее устройство и его нужно отремонтировать.

Вы решили отремонтировать устройство, при разборке увидели на плате перегоревший предохранитель, защитный резистор или дорожку на печатной плате.

После замены сгоревшего элемента и восстановления дорожки не спешите включать. Начинающие электронщики любят делать «жучки» вместо предохранителя, тогда, тем более, нельзя включать плату.

Если предохранитель вышел из строя не случайно, а из-за проблем на плате блока питания вы получите повторное перегорание предохранителя. А если вместо него поставили жучек, то это включение сопроводить зрелищный фейерверк, возможное повреждение провода или розетки, выбитые пробки и автоматы.

Если пробит диодный мост, то после предохранителя на плате будет КЗ. Чтобы проверить диодный мост на пробой без мультиметра пользуйтесь проверенным способом: подключайте сомнительные блоки пиатния, через лампу накаливания на 40-100 Вт 220В. Она выполнит роль ограничителя тока и плата не повредится, и предохранитель не перегорит. Лампу подключают в разрыв одного из питающих кабелей 220В.

сли диодный мост пробит — лампа засветится в полный накал.

Это достаточно приблизительный способ диагностики диодного моста без мультиметра. Лампа может засветиться и при исправном мосте, если КЗ находится в схеме после него. Проверить диодный мост на обрыв без мультиметра можно и с помощью индикаторной отвёртки, на его выходе, как уже было сказано, должно быть высокое напряжение, если он установлен на линии 220В, неоновый индикатор в отвёртке должен засветиться.

Проверка диодного моста мультиметром

Любую деталь в электрической схеме нужно выпаивать перед её проверкой и прозвонкой. Можно, конечно, проверить и на плате, но есть вероятность получить ложные результаты измерений.

Также если вы будете прозванивать мост со стороны дорожек и контактных площадок на плате, есть вероятность отсутствия электрического контакта при визуально нормальной пайке. В тоже время, если диодный мост собран на плате из отдельных диодов, его зачастую удобно проверять, не выпаивая из плат, с её лицевой стороны. В таком случае вы получаете удобный доступ к металлическим ножкам диода.

Вам понадобится любой цифровой мультиметр, например самый дешёвый и распространенный типа dt-830. Включите режим прозвонки диодов, вы его можете найти по пиктограмме с условным его обозначением.

Часто этот режим совмещён с режимом звуковой прозвонки. Любая прозвонка и большинство омметров состоит из пары щупов, один из которых является плюсом, а второй — минусом. На мультиметра чаще всего красный щуп принимается за плюс, а чёрный за минус.

Как известно — диод проводит ток в одну сторону. При этом протекание тока возможно только при подключении положительного щупа (плюса) к аноду, а отрицательного к катоду. Тогда при проверке мультиметром в этом режиме силового кремниевого диода на дисплее отображаются цифры в диапазоне 500…700.

Это количество милливольт, которое падает на pn-переходе.

Если вы увидели эти значения — диод уже наполовину исправен. Если цифры большие или у левой стороны экрана появилась единица и больше ничего — диод в обрыве. Если сработала звуковая прозвонка или на экране около 0 — диод пробит.

Теперь нужно определить, не проходит ли ток в обратном направлении. Для этого меняем щупы местами, на экране либо должно быть значение много больше 1000, порядка 1500, либо единица у левой стороны экрана — так обозначается большое значение, выходящее за пределы измерений. Если значения маленькие — диод неисправен, он пробит.

Если оба замера совпали с описанными — с диодом все в порядке.

Таким образом проверяют диодный мост из отдельных диодов.

У диодов Шоттки падение напряжения от 0.3В, то есть при проверке на экране мультиметра высветится цифра порядка 300-500.

Если поменять щупы местами – красный на катод, а черный на анод, на экране будет либо единица, либо значение более 1000 (порядка 1500). Такие измерения говорят о том, что диод исправен, если в одном из направлений измерения отличаются, значит, диод неисправен. Например, сработала прозвонка – диод пробит, в обоих направлениях высокие значения (как при обратном включении) – диод оборван.

Проверка диодного моста в корпусе мультиметром

Я начал статью с описания точек, куда подключается переменка и откуда снимается постоянка неспроста. Это поможет при его проверке, давайте разберемся!

Сразу оговорюсь, что черный щуп вставлен в разъём «COM» на мультиметре.

Ставим черный щуп мультиметра на контакт, помеченный как «+», а красным попеременно касаемся контактов «~» к которым подключают переменное напряжение по очереди. В обоих случаях на экране вы должны увидеть падение напряжения на прямовключенном pn-переходе, т.е. цифры около 600, если диод исправен. Поменяв щупы местами, если выпрямитель исправен, вы увидите большие значения или единицу.

На некоторых мультиметрах вместо единицы используют символы 0L.

Проверяем вторую пару диодов. Для этого красный щуп ставим на вывод «-» диодного моста, а красным по очереди касаемся выводов «~», вы должны увидеть на экране мультиметра значения прямого падения — около 600 при касании любого из контактов со знаком «~» (AC). Меняем щупы местами — на экране больше значения или бесконечность. Если что-то отличается, то диодный мост нужно заменить.

Быстрая проверка диодного моста

Иногда возникает необходимость экспресс проверки диодного моста, это можно сделать тремя касаниями щупов мультиметра к мосту. Можно проводить её не выпаивая мост из платы.

Первое положение щупов: ставим оба щупа между выводами для подключения переменного напряжения (на вход) «~». Если диодный мост пробит — сработает прозвонка, а если её нет, то на экране мультиметра значения устремятся к нулю.

Второе положение щупов: красный щуп ставим на вывод со знаком «-«, а черный на вывод со знаком «+», если диоды исправны — на экране мультиметра будут цифры в двое больше прямого падения на диоде, то есть 1200-1400 мВ. Если на экране около 600 — значит один диод пробит, и вы видите падение напряжения на одном оставшемся.

На рисунке ниже вы видите, как течет ток при такой проверке подумайте, почему получаются такие результаты.

Однако если один из диодов в обрыве ток потечет по уцелевшей ветви и на экране будут условно-исправные значения.

Третье положение щупов — красный щуп на вывод со знаком «-«, а черный на вывод со знаком «+», тогда на экране мультиметра будут такие же результаты как при проверке диода подключенного в обратном направлении (бесконечность). Если сработала прозвонка или на экране маленькие значения (от нуля до сотен) – значит, мост пробит.

Такая проверка эффективна, но не даст такой достоверности как описанная в предыдущем пункте статьи. Если устройство все равно не работает и на выходе диодного моста отсутствует напряжение, то выпаяйте мост и повторно проверьте его. 

Проверка другими средствами

Если у вас нет мультиметра, но у вас есть советский тестер или, как его еще называют «цешка» или какой-нибудь Омметр с пределом измерения до десятка кОм можно использовать и эти стрелочные приборы.

Логика проверки такая же самая, только в прямом включении стрелка будет указывать низкие сопротивления, а в обратном включении диода — высокое.

Если у вас и этого нет — вам поможет любая батарейка или несколько батареек с выходным напряжением больше пары вольт и лампочка накаливания (можно и светодиодом и кроной, батарейкой на 9В). Взгляните на картинку, и вам все станет ясно.

Заключение

Проверка диодного моста — базовый навык для тех, кто занимается ремонтом радиоэлектронной аппаратуры и электроприборов и для тех, кто хочет этому научиться. Для этого нужен минимальный набор инструментов, но хорошие понимание не только способа проверки, а и самой логики работы моста.

Использование мультиметра, цешки или прозвонки не меняет конечного результата при правильном проведении измерений. Однако на моей практике случалось так, что прибор показывал исправность диодного моста, а в реальности он не работал.

Возможно он «пробивался» под большим напряжением, чем на клеммах прибора, которым я проводил проверку. Поэтому самым точным способом «посмотреть» процессы, происходящие в схеме — это осциллограф.

В автоэлектрике, например по одной только осциллограмме напряжения в линии можно определить исправность диодного моста генератора, причем специалист может даже определить, что конкретно произошло — пробой или обрыв.

Ранее ЭлектроВести писали, что команда ученых из Херсона построила уникальный плавучий ветрогенератор мощностью 10 кВт-ч.

По материалам: electrik.info.

Как проверить диодный мост или диод



Во многих приборах которые работают от сетевого напряжения, присутствует диодный мост.
Почти вся электроника начиная с светодиодной лампочки и заканчивая телевизором и компьютером — все устройства имеют диодный мост в том или ином виде.

Диодный мост, или по другому выпрямитель, необходим для преобразования переменного тока сетевого напряжения в постоянный ток, которым питается вся электроника и преобразователи напряжения различных устройств различной мощности и величины напряжения.
Такие электронные элементы как диодные мосты, очень часто выходят из строя при какой то поломке в схеме, за собой выводя из строя и предохранитель если он есть.

Но как проверить диодный мост чтоб понять следует ли его заменить? Есть несколько способов, давайте рассмотрим некоторые.

Диодные мосты, в схеме, зачастую бывают в двух исполнениях, это может быть диодная сборка в корпусе, а может и состоять из отдельных диодов смонтированных на плате устройства и соединенных между собой медными дорожками.

Диодные мосты, а вернее их сборки могут быть однофазными и трехфазными, а также полупериодными, когда например трансформатор используется с отводом от средней точки.
Но мостом можно назвать именно включение четырех диодов которые соединяются между собой параллельно-последовательным способом.
Переменка от сети подается на два места соединения катода с анодом, ну а постоянный ток снимается с мест соединения одинаковых полюсов (два катода — плюс, а два анода — минус).

Во всех блоках питания, как трансформаторных так и особенно — импульсных стоят диодные мосты, которые преобразуют переменное напряжение в постоянное.
Разница лишь в том что у импульсных блоках питания, диодная сборка стоит на входе и преобразует сразу сетевое напряжение, а у трансформаторных — после трансформатора. В обоих случаях, после диодного моста стоит конденсатор или несколько конденсаторов, что в общей системе после выпрямления поднимает напряжение на несколько вольт в трансформаторном исполнение, и несколько десятков вольт при выпрямление сетевого напряжения 220 вольт, в этом случае на конденсаторе может быть больше 300 вольт.

Как правило если устройство не работает, то смотрят сначала в блок питания и если он не выдает напряжения на своих выходах то смотрят на предохранитель.
Если предохранитель сгорел то не стоит спешить его заменять и сразу же включать устройство, просто так же он не сгорел.
Скорее всего на плате КЗ и здесь следует заметить что речь идет о импульсных блоках питания, потому как с трансформаторными БП такое редко бывает чтоб предохранитель сгорал.
При сгоревшем предохранителе, следует проверить всю первичную цепь радио элементов на пробой, но мы здесь поговорим о том как проверить диодный мост или диоды которые его представляют, потому как это самая вероятная причина поломки но следует заметить что не всегда единственная.

Так же импульсные блоки питания следует проверять и ремонтировать подключая вместо предохранителя лампочку накаливания (где то на 40 — 60 ват). Но у меня, например, есть вот такое, простое устройство выполненное в корпусе маленького пластикового щитка с автоматами разных номиналов которые выполняют роль предохранителей, и УЗО — которое защищает от поражения фазой сетевого напряжения, человека во время ремонта.

В устройстве установлено коммутирующее гнездо для подключения внешней лампочки разных мощностей. При ремонтах различных блоков питания и устройств, на практике нужно разной мощности лампочки накаливания.

Суть лампочки состоит в том что если на плате, где то на входе, есть замыкание то через плату потечет высокий ток и лампочка ярко засветится сохранив при этом не сгоревшие еще элементы.
Но если блок питания исправен то лампочка при включение может слегка вспыхнуть, продемонстрировав заряд конденсатора что стоит после диодного моста, и лампочка должна погаснуть.

Но следует помнить что при нагрузке блока питания на мощность выше мощности лампочки, блок питания будет ограничен мощностью лампочки, а сама лампочка будет ярко светится, поэтому для диагностики необходимо иметь несколько лампочек разного номинала, на 25, 60, 100, 150 ватт

Теперь вернемся к наиболее частой, возможно косвенной причине поломок большинства устройств с импульсными блоками питания — к диодному мосту.
Как же проверить исправен ли он и не подлежит ли замене на новый?

Как проверить диодный мост


Радиоэлементы можно проверять прямо на плате не выпаивая, с диодным мостом можно так же, пусть этот метод будет не точным но быстрым.

Такой экспресс метод проверки дает возможность узнать что диодный мост неисправен если он точно не исправен, но если диоды подгорели или не полностью пробиты то лучше все таки выпаять и проверить элемент отдельно от платы.
Немного проще будет проверить диодный мост который состоит из отдельных диодов на плате.

Для проверки будем использовать мультиметр, причем практически любой дешевый прибор имеет функцию прозвонки диодов с звуковой индикацией пробоя.

В данном режиме тестер показывает значение падения напряжения (в милливольтах).

Прямое подключение — красный щуп(+) подключаем к аноду диода, а черный(-) к катоду (там где полоска на диоде). При таком подключение у исправного диода падение напряжения должно показать 500 — 800 милливольт.

Если у вашего тестера нет режима проверки диодов, то подойдет и режим измерения сопротивления, по аналогичному методу.

Обратное подключение — (меняем щупы местами) теперь красный на катод, а черный на анод.
У исправного диода значение сопротивления должно быть бесконечным, то есть должно показать или «1» или цифры больше 1500 (что бывает редко).

У «пробитого» диода сопротивление будет нулевым или около нуля и скорее всего сработает звуковая индикация пробоя.

Так можно проверить каждый диод диодного моста по отдельности, но что делать если диодный мост представляет из себя радио элемент с четырьмя выводами?

Диодный мост такого типоисполнения можно проверить быстро ( и не выпаивая)
но проверка будет не точной. Суть такова:
Прикладываем щупы к выводам входа (АС) и если прозвонка мультиметра сработала то мост пробит
Прикладываем щупы к выводам +/- (поочередно) и если мультиметр «запищал» и показал нули то мост пробит, а если показал значения около 1000 в одно направление и «1» в другое то мост исправен.

Точный (полный) метод проверки диодного моста который выпаян выглядит так:

1. красный щуп на «-«, а черным касаемся выводов переменки АС (входа), на обоих выводах мультиметр должен показать число примерно 500.

2. черный щуп на «-«, а красным касаемся выводов переменки АС (входа), на обоих выводах должно показать «1» то есть бесконечное сопротивление.

3. черный щуп на «+», а красным касаемся выводов переменки АС — мультиметр покажет число около 500.

4. красный щуп на «+», а черный на выводы переменки (Ас) — мультиметр покажет «1» или запредельное число.

Кроме простого и более сложного метода проверки диодного моста мультиметром, его еще можно точно так же проверить любым тестером, омметром и даже лампочкой (светодиодом) с батарейкой (контролькой).
Кроме того можно проверить его работоспособность подав постоянное напряжение от блока питания на вход диодного моста и измерить напряжение на выходе, затем изменить полярность на входе. У исправного моста напряжение такое же как на входе будет и на выходе при любой вариации полярности на входе.

Проверка диодного моста, в том числе диодного моста генератора автомобиля вещь не сложная и довольно частая для тех кто занимается ремонтом. Минимум инструментов, но главное понимание того как работает диод и его мостовая сборка.

Если все таки возникают сложности с диагностикой диодного моста то всегда можно поставить другой заведомо исправный и посмотреть как работает схема с ним.

Теперь зная элементарные и эффективные методы проверки вы сможете в домашних условиях определить причину поломки бытового прибора или различной электроники, а возможно и самостоятельно отремонтировать свое устройство.

Простой БП своими руками — RadioRadar

Блок питания (БП) – это устройство или узел, являющийся вторичным источником тока. В большинстве современной техники, используемой в быту, БП требуется для того, чтобы из переменного сетевого электричества получить постоянный ток заданных параметров.

Так, например, БП персонального компьютера формата ATX может выдавать не одно напряжение, а сразу несколько для питания разных узлов (+3.3, +5, +12 В).

В радиотехнике аналогичная ситуация. Параметры питания зависят от типа и вида элементов, используемых в составе схем, и стоящих перед конечным изделием задач.

Ниже рассмотрим простейшие блоки питания, которые можно изготовить своими руками.

 

Диодный мост 

Проще, наверное, уже некуда. Диодный мост может использоваться в любых схемах для преобразования переменного тока в постоянный, часто служит основой для более сложных схем с фильтрами и т.п.

Выглядит схема так.

F1 и F2 – предохранители.

 

Tr – трансформатор понижающий. Параметры этого элемента зависят от требуемых выходных параметров схемы. Например, для БП на 12 В можно использовать ТП-30 или универсальный трансформатор ТАН1-220-50. Он имеет выводы на 28, 6,3 и 5 В. Таким образом, необходимо последовательно соединить или две обмотки по 6,3 В (сумма 12,6 В), или одну на 6,3 и одну на 5 В (сумма 11,3 В). Прирост мощности можно получить при параллельном подключении обмоток. В качестве альтернативы можно намотать трансформатор самостоятельно или взять из другого блока питания, подходящего по характеристикам.

C2 – конденсатор, выполняет роль простейшего фильтра.

Принцип работы диодного моста наглядно отображен на картинках ниже.

 

Тогда на выходе мы получаем следующий график напряжения.

 

Мостовую схему можно собрать самостоятельно, а можно приобрести готовым элементом в одном корпусе. Например, DB207 (это мост на 2А, с напряжением в цепи до 1000В) или аналоги, лучше всего – рассчитанные на 3 и более Ампер.

При таком количестве радиоэлементов, по большому счету, можно спаять схему даже без печатной платы.

 

Простой БП на транзисторах

Если вышеуказанную схему немного дополнить и расширить:

  • добавить туда стабилизатор напряжения,
  • возможность регулировки выходного напряжения,
  • защиту от короткого замыкания,

то получится схема, аналогичная изображенной ниже.

 

Для удобства приведем все используемые элементы в одной таблице.

Элемент

Расшифровка

Маркировка/номинал

Кол-во

F1, F2

Предохранитель

 

2

Tr1

Трансформатор

ТАН1-220-50

1

VD1

Стабилитрон

Д814Д

1

VDS1

Диодный мост

DB207

1

VT1

Биполярный транзистор

КТ315Б

1

VT2, VT4

Биполярный транзистор

КТ815Б

2

VT3

Биполярный транзистор

КТ805БМ

1

C1

Электролитический конденсатор

100мкФ 25В

1

C2, C4

Электролитический конденсатор

2200мкФ 25В

2

R1

Переменный резистор

10кОм

 

R2

Резистор

0,45Ом

1

R3

Резистор

1кОм

1

R4

Резистор

100 Ом

1

 

В качестве примечаний:

1.Переменный резистор R1 и R2 – на схеме использованы проволочные (нихромовые), однако, они могут быть заменены на обычные резисторы.

2.Транзисторы VT2 и VT3 легко заменяются составным, таким как КТ827.

3.Указанные транзисторы (2 и 3) обязательно необходимо вынести на радиатор (будут греться).

С таким количеством элементов логично их расположить на печатной плате.

 

 

Компьютерный БП

Питание материнской платы – более ответственный и сложный процесс, и потому схема блока питания намного сложнее.

Типовая схема изображена ниже.

Автор: RadioRadar

Диодный мост — это… Что такое Диодный мост?

Дио́дный мо́ст — электрическая схема, предназначенная для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий. Такое выпрямление называется двухполупериодным[1].

Схема включения

Выполняется по мостовой схеме Гретца. Изначально она была разработана с применением радиоламп, но считалась сложным и дорогим решением, вместо неё применялась схема Миткевича со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется мостовая схема.

Вместо диодов в схеме могут применяться вентили любых типов — например селеновые столбы, принцип работы схемы от этого не изменится.

Порядок работы

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (обычно, но не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

При выпрямлении 3-фазного тока 3-фазным выпрямителем результат получается ещё более «гладким»

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

Красным — исходное синусоидальное напряжение , зелёным — однополупериодное выпрямление (для сравнения), синим — рассматриваемое двухполупериодное

Выпрямитель

Подключение конденсатора

Практически, для получения постоянного (а не пульсирующего) напряжения, схему надо дополнить фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения.

Преимущества

Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:

  • получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе
  • избежать постоянного тока подмагничивания в питающем мост трансформаторе
  • увеличить его КПД, что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки

  • Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно.
  • При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Конструкция

Внешний вид однокорпусных мостов

Мосты могут быть изготовлены из отдельных диодов, и могут быть выполнены в виде монолитной конструкции (диодная сборка).

Монолитная конструкция, как правило, предпочтительнее — она дешевле и меньше по объёму (хотя не всегда той формы, которая требуется). Диоды в ней подобраны на заводе и наверняка имеют одинаковые параметры и при работе находятся в одинаковом тепловом режиме. Сборку проще монтировать.

В монолитной конструкции при выходе из строя одного диода приходится менять весь монолит. В конструкции из отдельных диодов может меняться только один диод. Какую конструкцию применить решает конструктор, в зависимости от назначения устройства.

Маркировка

В СССР/России:

  • материал диодов:
  • Ц — мост
  • число (2…4 цифры) Обозначают порядковый номер разработки данного типа моста.
  • буква

См. также

Ссылки

Примечания

  1. Однополупериодным выпрямителем называется выпрямление с помощью 1 диода.

Диодный выпрямитель с индуктивной нагрузкой

Принцип работы

Однофазный диодный выпрямитель преобразует напряжение переменного тока на входе в напряжение постоянного тока на выходе. Поток мощности в цепи является однонаправленным, то есть только от входа переменного тока к выходу постоянного тока. Это полный мостовой выпрямитель, поскольку в нем две пары диодов. Работа схемы зависит от состояния источника напряжения (L s , R s и L d для простоты не учитываются):

  • Положительный полупериод: Диоды D 1 и D 2 проводят, а диоды D 3 и D 4 блокируются.Положительное напряжение сети индуцирует положительное напряжение на сопротивлении нагрузки.
  • Отрицательный полупериод: Теперь диоды D 3 и D 4 проводят, а диоды D 1 и D 2 блокируются. Поскольку через диоды D 3 и D 4 протекает положительный ток, напряжение на резисторе снова становится положительным.

Комбинация четырех диодов обеспечивает двухполупериодное выпрямление входного переменного напряжения со средним постоянным напряжением:


Влияние индукторов

Во время положительного полупериода сетевого напряжения пара диодов D 1 / D 2 проводит.Когда напряжение постоянного тока пересекает ноль, обе пары диодов D 1 / D 2 и D 3 / D 4 проводят ток, поскольку индукторы L s и L d пытаются поддерживать ток. Время, в течение которого обе пары диодов проводят в проводе, называется интервалом коммутации тока . Все четыре диода имеют нулевое прямое напряжение, поэтому во время коммутации тока между двумя парами диодов постоянное напряжение остается нулевым.

Последовательная комбинация L d и R d действует как фильтр нижних частот первого порядка, который уменьшает пульсации напряжения на выходе.

Эксперименты

  • Измените индуктивность источника со 100 мкГн на 500 мкГн и наблюдайте за увеличением интервала коммутации тока.
  • Измените индуктивность нагрузки с 20 мГн на 100 мГн и наблюдайте за уменьшением пульсаций выходного напряжения.

Что такое мостиковые диоды? | Полупроводник

Мостовой диод — это диодный модуль, который образует мостовое соединение от 4 до 6 диодов в одном корпусе, и он используется для выпрямления переменного тока в постоянный или пульсирующий ток.

Для однофазного переменного тока

Для трехфазного переменного тока

Как использовать мостовые диоды… Двухполупериодное выпрямление


  • Входное напряжение: AC
  • Выходное напряжение: пульсирующее / постоянное

Мостовой диод инвертирует сторону отрицательного напряжения для входа переменного тока и выводит пульсирующий ток.
Выходная сторона сглажена конденсатором, который позволяет выводить постоянное напряжение.
Существует множество мостовых диодов, предназначенных для выпрямления коммерческих частот 50/60 Гц, и обычные выпрямительные диоды могут использоваться в качестве типа диода.
Когда эти диоды используются для выпрямления высоких частот, например, вторичного выпрямления на импульсных источниках питания, тогда в качестве мостовых диодов используются диоды с быстрым восстановлением или диоды с барьером Шоттки.

Значение сертификации мостовых диодов UL

Может быть прикреплен непосредственно к шасси (заземлению), не проходя через изоляционный лист

Пример обозначения каталога
  • следующий «Что такое диоды TVS?»
  • Перечень продукции «Мостовые диоды»
Мостовой выпрямитель

— Javatpoint

Мостовой выпрямитель — это схема, состоящая из четырех отдельных диодов с p-n переходом, переменного источника питания и нагрузочного резистора.Четыре диода в мостовых выпрямителях образуют замкнутый контур, который называется мостом. Основное преимущество схемы мостового выпрямителя состоит в том, что для нее не требуется центральный ленточный трансформатор, уменьшающий ее размер.

Одинарная обмотка подключена ко входу одной стороны моста. Нагрузочный резистор на другой стороне моста, как показано ниже:

Форма выходного сигнала аналогична двухполупериодному выпрямителю. Работа четырех диодов зависит от положительной половины и отрицательной половины применяемого входного цикла.

Давайте подробно обсудим устройство и работу мостового выпрямителя.

Строительство

Схема мостового выпрямителя включает четыре диода. Назовем эти четыре диода D1, D2, D3 и D4. Эти четыре диода расположены последовательными парами. Только два диода из четырех диодов с проводимостью находятся в каждом полупериоде. Диод D1 и D2 мостового выпрямителя во время положительного полупериода соединены прямым смещением. Точно так же диоды D3 и D4 во время отрицательного полупериода включаются с прямым смещением.

Давайте сначала обсудим состояние диода p-n-перехода при прямом и обратном смещении.

Смещение вперед

Состояние прямого смещения диода легко пропускает ток через его выводы. Это связано с наличием узкой области истощения. Чем сужается область, тем легче она разрешает перемещение носителей заряда из p-области в n-область.

Полярность диода при его подключении к переменному входу показана ниже:

Показывает, что положительный вывод переменного источника подключен к положительному выводу диода.Аналогичным образом отрицательный вывод подключается к отрицательному выводу диода. Он определяется как состояние прямого смещения диода.

Ток увеличивается с повышением уровня напряжения, когда диод работает в прямом смещении. Текущий поток зависит от большинства носителей.

Обратное смещение

Состояние обратного смещения диода вызывает протекание тока в обратном направлении. Имеет широкую область истощения.

Полярность диода при его подключении к переменному источнику указана ниже:

Показывает, что положительный конец переменного источника подключен к отрицательной стороне диода.Точно так же отрицательный конец переменного источника подключается к положительной стороне диода. Он определяется как состояние обратного смещения диода.

Текущий поток зависит от неосновных носителей. Диод в случае обратного смещения обычно ведет себя как разомкнутый переключатель.

рабочая

Здесь мы обсудим работу мостового выпрямителя отдельно во время положительного и отрицательного полупериода.

Положительный полупериод

Диоды D1 и D2 смещены в прямом направлении во время положительной половины и проходят последовательно.Но диоды D3 и D4 становятся смещенными в обратном направлении. Это связано с полярностью диода, подключенного к переменному источнику питания. Положительное напряжение подается на положительный конец обоих диодов, а отрицательный конец — на отрицательный вывод диода, что делает их смещенными в прямом направлении. Эти два диода проводят и соответствуют результирующей форме выходного сигнала, как показано ниже:

Отрицательный полупериод

Диод D3 и D4 смещается в прямом направлении в течение отрицательной половины входного цикла и проводит последовательно.Но диоды D1 и D2 становятся смещенными в обратном направлении и не проводят ток. Проводимость диодов D3 и D4 дает результирующую форму выходного сигнала, как показано ниже:

Аналогичным образом, после каждой положительной половины и отрицательной половины цикла ввода получается результирующий вывод, как показано ниже:

Анализ выпрямителя невесты

Обсудим параметры мостового выпрямителя.

1. Пиковое обратное напряжение

PIV (пиковое обратное напряжение) мостового выпрямителя: В · м .

2. Средние и пиковые токи в диоде

Прямое сопротивление между резистором и диодом принимается равным RF и RL.

Ток, протекающий через два диода, равен:

Поскольку два диода проводят последовательно, прямое сопротивление составляет 2RF.

3. Идеальный пиковый ток нагрузки

Прямое сопротивление идеального диода считается нулевым. Следовательно, идеальный пиковый ток нагрузки определяется как:

Идеальный пиковый ток нагрузки такой же, как для полуволнового выпрямителя и двухполупериодного выпрямителя.

4. Выходной постоянный ток

Его можно рассчитать как:

Подставляя значение Im в приведенное выше уравнение, получаем:

5. Действующее значение текущего

Среднеквадратичное значение может быть представлено как:

Подставляя значение Im в приведенное выше уравнение, получаем:

6. Выходное напряжение постоянного тока

Выходное напряжение постоянного тока может быть представлено как:

7. Эффективность выпрямления

КПД = мощность постоянного тока, подаваемая на нагрузку / мощность переменного тока на входе от трансформатора.

Максимальная эффективность мостового выпрямителя в два раза выше, чем у полуволнового выпрямителя. Он равен 81,2%.

8. Коэффициент пульсации

Коэффициент пульсаций мостового выпрямителя можно представить как:

Может выражаться в виде напряжения или тока.

9. Постановление

Процентное регулирование может быть представлено как:

Типы мостовых выпрямителей

Существует четыре типа мостовых выпрямителей, а именно:

1.Однофазные мостовые выпрямители

Однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, как показано ниже:

Однофазные выпрямители используются для обеспечения малых уровней мощности. В качестве входа требуется однофазный источник переменного тока.

2. Трехфазные мостовые выпрямители

Трехфазный мостовой выпрямитель состоит из шести диодов, как показано ниже:

Трехфазные выпрямители используются для обеспечения больших уровней мощности. В качестве входа требуется трехфазный переменный источник питания.

3. Неуправляемый мостовой выпрямитель

Мы знаем, что диоды однонаправленные. Это означает, что диод с p-n переходом может проводить ток в одном направлении. Конфигурация четырех диодов неуправляемого мостового выпрямителя фиксирована. Не допускает изменения мощности. Следовательно, обычное применение такого выпрямителя — обеспечить постоянный или постоянный источник питания.

4. Управляемый мостовой выпрямитель

В конфигурации управляемого мостового выпрямителя вместо диодов используются твердотельные устройства.К твердотельным устройствам относятся MOSFET, SCR и т. Д., Которые обеспечивают переменную мощность на выходе при нагрузке. Выходная мощность может быть изменена путем включения этих твердотельных устройств на разных этапах.

Применение мостового выпрямителя

Применения мостового выпрямителя следующие:

  • Цепи питания
    В качестве источника питания для цепей предпочтительна более низкая стоимость мостовых выпрямителей по сравнению с центральными ленточными выпрямителями.
  • Сварка
    Большая часть сварки выполняется с помощью аппаратов, вырабатывающих дугу постоянного тока. Выпрямитель — это устройство, которое используется для преобразования дуги переменного тока в дугу постоянного тока. Это осуществляется подачей поляризованного напряжения. Возникающая дуга постоянного тока более плавная по сравнению с другими выпрямителями. Следовательно, в процессе сварки используются мостовые выпрямители.
  • Модулирующие радиосигналы
    Мостовые выпрямители в модулирующих радиосигналах используются для обнаружения амплитуды этого конкретного модулированного сигнала.

Преимущества мостового выпрямителя

Достоинства мостового выпрямителя следующие:

  • Центральный ленточный трансформатор не требуется.
    Мостовой выпрямитель не требует центрального ленточного трансформатора, такого как полуволновые и двухполупериодные схемы выпрямителя. Это уменьшает размер выпрямительной схемы.
  • Меньше затрат
    Одна вторичная обмотка, необходимая для мостового выпрямителя, стоит меньше по сравнению с другими трансформаторами.
  • Преобразование напряжения
    Мостовые выпрямители могут преобразовывать переменное высокое напряжение в низкое постоянное напряжение. Выходное напряжение — это не просто постоянный ток, а пульсирующий постоянный ток.
  • Более высокий TUF
    Мостовые выпрямители имеют более высокий коэффициент использования трансформатора, чем центральные ленточные трансформаторы.
  • Двойное выпрямление
    Процент выпрямления мостового выпрямителя вдвое больше, чем у полуволнового выпрямителя.

Недостатки мостового выпрямителя

Мостовой выпрямитель имеет только один существенный недостаток.Для его конструкции требуется четыре диода. Это усложняет схему выпрямителя. Это также увеличивает падение напряжения в цепи выпрямителя. Другими недостатками, которые могут возникнуть из-за наличия четырех диодов, являются повышенные потери и более низкий КПД.

Центральный ленточный выпрямитель и мостовой выпрямитель

Центральный ленточный выпрямитель — это тип двухполупериодного выпрямителя. Его функция и работа аналогичны двухполупериодному выпрямителю. Давайте обсудим общие различия между центральным ленточным выпрямителем и мостовым выпрямителем.

Категория Мостовой выпрямитель Центральный ленточный выпрямитель
Строительство Для мостового выпрямителя требуются четыре диода, питание мгновенного действия и нагрузочный резистор. Для центрального ленточного выпрямителя требуются два диода, центральный ленточный трансформатор и нагрузочный резистор.
Трансформатор Не требует трансформатора. Требуется центральная лента или трансформатор вторичной обмотки.
Коэффициент использования трансформатора 0,810 0,672
Размер Меньше, чем центральный ленточный трансформатор из-за отсутствия трансформатора. Размер больше, чем у мостового выпрямителя.
Приложения Сварка и др. Питание светодиодов, двигателей и т. Д.

Однофазный диод, мостовой диодный выпрямитель 100 А, 1600 В, высоковольтный диодный выпрямитель, 4 контакта: автомобильный


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Высококачественные мостовые выпрямители, используемые для преобразования входа переменного тока в выход постоянного тока.
  • Хорошо сваренная конструкция с хорошими температурными и силовыми циклами обеспечивает более стабильную работу
  • Предназначен для однофазного выпрямления, выходной постоянный ток 100А.
  • Он имеет большую перегрузочную способность, хорошее рассеивание тепла и низкое падение напряжения.
  • Этот высокомощный мостовой выпрямитель можно широко использовать для электроснабжения.
]]>
Характеристики данного продукта
Тип основы дефолт
Фирменное наименование Янмис
Ean 0739665574938
Вес изделия 6.3 унции
Номер детали Yanmisnf6qev0tpa
Код UNSPSC 32000000
UPC 739665574938

Диодный мост — Electrovo Engineering Services

В наиболее распространенном применении для преобразования входа переменного тока (AC) в выход постоянного тока (DC) он известен как мостовой выпрямитель .Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодное выпрямление от двухпроводного входа переменного тока, что приводит к снижению стоимости и веса по сравнению с выпрямителем с трехпроводным входом от трансформатора с вторичной обмоткой с центральным отводом.
Существенной особенностью диодного моста является то, что полярность выхода одинакова независимо от полярности на входе. Схема диодного моста была изобретена польским электротехником Каролем Поллаком и запатентована 14 января 1896 года под номером DRP 96564. Позже она была опубликована в Elektronische Zeitung, vol.25 в 1897 г. с пометкой, что немецкий физик Лео Грец в то время тоже занимался этим вопросом. Сегодня цепь все еще часто называют цепью Graetz или мостом Graetz .

Деталь диодного моста на 1000 вольт, 4 ампера

Диодный мост ручной работы. Широкая серебряная полоса на диодах указывает на катодную сторону диода.

  1. Базовая операция
  2. Сглаживание вывода
  3. Мосты полифазные диодные
  4. Список литературы

1 Базовая операция

В соответствии с традиционной моделью протекания тока (первоначально созданной Бенджамином Франклином и до сих пор используемой большинством инженеров), ток определяется как положительный, когда он протекает через электрические проводники от положительного полюса к отрицательному полюсу .На самом деле, свободные электроны в проводнике почти всегда текут от отрицательного полюса к положительному полюсу . Однако в подавляющем большинстве приложений фактическое направление тока не имеет значения. Поэтому в нижеследующем обсуждении сохраняется традиционная модель.
На схемах ниже, когда вход, подключенный к левому углу ромба, — положительный , а вход, подключенный к правому углу, — отрицательный , ток течет от верхней клеммы питания вправо по красный (положительный) путь к выходу и возвращается к нижней клемме питания через синий (отрицательный) путь.

Когда вход, подключенный к левому углу, — отрицательный , а вход, подключенный к правому углу, — положительный , ток течет от нижнего вывода питания
вправо по красному (положительному) пути к выходу. , и возвращается к верхней клемме питания через синий (отрицательный) путь.

В каждом случае верхний правый выход остается положительным, а нижний правый выход — отрицательным.Поскольку это верно вне зависимости от того, является ли вход переменным или постоянным током, эта схема не только выдает выход постоянного тока из входа переменного тока, но также может обеспечивать то, что иногда называют «защитой от обратной полярности». То есть, он обеспечивает нормальное функционирование оборудования с питанием от постоянного тока, когда батареи установлены в обратном направлении или когда провода (провода) от источника постоянного тока перевернуты, и защищает оборудование от возможных повреждений, вызванных обратной полярностью.

Переменный ток, полуволновые и двухполупериодные выпрямленные сигналы.

До появления интегральных схем мостовой выпрямитель строился из «дискретных компонентов», то есть отдельных диодов. Примерно с 1950 года один четырехконтактный компонент, содержащий четыре диода, соединенных в мостовую конфигурацию, стал стандартным коммерческим компонентом и теперь доступен с различными номинальными значениями напряжения и тока.

2 Сглаживание вывода

Для многих приложений, особенно с однофазным переменным током, где двухполупериодный мост служит для преобразования входа переменного тока в выход постоянного тока, может потребоваться добавление конденсатора, поскольку мост сам по себе обеспечивает выход импульсного постоянного тока (см. Диаграмму справа). ).
Функция этого конденсатора, известного как накопительный конденсатор (или сглаживающий конденсатор), состоит в том, чтобы уменьшить изменение (или «сгладить») формы волны выпрямленного выходного напряжения переменного тока от моста. Есть еще одна вариация, известная как рябь. Одно из объяснений «сглаживания» состоит в том, что конденсатор обеспечивает путь с низким импедансом к компоненту переменного тока на выходе, уменьшая напряжение переменного тока на резистивной нагрузке и переменный ток через резистивную нагрузку. Говоря менее техническим языком, любое падение выходного напряжения и тока моста обычно компенсируется потерей заряда в конденсаторе.Этот заряд протекает через нагрузку как дополнительный ток. Таким образом, изменение тока нагрузки и напряжения уменьшается по сравнению с тем, что произошло бы без конденсатора. Повышение напряжения соответственно сохраняет избыточный заряд в конденсаторе, таким образом смягчая изменение выходного напряжения / тока.
Показанная упрощенная схема имеет заслуженную репутацию опасной, потому что в некоторых приложениях конденсатор может сохранять смертельный заряд
после отключения источника питания переменного тока.При подаче опасного напряжения практическая схема должна включать надежный способ безопасной разрядки конденсатора. Если нормальная нагрузка не может гарантировать выполнение этой функции, возможно, потому, что она может быть отключена, в схему следует включить спускной резистор, подключенный как можно ближе к конденсатору. Этот резистор должен потреблять ток, достаточно большой, чтобы разрядить конденсатор за разумное время, но достаточно мал, чтобы свести к минимуму ненужные потери энергии.
Конденсатор и сопротивление нагрузки имеют типичную постоянную времени τ = RC , где C и R — емкость и сопротивление нагрузки соответственно.Пока резистор нагрузки достаточно большой, так что эта постоянная времени намного больше, чем время одного цикла пульсации, вышеуказанная конфигурация будет создавать сглаженное напряжение постоянного тока на нагрузке.
Когда конденсатор подключен непосредственно к мосту, как показано, ток протекает только в небольшой части каждого цикла, что может быть нежелательно. Диоды трансформатора и моста должны иметь такие размеры, чтобы выдерживать скачки тока, возникающие при включении питания на пике переменного напряжения и полной разрядке конденсатора.Иногда для ограничения этого тока перед конденсатором включается небольшой последовательный резистор, хотя в большинстве случаев сопротивления трансформатора питания уже достаточно. Добавление резистора или, еще лучше, катушки индуктивности между мостом и конденсатором может гарантировать, что ток будет протекать в течение большей части каждого цикла и не произойдет большого выброса тока.
За конденсатором могут быть установлены дополнительные фильтрующие элементы (конденсаторы плюс резисторы и катушки индуктивности) для дальнейшего уменьшения пульсаций.Когда индуктор используется таким образом, его часто называют дросселем. Дроссель имеет тенденцию поддерживать более постоянным ток (а не напряжение). Хотя катушка индуктивности дает наилучшие характеристики, обычно резистор выбирается из соображений стоимости.
Из-за того, что микросхемы регуляторов напряжения становятся все более доступными, пассивные фильтры используются реже. Микросхемы могут компенсировать изменения входного напряжения и тока нагрузки, чего не делает пассивный фильтр, и в значительной степени устранять пульсации.
Идеализированные формы сигналов, показанные выше, видны как для напряжения, так и для тока, когда нагрузка на мост является резистивной.Когда в нагрузку входит сглаживающий конденсатор, формы волны как напряжения, так и тока сильно изменяются. В то время как напряжение сглаживается, как описано выше, ток будет течь через мост только в то время, когда входное напряжение больше, чем напряжение конденсатора. Например, если нагрузка потребляет средний ток n Ампер, а диоды проводят в течение 10% времени, средний ток диода во время проводимости должен составлять 10 нАмпер. Этот несинусоидальный ток приводит к гармоническим искажениям и низкому коэффициенту мощности в сети переменного тока.
Некоторые ранние консольные радиоприемники создавали постоянное поле громкоговорителя с помощью тока от источника высокого напряжения («B +»), который затем направлялся к потребляющим цепям (постоянные магниты тогда были слишком слабыми для хорошей работы), чтобы создать постоянную громкоговорителя. магнитное поле. Катушка возбуждения динамика, таким образом, выполняла 2 работы в одном: она действовала как дроссель, фильтруя источник питания, и создавала магнитное поле для управления динамиком.

3 Моста для многофазных диодов

Диодный мост можно использовать для выпрямления многофазных входов переменного тока.Например, для входа переменного тока с тремя фазами полуволновой выпрямитель состоит из трех диодов , а двухполупериодный мостовой выпрямитель состоит из шести диодов . Однополупериодный выпрямитель
можно рассматривать как соединение типа звезда (соединение звездой) , потому что он возвращает ток через центральный (нейтральный) провод. Двухполупериодное соединение больше похоже на соединение треугольником , хотя его можно подключить к трехфазному источнику либо звезда , либо треугольник , и он не использует центральный (нейтральный) провод.

Трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Трехфазный входной сигнал переменного тока (вверху), полуволновой выпрямленный сигнал (в центре) и двухполупериодный выпрямленный сигнал (внизу).

Трехфазный мостовой выпрямитель для ветряной турбины.

4 Ссылки

  1. Horowitz, Paul; Хилл, Уинфилд (1989). Искусство электроники (второе изд.). Издательство Кембриджского университета. С. 44–47. ISBN 0-521-37095-7.
  2. Патент Великобритании 24398
  3. “D.Р.П. и Д.Р.Г.М. ». Архивировано 17 августа 2013 года.
  4. См .:
  5. Strzelecki, R. Силовая электроника в интеллектуальных электрических сетях . Springer, 2008, стр. 5
  6. «Цепь управления потоком Гретца». Архивировано 4 ноября 2013 года.
  7. Stutz, Michael ([email protected]), «Обычный поток против потока электронов», All About Circuits , Vol. 1, Chapter 1, 2000.
  8. Sears, Фрэнсис В., Марк В. Земанский и Хью Д.Янг, University Physics , Sixth Ed., Addison-Wesely Publishing Co., Inc., 1982, стр. 685.
  9. «Выпрямитель», Краткая энциклопедия науки и техники , третье издание, Сибил П. Паркер, изд. McGraw-Hill, Inc., 1994, стр. 1589.

Источники питания, трансформаторы и выпрямители

  • Изучив этот раздел, вы сможете:
  • Опишите принципы работы трансформаторов, используемых в базовых источниках питания.
  • • Первичное и вторичное напряжение.
  • • Изоляция.
  • Опишите принципы выпрямления, используемые в базовых источниках питания.
  • • Полуволна.
  • • Полная волна.
  • • Мост.

Трансформатор

Рис. 1.1.1 Типовой входной трансформатор

В базовом блоке питания первичная обмотка входного силового трансформатора подключена к сети (линии).Вторичная обмотка с электромагнитной связью, но электрически изолированной от первичной, используется для получения переменного напряжения подходящей амплитуды и после дальнейшей обработки блоком питания для управления электронной схемой, которую он должен питать.

Ступень трансформатора должна обеспечивать необходимый ток. Если используется слишком маленький трансформатор, вполне вероятно, что способность источника питания поддерживать полное выходное напряжение при полном выходном токе будет нарушена. При слишком маленьком трансформаторе потери резко возрастут по мере того, как на трансформатор будет возложена полная нагрузка.

Поскольку трансформатор, вероятно, будет самым дорогостоящим элементом в блоке питания, необходимо внимательно рассмотреть вопрос о балансировании стоимости с вероятным потреблением тока. Также может возникнуть необходимость в предохранительных устройствах, таких как плавкие предохранители, для отключения трансформатора в случае перегрева и в гальванической развязке между первичной и вторичной обмотками для обеспечения электробезопасности.

Ступень выпрямителя

Могут использоваться три типа выпрямительных схем на кремниевых диодах, каждый из которых имеет различное действие по способу преобразования входного переменного тока в постоянный.Эти различия показаны на рис. С 1.1.2 по 1.1.6

Полуволновое выпрямление

Один кремниевый выпрямительный диод может использоваться для получения постоянного напряжения от входа переменного тока, как показано на рисунке 1.1.2. Эта система дешевая, но подходит только для довольно нетребовательных задач. Напряжение постоянного тока, создаваемое одним диодом, меньше, чем в других системах, что ограничивает эффективность источника питания, а количество пульсаций переменного тока, оставшихся на источнике постоянного тока, обычно больше.

Полупериодный выпрямитель проводит только половину каждого периода входной волны переменного тока, эффективно блокируя другой полупериод, оставляя выходную волну, показанную на рис.1.1.2. Поскольку среднее значение постоянного тока одного полупериода синусоидальной волны составляет 0,637 от пикового значения, среднее значение постоянного тока всего цикла после полуволнового выпрямления будет 0,637, деленное на 2, потому что среднее значение каждого альтернативного полупериода, в котором диод не проводит, конечно будет ноль. Это дает результат:

Впик x 0,318

Эта цифра является приблизительной, так как амплитуда полупериодов, в течение которых диод проводит, также будет уменьшена примерно на 0,6 В из-за прямого падения напряжения (или потенциала прямого перехода) кремниевого выпрямительного диода.Это дополнительное падение напряжения может быть незначительным при выпрямлении больших напряжений, но в источниках питания низкого напряжения, где переменный ток от вторичной обмотки сетевого трансформатора может составлять всего несколько вольт, это падение 0,6 В на диодном переходе, возможно, придется компенсировать. для, имея немного более высокое вторичное напряжение трансформатора.

Полуволновое выпрямление не очень эффективно при выработке постоянного тока на входе переменного тока 50 или 60 Гц. Кроме того, промежутки между выходными импульсами диода 50 или 60 Гц затрудняют устранение пульсаций переменного тока, остающихся после выпрямления.

Полноволновое выпрямление

Если используется трансформатор с центральной вторичной обмоткой, можно использовать более эффективное двухполупериодное выпрямление. Вторичная обмотка с центральным отводом выдает два противофазных выхода, как показано на рис. 1.1.3.

Если каждый из этих выходов является «полуволновым выпрямителем» одним из двух диодов, причем каждый диод проводит чередующиеся полупериоды, два импульса тока возникают в каждом цикле, а не один раз за цикл при полуволновом выпрямлении. Таким образом, выходная частота двухполупериодного выпрямителя вдвое превышает входную частоту.Это фактически обеспечивает удвоенное выходное напряжение полуволновой цепи, Vpk x 0,637 вместо Vpk x 0,318, поскольку «пропущенный» полупериод теперь выпрямляется, уменьшая потери мощности в полуволновой цепи. Более высокая выходная частота также облегчает сглаживание оставшихся пульсаций переменного тока.

Хотя эта двухполупериодная конструкция более эффективна, чем полуволновая, для нее требуется трансформатор с центральным ответвлением (и, следовательно, более дорогой).

Мостовой выпрямитель

В двухполупериодном мостовом выпрямителе используются четыре диода, расположенные по мостовой схеме, как показано на рис.1.1.4 для обеспечения двухполупериодного выпрямления без использования трансформатора с центральным отводом. Дополнительным преимуществом является то, что, поскольку два диода (эффективно соединенные последовательно) проводят одновременно, диодам требуется только половина напряжения обратного пробоя, то есть способность «Максимальное рабочее пиковое обратное напряжение (В RWM )» диодов, используемых для полуволновое и обычное двухполупериодное выпрямление. Мостовой выпрямитель может быть построен из отдельных диодов или может использоваться комбинированный мостовой выпрямитель.

Пути тока на положительном и отрицательном полупериодах входной волны показаны на рис.1.1.5 и рис. 1.1.6. Видно, что в каждом полупериоде противоположные пары диодов проводят ток, но ток через нагрузку остается с той же полярностью в течение обоих полупериодов.

Идея дизайна

: Мост выпрямителя

Маститый двухполупериодный выпрямительный мост (рис.1) это обычная, знакомая схема для преобразования входного переменного напряжения в выходное постоянное. Напряжение. Это также полезно для перевода входного постоянного тока произвольной полярности. в выход постоянного тока известной полярности, как это обычно требуется в электронном телефоны или другие телефонные устройства, и имеет приложение для защиты от инверсия батареи в цепях с батарейным питанием.

Рис.1

Недостатком классического четырехдиодного выпрямительного моста является неизбежный прямое падение напряжения (V f ) двух диодов при протекании тока. С обычными кремниевыми диодами это обычно может составлять 1,5 В или более. Результатом этого является потеря энергии и снижение эффективности источника питания. приложений, или потеря рабочего напряжения в телефонии или с питанием от батареи Приложения.

В частности, в телефонных приложениях устройство может иметь для него доступно всего 4 В при наихудших условиях петлевого тока и длина строки.Поскольку большинство интегральных схем, телефонных или иных, решительно недружелюбно относится к реверсам питания, это обычная практика для электроника с питанием от сети должна быть окружена двухполупериодным выпрямительным мостом в чтобы гарантировать полярность питания. Но только с 4 вольтами линии напряжения, падение на 1,5 вольта в выпрямителе оставит только 2,5 вольт для электроника!

Аналогичным образом, в цепях с батарейным питанием часто случается, что потеря эффективность, вызванная последовательными диодами для защиты от случайного заряда батареи разворот недопустим.

Схема на рис.2 устраняет этот недостаток заменой диодов. с МОП-транзисторами. Четыре полевых МОП-транзистора соединены таким образом, чтобы проводить в противостоящие пары. Какая пара проводит ток, зависит от полярности приложенное напряжение. Проводящая пара предназначена для регулирования приложенного напряжения до соответствующие выходные клеммы, чтобы всегда поддерживать одинаковую полярность при выход. Другими словами, схема выпрямляется.

Рис.2

Интересно, что если посмотреть на собственные диоды сток-исток корпуса полевые МОП-транзисторы, игнорируя сами полевые МОП-транзисторы, они образуют обычные конфигурация выпрямительного моста. Действительно, когда напряжение подается впервые, схема действует так же, как и обычный выпрямительный мост, в том, что передний падение напряжения двух диодов (2V f ) появляется между входом и выход. Но как только приложенное напряжение превышает порог включения двух МОП-транзисторы (или, точнее, сумма порога N-канала и P-канала порог), соответствующая пара полевых МОП-транзисторов включается, эффективно обходя пара диодов, которая проводит.Падение напряжения моста теперь является функцией сопротивления сток-исток (R DS (on) ), что, с современными полевыми МОП-транзисторами, чертовски хорошо! В приложениях телефонной линии падение напряжения в диапазоне милливольт может быть легко достигнуто. Также с низкопороговые полевые МОП-транзисторы, достигающие в наши дни пороговых значений в диапазоне 1 вольт, возможно построить мост, в котором включение MOSFET происходит вскоре после диод загорается при нарастании приложенного напряжения.

Ограничение схемы, как показано, состоит в том, что приложенное напряжение не может превышают номинальное напряжение затвор-исток (В GS ) полевых МОП-транзисторов. Обычно это 20 вольт. Для приложений с более высоким напряжением можно поставьте резистор последовательно с каждым затвором и используйте стабилитрон между затвором и источник каждого полевого МОП-транзистора, чтобы ограничить V GS , испытываемый любым отдельный полевой МОП-транзистор, как показано на рис. 3. С таким положением основное ограничение на применяемое напряжение тогда становится номинальным значением пробоя сток-исток (BV DS ) МОП-транзисторы.

Фиг.3

Одно предостережение относительно мостовой схемы на полевых транзисторах: не используйте ее в качестве выпрямителя перед блок питания с конденсаторным входом! В обычном выпрямительном мосту диоды предотвратить обратный ток от входного конденсатора источника питания, поскольку подаваемое напряжение падает ниже напряжения на конденсаторе. В этой конструкции полевые МОП-транзисторы действуют как переключатели, а не как односторонние клапаны для протекания тока. Они неважно, в какую сторону течет ток, следовательно, входной конденсатор питания источник питания будет разряжаться почти до нуля вольт с каждым полупериодом приложенного Электропитание переменного тока! Это ограничивает применение источников питания для этой схемы до конструкции с индуктивным или резистивным входом.

Однако можно было бы использовать эту схему с поляризованным конденсатором.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *