Работа диодного моста: Диодный мост схема, принцип работы

Диодный мост схема, принцип работы

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.

Принцип работы диодного моста

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.

назначение и изготовление своими руками. Особенности диодных мостов и их применение

Диодный мост — простейшая схема, которая преобразует переменный ток в постоянный. Она используется практически во всей современной электронике, поэтому грамотный мастер должен понимать и уметь его ремонтировать. В российских розетках частота тока 50 Герц, и чтобы выровнять его для работы оборудования и применяют это нехитрое устройство.

Давайте разберем, как работает данное устройство. Оно собирается из диодов — элементов, пропускающих ток в одну сторону. Современные диоды являются полупроводниковыми устройствами небольшого размера — в этой статье мы не будем разбирать их особенности и маркировку, а поговорим только о том, как работает диодный мост.

Состав и принцип работы диода

У диода имеется два контакта — анод и катод. Ток течет от анода к катоду практически с нулевым сопротивлением. Но если ситуация меняется и ток подается на катод, то противоположное сопротивление не дает ему пробиться через элемент (ток практически равен нулю и в большинстве случаев им можно пренебречь). Схему работы вы можете увидеть на приведенном выше рисунке.

Упрощенная схема

Вы уже знаете, что такое диодный мост, поэтому рассмотрим простейший принцип его работы. Когда переменный ток попадает на анод Uвх, оно проходит через положительные полупериоды, тогда как отрицательные полностью удаляются. При этом выходное напряжение, обозначенное с правой стороны под аббревиатурой Uвых, не является выпрямленным, хоть и проходит в одном направлении. Его частота равна тем же 50 Герц, или 50 пикам в секунду.

Чтобы сгладить эти пики к схеме подключается конденсатор высокой емкости. Получается выпрямительный диодный мост —на пике конденсатор заряжается, а на падении отдает заряд в сеть.

Это позволяет частично сгладить график частоты и выровнять его, выведя на постоянное значение.

Подобная схема соединения диода и конденсатора носит название однополупериодной и не является достаточной для выравнивания тока в современных устройствах. У нее есть серьезные недостатки:

1. Нормально выровнять пульсации до настоящей прямой невозможно.
2. У схемы довольно малый коэффициент полезного действия.
3. Нерациональное использование трансформатора, чересчур большой вес устройства.

Эти системы сегодня практически не используют или применяют их для маломощных устройств. Более логичные и надежные схемы называются двухполупериодными. Их основное достоинство — возможность инвертировать нижние волны в верхние. Именно подобные системы и называют диодным мостом.

Классический диодный мост

Стандартная содержит в себе вместо одного диода и конденсатора четыре диода, объединенных изображенным на рисунке способом. Его можно условно разбить на два полупериода. В каждом полупериоде находится два диода, работающих в одном направлении, и два — запрещающих проход тока. Положительное напряжение приходит на анод VD1, отрицательное на катод VD3. Данные диоды открываются, а VD2 и VD4 — закрываются.

Когда положительный полупериод заменяется на отрицательный, происходит смена работоспособности. Положительное напряжение приходит на анод VD2, отрицательное — на катодный выход VD4. Происходит смена направлений, но ток идет в нужном направлении. Получается, что в подобной схеме частота возрастает в два раза, за счет чего удается добиться лучшего сглаживания, используя идентичный с первой схемой конденсатор. Благодаря этому возрастает коэффициент полезного действия устройства и падают возможные потери.

Принцип работы классического моста

Изучая, не забывайте о том, что не обязательно спаивать его из четырех микроэлементов и подбирать соответствующий конденсатор. В большинстве случаев можно приобрести готовое решение в магазине, с подобранными параметрами и известными характеристиками.

Достоинства подобной сборки в маленьких размерах, единых тепловых режимах и небольшом весе. Основной недостаток в том, что если выходит из строя один элемент, то приходится менять весь узел .

Трехфазный мост

Теперь, когда вы знаете, для чего нужен диодный мост и что он собой представляет, рассмотрим более сложную трехфазную схему, выдающую пульсирующий ток. Он максимально близок к постоянному и подходит для использования в приборах, требующих стабильную подачу. Вход этой системы присоединяется к источнику, подающему трехфазное питание (разумеется речь идет о переменном токе). Это может быть трансформатор или генератор. На выходе системы оказывается практически идеальный постоянный ток, который можно легко сгладить.

Схема выпрямителя

Чтобы сделать качественный двухполупериодный выпрямитель из схемы подключения диодного моста с конденсатором, изучите наш рисунок. В данном случае выпрямляется ток, который снимается с понижающей трансформаторной обмотки. Выравнивание происходит за счет электролитического конденсатора на 5-10 тысяч микрофарад, заряжающегося и отдающего заряд в сеть. В схему также введен дополнительный резистор, который выпрямляет ток при холостой работе. Чем выше нагрузка, тем меньше напряжение на выходе, поэтому

к нему подсоединяют стабилизатор на классических транзистора х.

Диодный мост — электрическая схема, предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный импульсный. Изобретение схемы в 1897 году приписывается немецкому физику Лео Гретцу, хотя англоязычные источники утверждают, что ещё в 1895 году диодный мост создал «польский Эдисон» — электротехник Карол Поллак. Наибольшее распространение схема получила после широкого внедрения полупроводниковых диодов.

Принцип действия этого типа выпрямительного устройства основан на свойстве полупроводникового диода пропускать электроток в одном направлении и не пропускать в другом. Так, если мы правильно подключим плюс и минус, через устройство пойдёт ток. Поменяем плюс и минус местами — движения не будет.

Переменный ток отличается тем, что в течение одного полупериода он движется в одном направлении, а в течение второго — в противоположном. И если просто включить в цепь один диод, то он будет работать «с пользой» только в течение одного полупериода. А если соединить диоды так, чтобы использовать оба полупериода? Благодаря этой идее и появились мостовые выпрямители.

Схема диодного моста—выпрямителя довольно проста и может быть собрана своими руками. Он состоит из четырёх диодов, соединённых в виде квадрата. На два противолежащих угла подаётся переменный ток от генератора. С двух других противолежащих углов снимается постоянный. В первый полупериод открываются два диода, выпрямляя полуволну переменного тока. Во второй полупериод открываются два других диода, преобразуя вторую полуволну. В итоге на выходе получается постоянный ток с частотой импульсов в два раза выше, чем частота переменного тока.

Преимущества и недостатки схемы

1. Для использования выпрямленного тока импульсная составляющая должна быть сглажена с помощью фильтра—конденсатора. Чем выше частота, тем лучше проходит процесс сглаживания. Поэтому удвоение частоты в мостовой схеме является преимуществом.
2. Двухполупериодное выпрямление позволяет лучше использовать мощность питающего трансформатора и за счёт этого уменьшить его размеры.

Недостатки .

1. Удвоенное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямителем.
2. Удваиваются потери мощности на рассеяние тепла. Для снижения потерь в мощных низковольтных схемах используются диоды Шоттки с малым падением напряжения.
3. При выходе из строя одного из диодов моста выпрямительное устройство будет работать, однако его параметры будут отличаться от нормальных. Это, в свою очередь, может негативно сказаться на работе систем, запитанных от выпрямителя.

Использование и применение

Сегодня мосты широко применяются во всех случаях, когда используется постоянный ток — от мобильных телефонов, до автомобилей. Промышленность выпускает большое количество выпрямительных устройств, выполненных по мостовой схеме. Поэтому подобрать нужный мостик не составляет труда при условии ясного понимания, зачем он приобретается и какие функции будет выполнять.

Конструктивно выпрямители могут быть выполнены на отдельных диодах либо в виде единого блока. В первом случае при повреждении одного из диодов можно произвести замену. Для этого надо знать, как прозвонить диодный мост. Проверка проводится в виде последовательного перебора всех диодов на пропускание тока в прямом и обратном направлении. В качестве индикатора можно использовать как обычную лампочку, так и прибор, измеряющий силу тока или сопротивление.

Несмотря на доступность фабричных выпрямителей, многих интересует, как сделать диодный мост на 12 вольт самостоятельно. Дело в том, что 12 вольт — наиболее распространённое напряжение для питания многих устройств, например, персональных компьютеров. А стремление собрать выпрямитель самостоятельно зачастую вполне оправданно. Ведь большинство недорогих блоков питания, которые можно приобрести, не соответствуют заявленным параметрам по току и мощности.

Конечно, самодельный блок вряд ли будет выглядеть как фабричный, зато позволит произвести подключение устройств в полном соответствии с нужными параметрами.

Несмотря на то что выпрямительный мостик не является сложной схемой, его сборка требует не только умения спаять детали, но и правильно рассчитать их параметры. Прежде всего потребуется силовой трансформатор, понижающий напряжение до 10 вольт. Дело в том, что выходное напряжение моста выше входного примерно на 18 процентов. Поэтому если подать на выпрямитель 12 вольт переменного тока, то получим 14−15 вольт постоянного тока, а это может быть опасным для устройств, рассчитанных на 12 вольт.

Далее, нужно подобрать диоды, рассчитанные на двукратный запас по току. Так, если предполагается, что выпрямитель должен обеспечить ток силой в 5 ампер, то диоды должны выдерживать не менее 10 ампер. Двукратный запас должен иметь и конденсатор, но по напряжению. А для того чтобы лучше сглаживать выпрямленный ток, он должен иметь большую ёмкость. Поэтому оптимальным является электролитический конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 вольт, ёмкостью от 2000 микрофарад. Все эти детали остаётся правильно соединить и проверить выходные параметры с помощью приборов.

Мост бывает через реку, через овраг, а также через дорогу. Но приходилось ли Вам слышать словосочетание «диодный мост»? Что за такой мост? А вот на этот вопрос мы с вами попробуем найти ответ.

Словосочетание «диодный мост» образуется от слова «диод». Получается, диодный мост должен состоять из диодов. Но если в диодном мосту есть диоды, значит, в одном направлении диод будет пропускать , а в другом нет. Это свойство диодов мы использовали, чтобы определить их работоспособность. Кто не помнит, как мы это делали, тогда вам сюда. Поэтому мост из диодов используется, чтобы из переменного напряжение получать постоянное напряжение .

А вот и схема диодного моста:

Иногда в схемах его обозначают и так:

Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Но чтобы схемка диодного моста заработала, 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: с плюса и минуса.

Для того, чтобы превратить переменное напряжение в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно. Давайте рассмотрим рисунок:

Переменное напряжение изменяется со временем. Диод пропускает через себя напряжение только тогда, когда напряжение выше нуля, когда же оно становится ниже нуля, диод запирается. Думаю все элементарно и просто. Диод срезает отрицательную полуволну, оставляя только положительную полуволну, что мы и видим на рисунке выше. А вся прелесть этой немудреной схемки состоит в том, что мы получаем постоянное напряжение из переменного. Вся проблема в том, что мы теряем половину мощности переменного напряжения . Ее тупо срезает диод.

Чтобы исправить эту ситуацию, была разработана схемка диодного моста. Диодный мост «переворачивает» отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну. Тем самым мощность у нас сохраняется. Прекрасно не правда ли?

На выходе диодного моста у нас появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в два раза больше, чем частота сети: 100 Гц.

Думаю, не надо писать, как работает схема, Вам все равно это не пригодится, главное запомнить, куда цепляется переменное напряжение, а откуда выходит постоянное пульсирующее напряжение.

Давайте же на практике рассмотрим, как работает диод и диодный мост.

Для начала возьмем диод.

Я его выпаял из блока питания компа. Катод можно легко узнать по полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий трансформатор, который из 220 Вольт трансформирует 12 Вольт. Кто не знает как он это делает, можете прочитать статью устройство трансформатора.

На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной снимаем 12 Вольт. Мультик показывает чуть больше, так как ко вторичной обмотке не подцеплена никакая нагрузка. Трансформатор работает на так называемом «холостом ходу».

Давайте же расмотрим осциллограмму, которая идет со вторичной обмотки транса. Максимальную амплитуду напряжение нетрудно посчитать. Если не помните как расчитать, можно глянуть статейку Осциллограф. Основы эксплуатации. 3,3х5= 16.5В — это максимальное значение напряжения. А если разделить максимальное значение амплитуда на корень из двух, то получим где то 11.8 Вольт. Это и есть действующее значение напряжения. Осцилл 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 транса наш диод.

Цепляемся снова щупами осцилла

Смотрим на осцилл

А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Диод оставил только верхнюю часть, то есть та, которая положительная. А раз он срезал нижнюю часть, то он следовательно срезал и мощность.

Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост.

Цепляемся ко вторичной обмотке транса по схеме диодного моста.

С двух других концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупами осцилла и смотрим на осцилл.

Вот, теперь порядок, и мощность у нас никуда не пропала:-).

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

А вот и советский:

А как Вы догадались? 🙂 Например, на советском диодном мосте, показаны контакты, на которые надо подавать переменное напряжение (значком » ~ «), и показаны контакты, с которых надо снимать постоянное пульсирующее напряжение («+» и «-«).

Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменке, а с двух других контактов снимаем показания на осцилл.

А вот и осциллограмма:

Значит импортный диодный мостик работает чики-пуки.

В заключении хотелось бы добавить, что диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая кушает напряжение из сети, будь то простой телевизор или даже зарядка для сотового телефона. Проверяются диодный мост исправностью всех его диодов.

Итак, дорогие мои, мы собрали нашу схемку и пришло время ее проверить, испытать и нарадоваться сему счастью. На очереди у нас — подключение схемы к источнику питания. Приступим. На батарейках, аккумуляторах и прочих прибамбасах питания мы останавливаться не будем, перейдем сразу к сетевым источникам питания. Здесь рассмотрим существующие схемы выпрямления, как они работают и что умеют. Для опытов нам потребуется однофазное (дома из розетки) напряжение и соответствующие детальки. Трехфазные выпрямители используются в промышленности, мы их рассматривать также не будем. Вот электриками вырастете — тогда пожалуйста.

Источник питания состоит из нескольких самых важных деталей: Сетевой трансформатор — на схеме обозначается похожим как на рисунке,

Выпрямитель — его обозначение может быть различным. Выпрямитель состоит из одного, двух или четырех диодов, смотря какой выпрямитель. Сейчас будем разбираться.

а) — простой диод.
б) — диодный мост. Состоит из четырех диодов, включенных как на рисунке.
в) — тот же диодный мост, только для краткости нарисован попроще. Назначения контактов такие же, как у моста под буквой б).

Конденсатор фильтра. Эта штука неизменна и во времени, и в пространстве, обозначается так:

Обозначений у конденсатора много, столько же, сколько в мире систем обозначений. Но в общем они все похожи. Не запутаемся. И для понятности нарисуем нагрузку, обозначим ее как Rl — сопротивление нагрузки. Это и есть наша схема. Также будем обрисовывать контакты источника питания, к которым эту нагрузку мы будем подключать.

Далее — пара-тройка постулатов.
— Выходное напряжение определяется как Uпост = U*1.41. То есть если на обмотке мы имеем 10вольт переменного напряжения, то на конденсаторе и на нагрузке мы получим 14,1В. Примерно так.
— Под нагрузкой напряжение немного проседает, а насколько — зависит от конструкции трансформатора, его мощности и емкости конденсатора.
— Выпрямительные диоды должны быть на ток в 1,5-2 раза больше необходимого. Для запаса. Если диод предназначен для установки на радиатор (с гайкой или отверстие под болт), то на токе более 2-3А его нужно ставить на радиатор.

Так же напомню, что же такое двуполярное напряжение. Если кто-то подзабыл. Берем две батарейки и соединяем их последовательно. Среднюю точку, то есть точку соединения батареек, назовем общей точкой. В народе она известна так же как масса, земля, корпус, общий провод. Буржуи ее называют GND (ground — земля), часто ее обозначают как 0V (ноль вольт). К этому проводу подключаются вольтметры и осциллографы, относительно нее на схемы подаются входные сигналы и снимаются выходные. Потому и название ее — общий провод. Так вот, если подключим тестер черным проводом в эту точку и будем мерить напряжение на батарейках, то на одной батарейке тестер покажет плюс1,5вольта, а на другой — минус1,5вольта. Вот это напряжение +/-1,5В и называется двуполярным. Обе полярности, то есть и плюс, и минус, обязательно должны быть равными. То есть +/-12, +/-36В, +/-50 и т.д. Признак двуполярного напряжения — если от схемы к блоку питания идут три провода (плюс, общий, минус). Но не всегда так — если мы видим, что схема питается напряжением +12 и -5, то такое питание называется двухуровневым, но проводов к блоку питания будет все равно три. Ну и если на схему идут целых четыре напряжения, например +/-15 и +/-36, то это питание назовем просто — двуполярным двухуровневым.

Ну а теперь к делу.

1. Мостовая схема выпрямления.
Самая распространенная схема. Позволяет получить однополярное напряжение с одной обмотки трансформатора. Схема обладает минимальными пульсациями напряжения и несложная в конструкции.

2. Однополупериодная схема.
Так же, как и мостовая, готовит нам однополярное напряжение с одной обмотки трансформатора. Разница лишь в том, что у этой схемы удвоенные пульсации по сравнению с мостовой, но один диод вместо четырех сильно упрощает схему. Используется при небольших токах нагрузки, и только с трансформатором, намного большим мощности нагрузки, т.к. такой выпрямитель вызывает одностороннее перемагничивание трансформатора.

3. Двухполупериодная со средней точкой.
Два диода и две обмотки (или одна обмотка со средней точкой) будут питать нас малопульсирующим напряжением, плюс ко всему мы получим меньшие потери в сравнении с мостовой схемой, потому что у нас 2 диода вместо четырех.

4. Мостовая схема двуполярного выпрямителя.
Для многих — наболевшая тема. У нас есть две обмотки (или одна со средней точкой), мы с них снимаем два одинаковых напряжения. Они будут равны, пульсации будут малыми, так как схема мостовая, напряжения на каждом конденсаторе считается как напряжение на каждой обмотке помножить на корень из двух — всё, как обычно. Провод от средней точки обмоток выравнивает напряжения на конденсаторах, если нагрузки по плюсу и по минусу будут разными.

5. Схема с удвоением напряжения.
Это две однополупериодные схемы, но с диодами, включенными по разному. Применяется, если нам надо получить удвоенное напряжение. Напряжение на каждом конденсаторе будет определяться по нашей формуле, а суммарное напряжение на них будет удвоенным. Как и у однополупериодной схемы, у этой так же большие пульсации. В ней можно усмотреть двуполярный выход — если среднюю точку конденсаторов назвать землей, то получается как в случае с батарейками, присмотритесь. Но много мощности с такой схемы не снять.

6. Получение разнополярного напряжения из двух выпрямителей.
Совсем не обязательно, чтобы это были одинаковые блоки питания — они могут быть как разными по напряжению, так и разными по мощности. Например, если наша схема по +12вольтам потребляет 1А, а по -5вольтам — 0,5А, то нам и нужны два блока питания — +12В 1А и -5В 0,5А. Так же можно соединить два одинаковых выпрямителя, чтобы получить двуполярное напряжение, например, для питания усилителя.

7. Параллельное соединение одинаковых выпрямителей.
Оно нам дает то же самое напряжение, только с удвоенным током. Если мы соединим два выпрямителя, то у нас будет двойное увеличение тока, три — тройное и т.д.

Ну а если вам, дорогие мои, всё понятно, то задам, пожалуй, домашнее задание. Формула для расчета емкости конденсатора фильтра для двухполупериодного выпрямителя:

Для однополупериодного выпрямителя формула несколько отличается:

Двойка в знаменателе — число «тактов» выпрямления. Для трехфазного выпрямителя в знаменателе будет стоять тройка.

Во всех формулах переменные обзываются так:
Cф — емкость конденсатора фильтра, мкФ
Ро — выходная мощность, Вт
U — выходное выпрямленное напряжение, В
f — частота переменного напряжения, Гц
dU — размах пульсаций, В

Для справки — допустимые пульсации:
Микрофонные усилители — 0,001. ..0,01%
Цифровая техника — пульсации 0,1…1%
Усилители мощности — пульсации нагруженного блока питания 1…10% в зависимости от качества усилителя.

Эти две формулы справедливы для выпрямителей напряжения частотой до 30кГц. На бОльших частотах электролитические конденсаторы теряют свою эффективность, и выпрямитель рассчитывается немного не так. Но это уже другая тема.

Во многих электронных приборах, работающих при переменном токе в 220 вольт устанавливаются диодные мосты. Схема диодного моста на 12 вольт позволяет эффективно выполнять функцию по выпрямлению переменного тока . Это связано с тем, что для работы большинства приборов используется постоянный ток.

Как работает диодный мост

Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические с большой емкостью.

Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

Применение диодных мостов

В любых приборах и электронике, для питания которых используется переменный электрический ток, присутствует схема диодного моста на 12 вольт. Ее используют не только в трансформаторных, но и в импульсных выпрямителях. Наиболее характерным импульсным блоком является блок питания компьютера.

Кроме того диодные мосты применяются в люминесцентных компактных лампах или в энергосберегающих лампах . Они дают очень хороший эффект при использовании их в пускорегулирующих электронных аппаратах . Широко применяются и во всех моделях современных аппаратов.

Как сделать диодный мост

Преобразовать переменный ток в постоянный поможет диодный мост — схема и принцип действия этого устройства приводятся ниже. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление. Его превращение в постоянный — достаточно часто встречающаяся необходимость.

Принцип действия полупроводникового диода

Рис. 1

Название описываемого устройства ясно указывает, что эта конструкция состоит из диодов — полупроводниковых приборов, хорошо проводящих электричество в одном направлении и практически не проводящих его в противоположную сторону. Изображение этого прибора (VD1) на принципиальных схемах приведено на рис. 2в. Когда ток по нему течет в прямом направлении — от анода (слева) к катоду (справа), сопротивление его мало. При изменении направления тока на противоположное сопротивление диода многократно возрастает. В этом случае через него течет мало отличающийся от нуля обратный ток.

Поэтому при подаче на цепочку, содержащую диод, переменного напряжения U вх (левый график), электричество через нагрузку течет только в течение положительных полупериодов, когда к аноду приложено положительное напряжение. Отрицательные полупериоды «срезаются», и ток в сопротивлении нагрузки в это время практически отсутствует.

Строго говоря, выходное напряжение U вых (правый график) является не постоянным, хотя и течет в одном направлении, а пульсирующим. Нетрудно понять, что количество его импульсов (пульсаций) за одну секунду равно 50. Это не всегда допустимо, но пульсации можно сгладить, если подсоединить параллельно нагрузке конденсатор, имеющий достаточно большую емкость. Заряжаясь во время импульсов напряжения, в промежутках между ними конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки. Пульсации сглаживаются, а напряжение становится близким к постоянному.

Изготовленный в соответствии в этой схемой выпрямитель называется однополупериодным, поскольку в нем используется лишь один полупериод выпрямленного напряжения. Наиболее существенные недостатки такого выпрямителя следующие:

• повышенная степень пульсаций выпрямленного напряжения;
• низкий КПД;
• большой вес трансформатора и его нерациональное использование.

Поэтому применяются такие схемы только для питания устройств малой мощности. Для исправления этой нежелательной ситуации разработаны двухполупериодные выпрямители, которые превращают отрицательные полуволны в положительные. Сделать это можно по-разному, но самый простой способ — использование диодного моста.

Рис. 2

Диодный мост — схема двухполупериодного выпрямления, содержащая 4 диода вместо одного (рис. 2в). В каждом полупериоде два из них открыты и пропускают электричество в прямом направлении, а два других закрыты, и ток через них не течет. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное — к катоду VD3. В результате оба этих диода открыты, а VD2 и VD4 — закрыты.

Во время отрицательного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD2, а отрицательное — к катоду VD4. Эти два диода открываются, а открытые во время предыдущего полупериода закрываются. Ток через сопротивление нагрузки течет в том же направлении. В сравнении с однополупериодным выпрямителем количество пульсаций возрастает вдвое. Результат — более высокая степень сглаживания при той же емкости конденсатора фильтра, увеличение КПД используемого в выпрямителе трансформатора.

Диодный мост может быть не только собран из отдельных элементов, но и изготовлен как монолитная конструкция (диодная сборка). Ее легче монтировать, а диоды обычно подобраны по параметрам. Немаловажно и то, что они работают в одинаковых тепловых режимах. Недостаток диодного моста — необходимость замены всей сборки при выходе из строя даже одного диода.

Еще ближе к постоянному будет пульсирующий выпрямленный ток, который позволяет получить трехфазный диодный мост. Его вход подключается к источнику трехфазного переменного тока (генератору или трансформатору), а напряжение на выходе почти не отличается от постоянного, и сгладить его еще проще, чем после двухполупериодного выпрямления.

Выпрямитель на основе диодного моста

Схема двухполупериодного выпрямителя на основе диодного моста, пригодная для сборки своими руками, изображена на рис. 3а. Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. Для этого нужно подключить диодный мост к трансформатору.

Пульсирующее выпрямленное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором С, имеющим достаточно большую емкость — обычно порядка нескольких тысяч мкФ. Резистор R играет роль нагрузки выпрямителя на холостом ходу. В таком режиме конденсатор С заряжается до амплитудного значения, которое в 1,4 (корень из двух) раза выше действующего значения напряжения, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора.

С ростом нагрузки выходное напряжение уменьшается. Избавиться от этого недостатка можно, подключив к выходу выпрямителя простейший транзисторный стабилизатор. На принципиальных схемах изображение диодного моста часто упрощают. На рис. 3б показано, как еще может быть изображен соответствующий фрагмент на рис. 3а.

Следует заметить, что, хотя прямое сопротивление диодов невелико, тем не менее, оно отлично от нуля. По этой причине они нагреваются в соответствии с законом Джоуля-Ленца тем сильнее, чем больше величина тока, протекающего по цепи. Для предотвращения перегрева мощные диоды часто устанавливаются на теплоотводах (радиаторах).

Диодный мост — это практически обязательный элемент любого электронного устройства , питающегося от сети, будь то компьютер или выпрямитель для зарядки мобильного телефона.

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

Одной из важнейших частей электронных приборов питающихся от сети переменного тока 220 вольт является так называемый диодный мост. Диодный мост – это одно из схемотехнических решений, на основе которого выполняется функция выпрямления переменного тока.

Как известно, для работы большинства приборов требуется не переменный ток, а постоянный. Поэтому возникает необходимость в выпрямлении переменного тока.

Думаю понятно, что в случае отдельных диодов нужно просто заменить один неисправный диод, что, соответственно, обойдётся дешевле.

В реальности сборка диодного моста может выглядеть вот так.

Диодная сборка KBL02 на печатной плате

Или вот так.

Диодная сборка RS607 на плате компьютерного блока питания

А вот так выглядит диодная сборка DB107S для поверхностного (SMD) монтажа. Несмотря на свои малые размеры, сборка DB107S выдерживает прямой ток 1 A и обратное напряжение в 1000 V.

Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Поэтому их корпус конструктивно выполнен с возможностью крепления на радиатор. На фото – диодный мост KBPC2504 , рассчитанный на прямой ток 25 ампер.

Естественно, любую мостовую сборку можно заменить 4-мя отдельными диодами, которые соответствуют нужным параметрам. Это бывает необходимо, когда нужной сборки нет под рукой.

Иногда это вводит новичков в замешательство. Как же правильно соединить диоды, если предполагается изготовление диодного моста из отдельных диодов? Ответ изображён на следующем рисунке.

Условное изображение диодного моста и диодной сборки

Как видим всё довольно просто. Чтобы понять, как нужно соединить диоды, нужно вписать в стороны ромба изображение диода.

На принципиальных схемах и печатных платах диодный мост могут обозначать по-разному. Если используются отдельные диоды, то рядом с ними просто указывается сокращённое обозначение – VD , а рядом ставиться его порядковый номер в схеме. Например, вот так: VD1 – VD4 . Иногда применяется обозначение VDS . Данное обозначение указывается обычно рядом с условным обозначением выпрямительного моста. Буква S в данном случае подразумевает, что это сборка. Также можно встретить обозначение BD .

Где применяется схема диодного моста?

Мостовая схема активно применяется практически в любой электронике, которая питается от однофазной электросети переменного тока (220 V): музыкальных центрах, DVD-проигрывателях, кинескопных и ЖК-телевизорах… . Да где его только нет! Кроме этого, он нашёл применение не только в трансформаторных блоках питания , но и в импульсных. Примером импульсного блока питания, в котором применяется данная схема, может служить рядовой компьютерный блок питания. На его плате легко обнаружить либо выпрямительный мост из отдельных мощных диодов, либо одну диодную сборку.

В сварочных аппаратах можно обнаружить очень мощные диодные мосты, которые крепятся к теплоотводу. Это лишь несколько примеров того, где может применяться данное схемотехническое решение.

Диодный мост: устройство, принцип работы и сферы применения

Диодный мост электрического генератора это электрическая схема состоящая из нескольких мощных диодов и варистора, и служащая для выпрямления электрического тока поступающего с ротора возбудителя генератора на его силовой ротор.

Устройство и принцип работы диодного моста

Принцип работы диодного выпрямителя заключается в способности диодов пропускать электроток в одном направлении и предотвращать его обратное прохождение.

 

 

 

 

Основные этапы выпрямления синусоиды переменного тока:

1. На вход выпрямительного блока поступает переменный ток 50-60 Гц.
2. Сборка пропускает электроток в прямом направлении. При этом часть токовой синусоиды, которую полупроводниковая схема считает обратной, срезается и ее знак меняется на противоположный.
3. В итоге функционирования полупроводникового моста на выход подается однополярный пульсирующий ток. Частота пульсаций выходного тока равна удвоенной частоте входного тока – 50х2 = 100 Гц.

Полученный на выходе выпрямительной схемы пульсирующий ток постоянным не является.

Основной вид устройства выпрямительного блока генератора с диодным мостом – это две теплоотводящие пластины, изготовленные из алюминиевого сплава. Пластины могут объединяться в общую конструкцию через 3 изолирующие втулки, а могут быть смонтированы отдельно друг от друга. В каждую из них впаивается по 3 диода – 3 положительных и 3 отрицательных. Плюсовые и минусовые полупроводники соединяются в пары.

Полупроводниковые выпрямители из единичных диодов или сборок

Диоды могут по отдельности впаиваться на плату, но в случае с диодным мостом генератора используется более прогрессивное решение – диодные сборки, подразумевающие объединение полупроводников в общем корпусе или на пластине. Это предпочтительный вариант – такой выпрямитель обходится дешевле и занимает меньший объем. Полупроводниковые элементы в этом случае подбираются в заводских условиях с контролем всех параметров. У отдельных диодов характеристики могут отличаться, что негативно сказывается на функционировании схемы.

Так же, что очень важно, для защиты от влаги и вибрации, вся диодная сборка заливается специальной смолой, или так называемым компаундом.

Другие преимущества сборки: работа всех ее элементов в едином тепловом режиме, что снижает вероятность выхода из строя отдельного полупроводника, простота монтажа прибора. Минусы сборки – сложность контроля за работоспособностью отдельно взятого полупроводника, невозможность замены одного отдельного элемента в случае его выхода из строя. Но при правильной подборке диодов сборки исправно служат в течение длительного времени.

Выпрямители в одно- и трехфазных сетях переменного тока

Диодный мост, используемый в электросетях напряжением 220 В, состоит из 4 диодов, трехфазных – из 6 полупроводниковых элементов. Принцип работы этих полупроводниковых выпрямителей одинаковый. Существует множество схем трехфазных выпрямительных блоков, самая мощная и совершенная из них состоит из 6 мостов, включенных параллельно.

Виды диодных мостов по мощности

Разные модели полупроводниковых выпрямителей рассчитаны на разный номинальный ток. По этому параметру полупроводниковые выпрямительные приборы делят на следующие серии:

• малой мощности – величина номинального тока до 0,3 А;
• средней мощности – 0,3 А – 10 А;
• большой мощности – более 10 А.

Одна из важных характеристик полупроводникового выпрямителя – наибольшее обратное напряжение, которое может выдержать блок. Если этот показатель будет превышен, то прибор выйдет из строя.

Области применения диодных мостов

Применяются в конструкции любого синхронного генератора переменного тока для обеспечения функционирования вращающегося магнитного поля силового ротора.

Диодные мосты применяют в основном для ремонта вышедшего из строя генератора.

Купить диодные выпрямительные мосты можно для применения в электросистемах городского электрического транспорта (трамваев, троллейбусов, метро), электровозов, в промышленных системах очистки газовых смесей, буровом оборудовании.

Что такое диодный мост: схема и принцип работы

Смотрите также обзоры и статьи:

Таким мостом называется электроустройство миниатюрного размера, используемое в электросхемах и светодиодном оборудовании для трансформирования электротока, а именно его изменение из переменного значения в постоянное. Также оно выпрямляет ток в схеме. Важная часть двухполупериодного элемента питания, так и называемая — выпрямителем.

Большинство предприятий, производств и просто жителей городов и сел страны активно приобретают светодиодные лампы и ленты в качестве выгодной замены привычных источников света с нитями накаливания и даже галогеновых или люминесцентных ламп. Ведь LED лампы в 9 раз более экономны, чем накаливания и на 30-40% меньше затрачивают на аналогичную выработку яркости, чем другие «экономки». Современные источники света на экономных кристаллах не имеют в своем содержании вредных испарений, соединений, металлов и кислот, а значит, не загрязняют почву и не требуют специальной утилизации. Светодиоды, которые, как и обычные диоды, преобразуют ток, но только в светящийся эффект, не вырабатывают лучей в инфракрасном и ультрафиолетовом спектре.

Во многом по конструкции светодиодная лампа не отличается от своих предшественников. В ней представлены два стандартных типа цоколя, штырьковый и резной, которые отличаются принципом действия. Резной или вкручивающийся цоколь подходит для использования в аналогичных патронах с напряжением 220 вольт (переменный ток). Каждая лампа имеет встроенный стабилизатор для регулирования напряжения в постоянное значение. Резные цоколи – привычные Е14, Е27 и Е40, где цифровое значение указывает на расстояние между контактами цоколя.

Штырьковый цоколь характерен для большинства ламп, работающих от низких значений напряжения, и выглядит как два металлических или керамических столбика со шляпкой на конце или без нее. К таким цоколям можно отнести светодиодные лампы MR16, G4,G9.GU10 и другие. Некоторые модели можно использовать для основного освещения, однако большинство ламп штырькового типа предназначены для точечной или акцентной вспомогательной подсветки витрин, ступеней дома, салона автомобиля, номерных знаков, приборной панели и т.п.

И самое главное – в основе всех этих современных источников света – все тот же диодный мост из светодиодов, который мы рассмотрим ниже.

Схема диодного моста

Наиболее примитивным способом, т.е. схемой подключения диодов, является комплекс из четырех последовательно соединенных полупроводников, которые создают нечто наподобие ромба. Далее по схеме мост подключается к разным по полярности источникам, снимая при этом переменное напряжение, преобразовывая его в постоянное значение.

По разновидностям и от того, какая схема подключения, разделяют два основных вида:

• Однофазный диод,
• Трехфазный.

Чтобы разыскать диод в электросхеме, необходимо обратить внимание, на то, что обычно его обозначение выглядит так:

А тот самый примитивный мост, состоящий из четырех диодов, в соединенном состоянии передается таким рисунком:

Однако на многих общих схемах обозначения диодного моста можно встретить и такой, более простой:

Или же, наоборот, детализированный:

Главное во всех схемах – правила, по которым необходимо этот элемент подключать к напряжению. Правильно это нужно делать так:

Выпрямитель Ларионова – еще одна распространенная схема подключения. Это трехфазный диод, пропускающий полуволны поочередно. На чертеже это демонстрируется как:

Техническая схема предполагает полупроводниковый диод-выпрямитель и его разновидности, в числе которых диод Шоттки. Выпрямитель из данных сборок крайне отличается от остальных. Так, он применим в блоках питания импульсного типа, ведь кристалл Шоттки имеет невысокую барьерную силу, малое время на обратное восстановление. Используется зачастую в схемах, где катод и анод – общий. В графике это представлено таким образом:

Устройство диодного моста

Для того, чтобы самостоятельная сборка состоялась успешно, необходимо выбрать диодный мост, подходящий по основным параметрам. К главным показателям таких устройств можно отнести важнейших два:

• Обратное напряжение;
• Ток в максимальном значении обратный.

То есть при выборе разновидности моста с рабочим напряжением от обычной сети, а именно 220 вольт,
Номинальная сила напряжения у приобретаемого продукта должна быть не меньше 400 вольт, а сила тока в выпрямленном состоянии – не меньше 3 ампер. Стоит обращать внимание и на мощности пикового тока (максимальная концентрация в один момент) и обратного напряжения. В данном случае, например, пик – около 50 ампера, а обратка по напряжению – 600-1000 ватт, смотря какую модель моста вы выбрали.

Само устройство моста подразумевает наличие корпуса, форма которого может отличаться в зависимости от схемы подключения диодов. Так, могут быть прямоугольные и квадратные модели, и даже в один ряд в виде прямой платы. В квадратном корпусе можно встретить выводы, размещенные по углам устройства. Также устройство моста требует алюминиевых плат или специальных радиаторов для отвода излишков тепла, которое неизбежно возникает во время прохождения такого количества напряжения и силы тока через небольшие элементы микросхемы. Поэтому все мосты имеют отдельные крепежные элементы.

Рекомендуем выбирать модели, в которых диоды умещены в один корпус. Это позволяет:

• Мосту не перегреваться и поддерживать нормальный эксплуатационный режим без сбоев;
• Диоды, размещенные в одном устройстве, изготавливаются на заводе в одной партии, поэтому с большей вероятностью будут иметь схожие параметры, что благоприятно скажется на всей работе прибора;
• Экономия пространства на плате за счет плотного размещения внутри одного бокса.

Принцип работы диодного моста

Отрицательная волна в диодном мосте не уменьшается, а трансформируется в положительную.

Это происходит из-за того, что он как бы «подчиняет» себе нестабильный переменный ток, который меняет свое направление по несколько раз в одночасье, образуя то положительные в амплитуде, то отрицательные полуволны.

При подаче нагрузки через генератор, диодный мост все выравнивает, ведь поочередно в игру вступают то первые два полупроводника, то последующие два. То есть происходит соприкосновение двух полупроводников разной проводимости или p-n-переход, называемый также электронно-дырочным, поскольку в нем участвуют и электроны, и дырки.

Как собрать диодный мост

Поскольку найти сегодня старые постперестроечного периода подобные выпрямители довольно непросто, то детально рассматривать схему сборки и пайки советского образца не будем. Только стоит упомянуть, что выглядит схема для пайки четырех последовательно подключенных диодов так:

Собрать современный мост даже проще: если представить его в виде ромба, то на северном угле будет вход с переменным значением, как и на южном. Западный угол уйдет под выход с отрицательным значением, а восточный – с положительным.

Чем отличаются диодные мосты

Они отличаются в первую очередь такими существенными показателями как:

• Форма корпуса;
• Схема расположения выводов.

Выводы могут быть в один ряд, с углов и даже снизу корпуса. Также различия составляют такие критерии как мощность напряжения (400-1000 ватт), сила тока обратного и на максимальных значениях.

Как проверить исправность диодного моста

Несмотря на цену и надежность, любая модель моста такого типа неизбежно сталкивается с таким понятием как остаточная пульсация, которая в любом случае остается. Поэтому рекомендуем проверять исправность устройства с помощью мультиметра, а именно вольтаж, омметраж и показатели в ваттах. Подавайте на диод напряжение не больше 3 вольт.

Опубликовано: 2020-06-09 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ

Поделиться в соцсетях

Устройство и работа выпрямительного диода

Устройство и работа выпрямительного диода.

Диодный мост.

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с полупроводниковыми диодами. В предыдущей части статьи мы с Вами разобрались с принципом работы диода, рассмотрели его вольт-амперную характеристику и выяснили, что такое пробой p-n перехода.
В этой части мы рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов .

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

Общие характеристики выпрямительных диодов.

В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой. средней и большой мощности:

малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;
средней мощности – от 300mA до 10А;
большой мощности — более 10А.

По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые. но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.

Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 — 150)º С, а германиевых – лишь от -60 до +(70 – 85)º С. Это связано с тем, что при температурах выше 85º С образование электронно-дырочных пар становится столь значительным, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными .

Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:
на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n -типа расплавляют алюминий. индий или бор. а на поверхность кристалла с электропроводностью p -типа расплавляют фосфор .

Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью. Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.
Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т. е. со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3 ) с p-n переходом (4 ) припаиваются к кристаллодержателю (2 ), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7 ) со стеклянным изолятором (6 ), через который проходит вывод одного из электродов (5 ).

Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1 ) с помощью которых они монтируются в схемах.
У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1 ) значительно мощнее. Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

Электрические параметры выпрямительных диодов.

У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:

Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
Рабочая частота. кГц;
Рабочая температура. С.

Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (Rн ), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD ).

При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (Rн ), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается. и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр ). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В итоге получается, что через нагрузку (Rн ), подключенную к сети через диод (VD ), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.
Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор (Cф ) во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (Rн ). Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке (Rн ) будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель потому, что они будут «фонить», так как уровень пульсаций (Uпульс ) пока еще очень ощутим.
В выпрямителе, с работой которого мы познакомились, полезно используется энергия только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется больше половины входного напряжения и потому такое выпрямление переменного тока называют однополупериодным. а выпрямители – однополупериодными выпрямителями. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста .

Диодный мост.

Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный. В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода. Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

Из корпуса сборки выходят четыре вывода напротив которых расположены знаки «+ », «— » или «

», указывающие, где у моста вход. а где выход. Но не обязательно диодные мосты можно встретить в виде такой сборки, их также собирают включением четырех диодов прямо на печатной плате, что очень удобно.

Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.
Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике. Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста. Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3. нагрузку Rн. диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а ). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4. нагрузку Rн. диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б ). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в ). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными .

И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором. то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром .

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Горюнов Н.Н. Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.
3. Пасынков В.В. Чиркин Л.К — Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» — 4-е изд. перераб. и доп. 1987г.

Понравилась статья — поделитесь с друзьями:

Иван
28. Jan. 2014 в 11:53

Прочитал Вашу статью перед зачётом по электронике в Университете и открыл для себя этот материал другими глазами, более просто больше нигде не читал. Спасибо Вам.
Но у меня появился вопрос: в диодном мосту при протекании тока через VD3 к VD2 после Rн, ток не уходит ещё и на VD1 ведь он включен как и VD2 анодом к Rн?
Спасибо.

Сергей
28. Jan. 2014 в 14:49

Добрый день Иван!
Спасибо.
Вы правы. После нагрузки ток попадает и на VD1 и на VD2. Но в данный полупериод (сплошная стрелка) VD1 закрыт, так как и на катоде и на аноде присутствует положительный потенциал, и поэтому прохождения тока через него нет, и это получается уже не диод а резистор с ооогромным сопротивлением.
А так как ток идет по найменьшему сопротивлению, то он идет на VD2 и на нижний вывод вторичной обмотки.
Диод VD4 также представляет резистор с ооогромным сопротивлением — но это только в первый полупериод.
Во втором полупериоде, когда положительный потенциал пойдет снизу-вверх, диоды поменяются местами.
Удачи!

Александр
16. Apr. 2014 в 14:50

Здравствуйте, подскажите еще один момент по диодному мосту.
А как проходит ток по VD2, если -(минус) подключен к аноду диода, а анод положителен.

Сергей
16. Apr. 2014 в 19:27

Добрый вечер Александр!
На анодах диодов VD1 и VD2 отрицательное напряжение образуется, а затем снимается нагрузкой Rн.

Эдик
20. Apr. 2014 в 19:37

добрый вечер!Спасибо Вам за подробное описание основ,незнание которых непозволительное упущение, т.к.рано или поздно это может пригодиться.Я пытаюсь выпрямить 12 вольт для запуска двигателя от шуруповерта.Регулировать обороты буду при помощи ШИМ. Но вот мост,который я собрал из диодов 5408 сильно греется под нагрузкой, до 80 гр. С. Попробовал диод Д213А на 10А,нагрелся до 100.Вопрос:нагрев до такой температуры-это нормально?Или необходимо применить более мощные диоды, напр.MBR1650 и т.д.Неужели и он будет так же нагреваться? Под нагрузкой ток примерно 8-9А. ????

Сергей
20. Apr. 2014 в 20:13

Добрый вечер Эдик!
Нагрев допускается до 120 градусов, но это еще Советские стандарты.
Вы установите диоды на радиатор и проблема с нагревом отпадет.

Найдите дюралевую или алюминиевую полоску толщиной 5-7мм, благо сейчас это не проблема, и нарежьте четыре кусочка размером 80х80мм. На эти кусочки закрепите диоды. Для лучшего контакта диода с пластиной, место, где будет крепиться диод, слегка пройдите наждачной бумагой, и когда будете крепить диод, смажьте обе плоскости вазелином или машинным маслом. Смазка нужна для лучшего контакта между поверхностями.
Удачи!

Эдик
21. Apr. 2014 в 22:25

Сергей,большое спасибо.Честно говоря, я прошерстил все свои книги. Нашел и объяснение причины нагрева. Меня смутило то, что без нагрузки, т.е. на холостом ходу двигателя нагрев был терпимым,около 80.Я не могу на неделе вырваться в Радиолавку,купить сборку диода Шотки,поэтому попробую собрать мост на базе 4-х 213А,что даст в пределах 20А.Их тоже можно прикрепить для охлаждения к алюминиевой пластине с помощью хомутика,я думаю.Простите,для Вас является очевидным то, что для меня представляет китайскую грамоту.Как говорил тов.Козьма Прутков: Многие вещи нам непонятны потому, что они не входят в круг наших понятий.Постараюсь быть прилежным Вашим учеником.

Сергей
21. Apr. 2014 в 23:11

Эдик!
Вы не гонитесь за мощными диодами.
Поймите одно: если через диод или диодную сборку идет ток, больший, чем на который рассчитан холостой ход p-n перехода диода, то диод будет однозначно греться. Вы можете установить диодную сборку с меньшими параметрами, и она справиться, но ей нужно охлаждение. Как правило, выпрямительные диоды всегда устанавливаются на радиаторах.

Дмитрий
10. May. 2014 в 19:29

Сергей, посоветуйте пожалуйста, какие лучше купить диоды для диодного моста. Требуется выпрямить ток блока питания 12В. 3А.
Спасибо за статью! ????

Сергей
10. May. 2014 в 21:15

Добрый вечер Дмитрий!
Спасибо!
Из отечественных:
Д232; Д242-Д248; КД202; КД203; КД206; КД210; КД213 — с любым буквенным индексом.
Диоды в обязательном порядке устанавливайте на радиатор.
Удачи ???? !

АстролонЫч
14. May. 2014 в 10:28

Спасибо за познавательную статью. Буду рад прочесть в таком же простом и понятном изложении про другие дискретные элементы

Сергей
27. May. 2014 в 09:58

Алексей!
Если смотреть по схеме, то одно входное плечо моста подключайте к клемме «М», а второе входное на «О2» клемм бкс. С клеммы «О1» идет на аккумулятор уже выпрямленное напряжение по однополупериодной схеме, а с клеммы «О2» идет чистая переменка с генератора.
Схемы и рекомендации нарисованы правильно, а вот, что касается отсутствие обмотки возбуждения — мне это не о чем не говорит, да и спросить не у кого.
Удачи!

Алексей
27. May. 2014 в 11:11

Это понятно, но как правильно в эту цепь включить реле,у которого три контакта. И на одной из схем, после моста включена реле,но -моста на массе,диод не выгорит из-за этого? И стоит ли запитать -моста -реле -акб между собой ,или можно на массу. Извините за 101 вопрос,электрика не совсем моя стихия

Сергей
27. May. 2014 в 11:45

Алексей!
Если я правильно понял вопрос:

Алексей
27. May. 2014 в 12:09

Как бы да,вот по схеме после бкс можно так сделать?
Единственное,что у всех лампочек минус запитан на корпус. И стандартно абсолютно все приборы на массу(корпус).На одной из схем бкс отключают от корпуса и ведут отдельно провод с генератора(кольцуют якобы переменку),стоит это делать?

Сергей
27. May. 2014 в 17:14

Алексей!
Вы без корпуса (общего или минуса) ничего не сделаете. На одном плюсе работать ничего не будет, сами понимаете. Если хоть один провод откините от бкс, то работать вообще ничего не будет.
Если хотите отдельный корпус (общий или минус), то ставьте еще один генератор и от него ведите еще одну линию.

Алексей
27. May. 2014 в 17:29

Вы меня неправильно поняли.Вот что я имел ввиду http://moto-planeta.ru/forum/topic_4694/1

Сергей
27. May. 2014 в 18:02

Алексей!
Может я что-то не так понял, так как техники у меня такой нет, но схема, которую я нарисовал и которые Вы мне выслали, все соответствуют Вашему желанию. И даже на форуме это подтверждено.
Что Вас не устраивает.
Какие еще вопросы.
P.S. Запомните раз и навсегда: от одного источника питания можно получить несколько разных плюсов, но минус, общий, масса, корпус всегда будет один. Потому что он общий, он опора, от минуса к плюсу бегут электроны.
Удачи!

Алексей
27. May. 2014 в 18:12

Александр
05. Jun. 2014 в 15:14

Добрый День.
Прошу посоветовать на предмет наличия оборудования для решения сл. проблемы:
— Мне надо переменный ток на 12-25 Вольт преобразовать в постоянный на 12-25 Вольт, мощностью от 30Ватт
Спасибо.

Сергей
05. Jun. 2014 в 16:03

Добрый день Александр!
Подойдут диоды из серии 1N4001 — 1N4007. Это самые распространенные кремниевые диоды.

Иван
12. Jun. 2014 в 11:42

Замечательно написано! Хотелось бы точно также понятно о работе конденсаторов на примере работы небольших схем. Спасибо!

Сергей
12. Jun. 2014 в 16:03

Добрый день Иван!
В скором времени планирую.
Спасибо за оставленный комментарий!

Александр
25. Jun. 2014 в 16:37

Задача: переменное 220 вольт — получить постоянное 220 вольт. Вопрос можно ли в мостовой схеме использовать диоды КД-213 а,б,в с обратным напряжением 200 вольт. Ведь в мостовой схеме в одно плечо нагрузки вроде как включается последовательно два диода.

Сергей
25. Jun. 2014 в 18:03

Александр!
Эти диоды не подойдут.
Используйте диоды на обратное напряжение не менее 300 В.
В мостовой схеме ток идет через один диод.

Александр
25. Jun. 2014 в 21:05

Александр
25. Jun. 2014 в 21:29

Сергей, только что при очередном проведённом измерении, падение напряжения на диодах д-231А составило 105 вольт на каждом. Так и диодах КД-213 то же такое. Получается использование диодов на напряжение 200 вольт достаточно! Доказано ПРАПОЩИКОМ ГОЛУБЕНКО ИВАНОМ ВАСИЛЬЕВИЧЕМ В 1973 году. С уважением Александр, бывший комвзвода связи у Иван Васильевича.

Александр
25. Jun. 2014 в 21:35

Да и еще, для экономии электроэнергии и электролампочек на общий выключатель освещения лестничных клеток, я установил в своём ЖСК в 1996 году диоды КД213 (других не было под рукой) и ничего работают до сих пор.
Спасибо.

Сергей
25. Jun. 2014 в 22:18

Бывшему комвзвода Александру от бывшего библиотекаря-кинорадиомеханика Сергея!
Довелось служить в самом начале 90-х — присягал еще Советскому Союзу.
Так вот: над дверью перед входом в клуб висела лампа и с периодичностью раз в месяц перегорала. От старшины Васильева поступил приказ: ликвидировать это безобразие. В разрыв лампы, помню как сейчас, установил диод Д7Б (почти как ДМБ) — других небыло. За время моей службы лампа больше не перегорала.
На гражданке такое не прошло. Рванул так, что помял корпус выключателя.
Скорее всего, Ваши диоды «выкручиваются» за счет лошадиного тока в 10 А.
Точно ответить не могу, а в сказки уже не верю.
Удачи!

Александр
25. Jun. 2014 в 23:10

Спасибо. Смотрите второй закон Кирхгофа, а также закон Ома. Здесь начинает работать уже постоянный ток. Поэтому падение напряжения на нагрузке и диоде делится, поэтому диоды и держат. Но. если будет нагрузка больше допустимой катастрофа неизбежна!

Сергей
26. Jun. 2014 в 00:18

Александр!
В полупроводнике действуют другие законы.
Если p-n переход диода не рассчитан на обратное напряжение свыше 200 В и ток нагрузки более 300 mA, то чтобы ты не делал, а при подаче сверх лимита диод сгорит при любом раскладе. Здесь дело только во времени.
P.S. Я все думаю про армейский диод: мне кажется, что была опечатка в букве.

Александр
26. Jun. 2014 в 04:28

Спасибо за ответ. Опечатки в букве наверное нет. ПП приборы для армии с пометкой ВП или ромбиком делали более качественно. Ну да ладно время покажет.

Алишер
07. Aug. 2014 в 20:21

Пытаюсь запустить шуруповерт без батарей.
Читал что требует большие токи в работе. Наверное до 10А.
Шуруповерт 9.6V DC
Есть диоды Д247 и Д242.
Какое напряжение нужно с транса и какой кондер?
Спасибо!

Сергей
09. Aug. 2014 в 01:19

Здравствуйте Алишер!
Диоды подойдут, а на выходе с транса нужно иметь напряжение 10 Вольт. Поставьте два кондера по 500 мкф х 16 Вольт.

Алишер
10. Aug. 2014 в 09:04

Спасибо Сергей!
Как правильно оценить максимальный ток который может выдать выпрямитель?
Имею ввиду если нагрузка скажем до 25А. Напряжение 10V.
Понимаю что нужен большой транс. Но насколько большой?

Сергей
13. Aug. 2014 в 14:18

Добрый день Алишер!
Подойдет от старого цветного телевизора Советского производства, например «Электрон».
В таких телевизорах использовались трансы мощностью от 180 до 320 Вт (ТС-180, ТС-240).
Вам придется смотать или домотать вторичную обмотку.
Удачи!

Paul
25. Aug. 2014 в 18:04

Доброго времени суток, Сергей! Интересует такой вопрос. Собран мост на Д246. Питание напрямую из сети. Каково будет выходное напряжение? (Около 300В?) нужен ли фильтр и какой? Охлаждение? Нагрузка рассчитывается в пределах 200Вт. Запитываться будет блок питания компьютера на вход (он используется в качестве конвертора)

Сергей
25. Aug. 2014 в 19:03

Добрый вечер Paul!
На нагрузке Вы получите 220В.
На счет фильтра не скажу, а вот конденсатор 20 — 50мкф 400В после моста поставьте.
Диоды устанавливайте на радиаторы и обязательно делайте охлаждение.

Станислав Васильевич.
17. Sep. 2014 в 11:47

Уважаемый Сергей.
Не думал, что в таком возрасте (68 лет) придётся заниматься электротехническим конструированием. Реальная жизнь украинского пенсионера поставила передо мной такую задачу, которую и придётся мне решить. Вопрос вот в чем. Для зарядки двух 12В гелевых аккумуляторов ( 4 и 7 A/h) нужно сконструировать и собрать зарядное устройство. Оригинальным не буду — устройство должно быть, по возможности, не дорогим и соответствовать необходимым параметрам режима зарядки этого типа АКБ. В общих чертах я понимаю, какие технические средства нужны для решения поставленной задачи, но расчитать режимы этого устройства не хватает знаний. Очень надеюсь найти помощь для себя на Вашем сайте, тем более, что этот материал будет полезным и для многих других домашних умельцев в решении подобных задач.
«Надёргал» по друзьям «стартовые» компоненты:
1.Понижающий тр-р достаточной конструктивной мощности: ленточный магнитопровод, обмотки — медь, I-220В Ø-1мм, II-20В Ø-2,5мм.
2.Электролитический конденсатор для фильтра выпрямителя 10000 мкФ х 50В.
3.Две измерительные головки для контроля величины тока и напряжения режимов зарядки: ± 50mA и 50mA.
У друзей надеюсь найти или докупить фольгированный текстолит для печатной платы и остальные недостающие компоненты конструкции.
Сергей, какие нужны выпрямительные диоды для моста, которые обеспечат ток заряда от 0 и до 1,5 — 2,0А (на всякий другой случай)? Подскажите, какая схема обеспечит плавную или ступенчатую независимую регулировку зарядного напряжения и силы тока?
Очень надеюсь на «ликбез» по этой теме.
С уважением Станислав Васильевич.

Сергей
18. Sep. 2014 в 12:37

Добрый день Станислав Васильевич!
Вы еще раз доказали, что радиолюбительством можно и нужно заниматься в любые годы.
Для выпрямления тока до 2А подойдут отечественные мощные диоды, например, КД202В,Г,Д,Е,Ж,К,Л,Н.
Специально для Вас нашел очень простую схему зарядного устройства для гелевых аккумуляторов.
Вместо токозадающих резисторов можно установить проволочный переменный мощностью не менее 25Вт с номиналом до 10 — 50 Ом.
Если возникнут вопросы — задавайте. С удовольствием отвечу.
Вот ссылка:

Станислав Васильевич.
19. Sep. 2014 в 00:28

Сергей, спасибо за помощь. Вы знаете, я уже «перецепался» в И-нете через эту схему, но из-за отсутствия соответствующих знаний, оценить по достоинству её не смог. Теперь, как говорится, положил её на рабочий стол. Теперь по схеме непосредственно. Сегодня принёс от товарища 6 шт. диодов КД213Г — он сказал, что их можно тоже использовать в этой схеме. Я поинтересовался в справочнике и у меня на их счет возникли сомнения. Смутило меня сравнительно большое на них падение напряжения. Ну, в мосте, при подводимом напряжении ≈20В, я думаю, это может быть и не существенный недостаток, а вот в позиции VD5? Сергей, как Вы считаете, этим параметром можно пренебречь или всё же нужно искать КД202В… и нужно ли ставить их на теплоотводы? Вопрос следующий. Какая должна быть площадь теплоотвода для микросхемы L200C, в расчете на максимально возможный ток? Вопросы, на мой взгляд, первостепенные, т.к. нужно компоновать элементы в корпус будущей конструкции и нужно определиться с габаритами её компонентов.
С ув. Ст.Вас.

Сергей
19. Sep. 2014 в 11:53

Станислав Васильевич!
1. Диоды и микросхему обязательно ставим на радиаторы.
2. Про площадь радиаторов сказать не могу, так как всегда делаю на глаз или использую стандартные. Если смотреть фотографии к статье, то радиатор, на котором закреплена микросхема, для тока нагрузки 2 — 3 Ампер подойдет. Но если ток использовать 3,5 — 7 Ампер, то радиатор надо брать больше раза в полтора.
2. Для тока нагрузки 2 — 3 Ампер можно установить по два диода на один такой радиатор (как в статье). Но если ток будет выше, то каждый диод устанавливаем на такой радиатор. Для VD5 придется использовать отдельный радиатор. Все диоды и микросхему устанавливаем через специальные прокладки (изолируем от корпуса).
3. Диоды можно использовать любые выпрямительные (импортные или отечественные) с прямым напряжением Uпр — 50 Вольт и более, и с прямым током Iпр не менее 5 Ампер. КД213 подойдут.

Станислав Васильевич.
19. Sep. 2014 в 21:47

Сергей, спасибо за своевременные и ценные рекомендации. Купил я сегодня комплект КД202В. С L200C, вероятно, будет заминка — пока никто из моего окружения о такой не слышал. Видимо, придётся искать в И-нете и выписывать. Интересно, 100% отечественный аналог этого стабилизатора существует или нет?
Ещё раз спасибо.
С ув. Ст.Вас.

Сергей
20. Sep. 2014 в 09:34

Станислав Васильевич!
Аналогов этой микросхемы я не нашел.
Есть схема простого зарядного устройства, которая работает как часы. По этой схеме я собрал, еще в 90-х, десятка четыре зарядных устройств, и еще не один хозяин не пожаловался.
А если ее дополнить автоматом, который будет отключать заряжаемый аккумулятор? И не надо никаких мудренных микросхем. Для своего экземпляра я так и сделал, вот только его у меня уже нет, и доработку я не сохранил. Если найду источник, то обязательно напишу.
Схему возьмите по этой ссылке в комментарии №27.
Удачи Вам!

Сергей
20. Sep. 2014 в 09:46

Станислав Васильевич!
Схема зарядного устройства: Радио 1992г, №12, стр.11.
Так как у меня уже было зарядное устройство, поэтому из этой схемы я взял только участок, который отвечает за автоматическую работу зарядного устройства.
Вы ее собирайте полностью и не пожалеете. Выйдет дешевле и надежнее.
Удачи!

Станислав Васильевич.
19. Sep. 2014 в 22:09

Для тех, кого заинтересовала тема этого зарядного, ссылка с форума, по практической реализации этой конструкции: http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=122153

Станислав Васильевич
23. Sep. 2014 в 10:18

Сергей, спасибо за рекомендации — это важная для меня информация. Решил я прислушаться к своему первому, интуитивному решению и всё-таки собрать зарядное на L200C. Пока с ней сложности, в плане приобретения. Нашел я её в продаже, но, к сожалению, там есть ограничения по минимальной сумме заказа, который превышает в шесть раз стоимость самой микросхемы. Надежды не теряю — найду всё равно.
Сергей, у меня возник вопрос по теме: зачем устанавливать в каждое плечо моста по два диода «в параллель» для тока до 3А, если диоды КД202В пятиамперные?
С ув. Ст.Вас.

Сергей
23. Sep. 2014 в 14:47

Станислав Васильевич!
Чем больший ток проходит через p-n переход выпрямительного диода, тем переход сильнее греется. И если от него не отводить тепло, то переход перегреется и произойдет его пробой.
Для мощного выпрямительного диода ток 200 — 300mA не страшен — диод будет теплый. Но ток свыше 300mA обязательно приведет диод к перегреву и выходу из строя. Вопрос только во времени нагревания. Поэтому при питании мощного потребителя, выпрямительные диоды в источниках питания обязательно устанавливают на радиаторы.

Станислав Васильевич
23. Sep. 2014 в 15:23

Сергей, спасибо за науку. В мосте, диоды я установил на заводские радиаторы, около 60 см2 каждый, а VD5 — около 100 см2. Для микросхемы установил радиатор — около 470 см2. Как считаете, достаточно? Рабочее пространство корпуса будущей конструкции, при моей компоновке (… :grin:), практически всё занято. Осталось небольшое пространство на передней панели для установки головок приборов и органов управления.

Сергей
23. Sep. 2014 в 16:46

Станислав Васильевич!
Все нормально.
В свое время меня учили: лабораторный блок питания должен состоять из мощного трансформатора и радиаторов, а для лучшего охлаждения корпус должен состоять из одних дырочек ????

Анатолий Павлович
20. Jan. 2015 в 16:07

День добрый,Сергей.Спасибо за Вашу огромную работу.Лично у меня есть вопрос такой темы:вышел из строя стабилизированный источник питания 12 в.,советского пр-ва,промышленный.Схемы нет.Есть-ли смысл им заниматься?Спасибо за ответ.

Сергей
20. Jan. 2015 в 16:12

Добрый день Анатолий Павлович!
Советское — значит надежное и отличное. Это не китайское г..но.
Проверьте на исправность полупроводники и замените все электролиты.
Обязательно посмотрите предохранитель и питающий шнур.
Удачи!

антон
30. Jan. 2015 в 21:58

Сергей,добрый день! Прочитал статью, все в принципе доступно и понятно. Еще понятней. что вы то в этом деле вообще ас)) Можно вопросик из рабочей практики? На работе возникла проблема с диодным мостиком на тормоз электродвигателя 15 кВт. Первоначально он стоит там заводского изготовления. по параметрам. входное напряжение как 380, так и 220 можно, выходное 170 постоянки, от 1 до 5 А. Диодный мостик быстро выходит из строя, китайский судя по надписям на нем. схема вся залита каким то материалом. так что разборке не подлежит. Хотим собрать свой мостик. только вот специалистов по подборке диодов нет, вы могли бы поспособствовать в этом вопросе. какие диоды нужно поставить для соблюдения необходимых нам параметров. что еще необходимо включить в схему. Если будет время. или будет интересно помочь. заранее спасибо. буду ждать ответа. любого. не важно. может и сами разберемся, но для ускорения процесса хотелось бы помощи) заранее спасибо!

Сергей
31. Jan. 2015 в 11:24

Добрый день Антон!
Спасибо!
1. В первую надо разобраться почему вылетает диодный мост. Может катушка тормоза имеет короткозамкнутые витки и из-за этого потребляет больше тока, чем может дать диодный мост. А там кроме диодов ничего не стоит?
2. Если этот диодный мост состоит только из одних диодов, то можно использовать следующие (немного перестраховался):
Д233; Д247; КД206Б-В; КД203А-Д; КД210Б, Г. Одним словом, смотрите диоды с обратным напряжением Uобр не менеее 500В и прямым током Iпр не менее 10 Ампер.
Дидоы обязательно устанавливайте на радиаторы для отвода тепла.
Удачи!

Андрей
09. Feb. 2015 в 09:52

Здравствуйте уважаемый Сергей! На самодельном зарядном устройстве для автомобильных аккумуляторов в выпрямительном мосту сгорел Д242А (стоял без радиатора). Т.к. этот диод достать оказалось сложным, то посоветовали поставить BR1010. У него допустимый ток 10А. Нужен ли ему радиатор? Корпус пластиковый без металлической вставки, поэтому возник этот вопрос. Спасибо!

Андрей
09. Feb. 2015 в 09:57

…для 80. а откуда Вы взяли что Вам нужно в этот прибор диодный мост?Или у Вас имеется схема этого прибора?

Григорий
23. Mar. 2015 в 18:18

Здравствуйте Сергей! Как я понимаю с диодами вы общаетесь на ты, подскажите пожалуйста в такой ситуации, есть транс 220/12 более подробно ОСО — 0.25 — 0.1 УХЛ З, хочу его приспособить для своей автомобильной акустики в домашних условиях, никак не могу подобрать диоды, пробовал автомобильные диодные мосты типа бпв56-65-02 диоды греются очень сильно, а что касается проводов так на них просто изоляция плавится, так вот хотелось узнать какие диоды мне нужны что бы выпрямить ток с этого транса? Что касаемо нагрузки имеется 2 усилителя которые будут подключаться к этим 12В первый Calcell bst 1000.1 в 2Ом режиме на 800Вт и 2 усилитель Calcell bst 100.4 2 канала 2Ом режиме и нагрузкой 100Вт и оставшиесы 2 канала 6Ом и нагрузкой

40Вт.
P.S. Догадываюсь без рассчетов, что на максимум мощности не хватит конечно транса, но увы что есть из того и лепим

Сергей
23. Mar. 2015 в 19:34

Добрый вечер Григорий!
1. Помимо подбора диодов их нужно хорошо охлаждать. Нужны мощные радиаторы, и возможно, придется дополнительно поставить кулер.
2. Для первого усилителя (800 Вт) используйте диоды на напряжение (Uобр) не менее 50 Вольт и ток (Iпр) не менее 30 Ампер. Например, из серии КД2997 А-В.
3. Для усилителя на 100 Вт подойдут диоды на напряжение не менее 50В и ток не менее 15А.
4. Для остальных усилителей подойдут на напряжение не менее 50В и ток не менее 10А. Например, из серии Д245, Д242.
5. Но я бы Вам посоветовал делать блоки питания именно для УНЧ, так как при их конструировании встречается много ньюансов.
6. Почитайте здесь:

1. http://radiostorage.net/?area=news/522
2. http://fcenter.ru/online/hardarticles/tower/28690

Григорий
23. Mar. 2015 в 22:22

Благодарю за информацию, есть еще одно но, имеется акб 95 A\h я собираюсь использовать эту акб как фильтр, и с нее уже черпать полностью все питание на усилители, и усилителя всего 2-а, на втором усилителе просто 4 канала

Григорий
23. Mar. 2015 в 22:42

Вот нашел такой диод КД2991А он будет в самый раз получается ?

Cергей!благодарю за статью!
Подскажите пожалуйста.Читая коменты к вашей статье промелькнуло словосочетание «холостой ход диода».Подскажите пожалуйста что это и чем характеризуется?)
Cпасибо!

Сергей
11. May. 2016 в 20:34

Добрый вечер, Владислав!
По этому вопросу ничего ответить не могу, потому как такого режима и понятия «холостой ход диода» не слышал и не знаю.
Есть, например, холостой ход трансформатора.

Владислав
11. May. 2016 в 21:03

и еще Сергей…
просмотрел ваше в конце статьи
в конце вы рассказываете как подключить диодный мост что б подключать нагрузку не учитывая полярности!Так вот.я не очень понял как получилось сее явление!Попробылал сам покумекать но тестер показывал полярность…(

Владислав
11. May. 2016 в 21:04

Сергей простите я видать не правильно понял

Сергей
11. May. 2016 в 21:20

Владислав!
Выход диодного моста («+» и «-«) к нагрузке и оставляете, а входную часть моста можете подключать без соблюдения полярности.

Владислав
11. May. 2016 в 21:33

Сергей спасибо!
последний вопрос созрел.Если случайно на диодны мост подать переменное напряжение не на те выводы(на «+» и «-«).Что произойдет?
PS:Извените за не грамотность и назойливость.Спасибо за труд!

Сергей
11. May. 2016 в 21:38

Владислав!
Ничего не будет. Диодный мост не будет работать.

Карим
12. May. 2016 в 15:30

Доброго времени. Собрал по схеме блок диодного моста. Подаю переменный ток, а на выходе совершенно не те значения какие хотелось бы видеть. В чём причина. Подскажите. Схема на радиаторах для пуско зарядного устройства.

Сергей
12. May. 2016 в 16:44

Добрый вечер, Карим!
Причин две: или неправильно собрали, или в мосту есть неисправные диоды.

Алексей
23. May. 2016 в 06:03

Доброго дня! Очень надеюсь на Вашу помощь. Нужна марка или хотя бы характеристики диода для моста к двигателю 12 В, 19 А. Заранее благодарен. С уважением Алексей С.

Сергей
23. May. 2016 в 08:52

Здравствуйте, Алексей!
http://www.chipdip.ru/product/mb2505/
http://rekshop.ru/product/3447/2-30/292/index.php

Ник
30. May. 2016 в 14:00

Добрый день, собрал преобразователь на 380 вольт 3 кв. с 6 преобразователей по 63 вольта, соединённых последовательно, для платы китайского синуса, тестирую сам преобразователь, пока без подключения платы синуса.
Не могу решить проблему выхода из строя диодов выходного моста 380 вольт, через разное время, может работать 5 минут или несколько часов.
Хаотично, может с нагрузкой, может на холостом ходу, пробивается один диод и преобразователь уходит в защиту.
Диоды ставил разные и 600 и 1200 вольт, результат один.
В чём может быть проблема, как защитить мост?

Сергей
30. May. 2016 в 19:51

Добрый вечер. Ник!
В этом я Вам не советчик, но думаю, что дело не в мосту, а в преобразователе, с которого напряжение поступает на мост.

Ник
30. May. 2016 в 20:50

Ведь есть-же способы защиты диодов, к примеру шотки, ставят паралельно диоду конденсатор…

http://sesaga.ru

Как работает диодный мост (однофазный)

Рисунок 1. Схема однофазного диодного моста.

Поскольку мы уже разобрались, как работает однополупериодный выпрямитель, нам будет не сложно двинуться дальше и разобраться, как работает диодный мост.

Схема двухполупериодного выпрямителя представлена на рисунке 1. Здесь G1 – источник питания переменного напряжения, Н – нагрузка, а VD1-VD4 – диоды, включенные по схеме моста.

Далее, для рассмотрения принципа работы диодного моста обратимся к поясняющим схемам на рисунке 2 и диаграммам на рисунке 3.

Рисунок 2. Схемы, поясняющие работу диодного моста.

Рисунок 3. Диаграммы, поясняющие работу диодного моста.

 

 

 

 

 

 

 

Рассматривая полный период (волну) переменного напряжения выделим два полупериода, в один из которых на зажимах генератора возникает условно положительная полуволна напряжения, а в другой – отрицательная. На диаграмме рисунка 3 положительная полуволна напряжения выделена красным цветом, а отрицательная – синим.

Вернёмся к рисунку 2.

Во время действия положительной полуволны напряжения (рисунок 2-а) на верхнем зажиме генератора по схеме возникает плюс, на нижнем – минус. Условное направление электрического тока, протекающего в цепи изображено кривыми стрелками красного цвета. В данном случае диоды VD1 и VD4 заперты, то к течёт по пути «плюс генератора»->VD3->Н->VD2->«минус генератора».

При отрицательной полуволне напряжения (рисунок 2-б) на верхнем зажиме генератора по схеме возникает минус, на нижнем – плюс. Ток потечёт по пути «плюс генератора»->VD4->Н->VD1->«минус генератора».

Обратите внимание, что и в первом и во втором полупериодах через нагрузку ток протекает в одном и том же направлении. Поэтому на диаграмме напряжения нагрузки U_Н обе полуволны будут положительными. В этом и заключается выпрямляющий эффект мостовой схемы двухполупериодного выпрямителя.

назначение и схема подключения, как собрать своими руками

Простейшим преобразователем переменного тока в постоянный является диодный мост. Им называется такой элемент электрической цепи, который состоит из нескольких диодов, соединённых друг с другом по специальной схеме. Придуманный ещё в 1895 году такой способ включения до сих пор успешно применяется в электроцепях. Практически ни один блок питания не обходится без его использования, ведь фактически все электронные схемы запитываются от источников постоянного тока.

История изобретения

В 1873 году английский учёный Фредерик Гутри разработал принцип работы вакуумных ламповых диодов с прямым накалом. Уже через год в Германии физик Карл Фердинанд Браун предположил похожие свойства в твердотельных материалах и изобрел точечный выпрямитель.

В начале 1904 года Джон Флеминг создал первый полноценный ламповый диод. В качестве материала для его изготовления он использовал оксид меди. Диоды начали широко использоваться в радиочастотных детекторах. Изучение полупроводников привело к тому, что в 1906 году Гринлиф Виттер Пиккард изобрел кристаллический детектор.

В середине 30-х годов XX века основные исследования физиков были направлены на изучение явлений, проходящих на границе контакта металл-полупроводник. Их результатом стало получение слитка кремния, обладающего двумя типами проводимости. Изучая его, в 1939 году американский учёный Рассел Ол открыл явление, названное позже p-n переходом. Он установил, что в зависимости от примесей, существующих на границе соприкосновения двух полупроводников, изменяется приводимость. В начале 50-х годов инженеры компании Bell Telephone Labs разработали плоскостные диоды, а уже через пять лет в СССР появились диоды на основе германия с переходом менее 3 см.

Изобретателем же схемы выпрямительного моста считается электротехник из Польши Карол Поллак. Позже в журнале Elektronische Zeitung опубликовали результаты исследований Лео Гретца, поэтому в литературе можно встретить и другое название диодного моста — схема или мост Гретца.

Физические процессы

В основе принципа работы диодного моста лежит способность p-n перехода пропускать ток только в одном направлении. Под p-n переходом понимается контакт двух полупроводников с различным типом проводимости. Граница, разделяющая области, характеризуется шириной запрещённой зоны, препятствующей прохождению зарядов. С одной её стороны находится p область, в которой основными носителями считаются дырки (положительный заряд), а с другой n область, где основные носители электроны (отрицательный заряд).

Находясь изолированно друг от друга, в каждой области элементарные частички совершают беспорядочные тепловые колебания, из-за чего их выделяемая энергия компенсируется и результирующий ток равен нулю. При соприкосновении этих областей возникают диффузионные токи, вызванные притягиванием зарядов друг к другу. В итоге частички сталкиваются и рекомбинируют (исчезают). В зоне соприкосновения происходит обеднение носителей, и их движение прекращается. Устанавливается состояние динамического равновесия.

При приложении к p-n переходу электрического поля картина меняется. При прямом смещении, то есть таком, когда положительный полюс источника питания подключается к p области, а отрицательный к n области, происходит введение основных носителей в области. Из-за этого ширина запрещённой зоны уменьшается, и частички свободно начинают проходить через барьер, образуя ток. Если же полярность источника питания изменить, то произойдёт ещё большее обеднение слоёв, в итоге барьер увеличится, и ток не возникнет.

Таким образом, в зависимости от полярности сигнала, приложенного к переходу, ширина запрещённой зоны увеличивается или уменьшается. Если на элемент, в основе работы которого используется p-n переход подать переменный сигнал, то в результате к нему попеременно будет прикладываться прямое и обратное напряжение. Соответственно, часть сигнала он будет задерживать, а часть пропускать.

Если же взять измерительный прибор, умеющий показывать форму сигнала (осциллограф), то на выходе радиоэлемента можно будет увидеть импульсы, длительность которых определяется периодом полуволны. Именно поэтому диод и называется выпрямительным, хотя к нему больше подходит название импульсный преобразователь. То есть устройство, преобразующее переменный сигнал в пачку импульсов.

Схема сборки из диодов

Выражение «мост из диодов» происходит от слияния двух слов, подчёркивающих принцип работы устройства. Под этим словосочетанием понимается электрический прибор, служащий для преобразования переменного тока в пульсирующий. Состоит он из четырёх диодов, образующих соединение по схеме Гретца.

Переменное электрическое напряжение представляет собой гармонический сигнал, амплитуда которого изменяется по синусоидальному закону во времени. Условно его можно представить в виде отрицательных и положительных полуволн. При подаче сигнала на вход диода через него может пройти только одна полуволна, в результате чего на выходе направление тока станет односторонним.

На этом принципе и работает диодный мост. Но так как один диод при прохождении через него изменяющегося во времени сигнала даёт на выходе только пачку импульсов, то для получения действительно постоянного напряжения необходимо, чтобы устройство выпрямляло две полуволны. Другими словами, являлось двухполупериодным.

Для создания полноценного выпрямителя схема диодного моста должна обеспечивать преобразование как положительной, так и отрицательной составляющей сигнала. Если диоды подключить по схеме Гретца, то в каждый полупериод волны ток сможет протекать только через два элемента. То есть устройство будет поочерёдно выпрямлять каждую полуволну.

При подаче на вход моста переменного напряжения в тот момент, когда сигнал будет описываться положительной составляющей, диоды VD2 и VD3 будут для него открыты, а VD1 и VD4 заперты. При смене полярности состояние выпрямителей изменится, ток потечёт через VD4 и VD1, в то время как VD3, VD2 окажутся закрытыми.

В итоге форма сигнала станет постоянной, так как на выходе устройства практически не будет промежутка времени, при котором напряжение будет равно нулю. При этом частота выходного сигнала увеличится вдвое. Например, если на устройство подать напряжение 220 в из электросети, то на его выходе получится постоянный ток с частотой 100 Гц. Это пульсирование считается паразитным, мешающим работе электронных узлов, поэтому в электрических схемах выход прибора подключается к электролитическому конденсатору, сглаживающему пульсации. Такая схема применяется в однофазных сетях, в трёхфазных же используется шесть диодов, работающих попарно (по аналогии со схемой Гретца).

Виды и характеристики

Современная промышленность выпускает различные по конструкции и характеристикам устройства. Все выпрямительные мосты разделяют на два вида: монолитные и наборные. Первые выполняются в цельном диэлектрическом корпусе, наподобие микросхемы, и имеют четыре вывода. Форма их корпуса может быть прямоугольной, квадратной, цилиндрической. При этом тип корпуса может быть также любым, например, SOT 23, MDI, SDIP, SMD.

На корпусе обычно подписываются полярные ноги символами + и —, соответствующие выходному сигналу. Входные же выводы могут не подписываться или обозначаться знаком тильды ~. Вторые же представляют собой четыре отдельных диода, запаянных по схеме моста, чаще всего в специально отведённые для них места на плате.

При работе выпрямительный мост может нагреваться, поэтому некоторые конструкции предполагают их совместное использование с радиатором. Как и любой электрический прибор, мост характеризуется рядом параметров:

1. Наибольшее обратное напряжение, В — характеризуется максимальным значением напряжения, приложенного при обратном включении диодов, подача которого на прибор не приводит к его повреждению. Превышение этого значения вызывает пробой, то есть полупроводник превращается в проводник.
2. Действующее напряжение, В — определяется среднеквадратичным значением амплитуды входного сигнала.
3. Максимальный ток, А — это величина, определяющая наибольшую мощность, которую может потреблять нагрузка, подключённая к прибору.
4. Максимальное падение напряжения, В — этот параметр обозначает потери мощности сигнала на элементе, то есть фактически характеризует эффективность прибора. Потери мощности связаны с активным внутренним сопротивлением устройства, на котором электрическая энергия преобразуется в тепловую.
5. Интервал рабочих температур, С — обозначает диапазон, в котором характеристики устройства практически не изменяются.

Кроме этого, в зависимости от типа используемых диодов устройства могут быть высокочастотными и импульсными. Первые используются в цепях с высокочастотным электричеством. Диоды, на базе которых собирается конструкция, называются Шотки. В них вместо классического p-n перехода используется контакт металл-полупроводник. Вторые же являются обычными выпрямителями.

Обозначение и маркировка

Условно-графическое обозначение полупроводникового моста на принципиальных электрических схемах выглядит как ромб, из вершин которого выходят прямые короткие линии, символизирующие выводы. Каждый вывод подписывается знаком, соответствующим виду сигнала. Так, плюсом обозначается положительный выход, минусом — отрицательный, а тильдой — входы для подачи переменного сигнала. В середине ромба может как изображаться выпрямительный диод, так и нет.

В литературе, различных спецификациях и на схемах устройство подписывается латинскими символами VDS, после которых ставится арабская цифра, обозначающая порядковый номер. В иностранной литературе можно также встретить обозначение BDS. Стандарта для маркировки мостов не существует. Каждый производитель обозначает свою продукцию, как хочет, согласно своей системе.

Если внимательно изучить различные обозначения, то можно проследить тенденцию в маркировке, нанесённой на корпус прибора. На ней почти всегда присутствуют данные о его основных характеристиках. То есть указывается максимальный ток или рабочее напряжение. Например, DB151S — первые две цифры обозначают ток 1,5 А, а вторая напряжение согласно таблице, в этом случае 50 В.

Отечественные изделия классифицируются по-другому. Сам мост обозначается буквой «Ц», стоящее за ней число обозначает материал, а последующие цифры номер разработки. Например, популярный мостик у радиолюбителей выдерживающий обратное напряжение до 400 В, маркируется как КЦ407А.

Самостоятельное изготовление

Выпрямительные однофазные мосты обычно не являются дефицитными радиодеталями, поэтому их можно купить и выбрать по необходимым параметрам практически в любом радиомагазине. Но не всегда есть на это время, поэтому нужный мост можно собрать и своими руками. Для этого понадобится подготовить:

1. Четыре одинаковых по своим характеристикам диода. Можно в принципе брать и любые, но следует понимать, что общие параметры моста будут определяться самым слабым элементом.
2. Монтажный провод.
3. Паяльник.
4. Пинцет.
5. Флюс и припой.
6. Бокорезы.
7. Электрическую схему диодного моста выпрямителя.

После того как всё подготовлено, на первом этапе залуживают выводы диодов. Для этого ножки радиоэлементов смазываются флюсом, и на них с помощью разогретого паяльника переносится олово, образующее тонкий слой. На следующем этапе диоды соединяются согласно схеме.

Для этого необходимо знать, где у элемента катод, а где анод. На схеме аноду соответствует вершина треугольника, а катоду — основание. На самом же элементе обозначается только анод. Это может быть полоска, точка или условно-графическое обозначение, смещённое к одному из выводов.

Затем берутся два элемента, и анод одного соединяется с катодом другого. Аналогичное действие повторяется и для оставшихся элементов. В итоге получается пара, каждая из которых состоит из двух диодов. Далее, между собой спаиваются катоды, а поле — аноды. После того как диоды соединены к точкам пайки, подсоединяются проводники, формирующие выводы устройства. На последнем этапе конструкция проверяется с помощью мультиметра.

Проверка радиоприбора

Чтобы проверить мост, понадобится взять цифровой прибор и переключить его в режим прозвонки диодов. На мультиметре этот режим соответствует символу диода. К тестеру подключается щуп чёрного цвета в гнездо COM, а красного в V/Ω. Суть проверки заключается в прозвонке переходов. Если за вывод № 1 принять положительный электрод устройства, за № 2 и 3 — входы для переменного сигнала, а за № 4 — отрицательный выход, то тестирование можно выполнить в следующем порядке:

1. Чёрным щупом дотрагиваются до первого вывода, а красным до третьего. На экране тестера должно загореться трёхзначное число, обозначающее сопротивление перехода. При смене полярности на табло должна появиться единица (бесконечность).
2. Красным щупом дотрагиваются до третьего вывода, а чёрным — до четвёртого. Тестер должен показать бесконечность, а при смене полярности должно появиться трёхзначное число.
3. К первой ноге подключается чёрный провод, а ко второй — красный. Прибор должен показать сопротивление перехода, при смене полярности — обрыв.
4. К третьему выводу подключается красный провод, к четвёртому — чёрный. Переход звониться не должен. При смене положения проводов тестер должен показать сопротивление.

Если все четыре пункта выполняются, то можно считать, что выпрямитель собран правильно и находится в работоспособном состоянии. При этом таким способом можно проверить любой полупроводниковый мост.

Назначение и практическое использование

Область использования моста, набранного из диодов, довольно широка. Это могут быть блоки питания и узлы управления. Он стоит во всех устройствах, питающихся от промышленной сети 220 вольт. Например, телевизоры, приёмники, зарядки, посудомоечные машины, светодиодные лампы.

Не обходятся без него и автомобили. После запуска двигателя начинает работать генератор, вырабатывающий переменный ток. Так как бортовая сеть вся питается от постоянного напряжения, ставится выпрямительный мост, через который происходит подача выпрямленного напряжения. Этим же постоянным сигналом происходит и подзарядка аккумуляторной батареи.

Выпрямительное устройство используется для работы сварочного аппарата. Правда, для него применяются мощные устройства, способные выдерживать ток более 200 ампер. Использование в устройствах диодной сборки даёт ряд преимуществ по сравнению с простым диодом. Такое выпрямление позволяет:

• увеличить частоту пульсаций, которую затем просто сгладить, используя электролитический конденсатор;
• при совместной работе с трансформатором избавиться от тока подмагничивания, что даёт возможность эффективнее использовать габаритную мощность преобразователя;
• пропустить большую мощность с меньшим нагревом, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия.

Но также стоит отметить и недостаток, из-за которого в некоторых случаях мост не используют. Прежде всего, это двойное падение напряжения, что особенно чувствительно в низковольтных схемах. А также при перегорании части диодов устройство начинает работать в однополупериодном режиме, из-за чего в схему проникают паразитные гармоники, способные вывести из строя чувствительные радиоэлементы.

Блок питания

Ни один современный блок питания не обходится без выпрямительного устройства. Качественные источники изготавливаются с использованием мостовых выпрямителей. Классическая схема состоит всего из трёх частей:

1. Понижающий трансформатор.
2. Выпрямительный мост.
3. Фильтр.

Синусоидальный сигнал с амплитудой 220 вольт подаётся на первичную обмотку трансформатора. Из-за явления электромагнитной индукции во вторичной его обмотке наводится электродвижущая сила, начинает течь ток. В зависимости от вида трансформатора величина напряжения за счёт коэффициента трансформации снижается на определённое значение.

Между выводами вторичной обмотки возникает переменный сигнал с пониженной амплитудой. В соответствии со схемой подключения диодного моста это напряжение подаётся на его вход. Проходя через диодную сборку, переменный сигнал преобразуется в пульсирующий.

Такая форма часто считается неприемлемой, например, для звукотехнической аппаратуры или источников освещения. Поэтому для сглаживания используется конденсатор, подключённый параллельно выходу выпрямителя.

Трёхфазный выпрямитель

На производствах и в местах, где используется трёхфазная сеть, применяют трёхфазный выпрямитель. Состоит он из шести диодов, по одной паре на каждую фазу. Использование такого рода устройства позволяет получить большее значение тока с малой пульсацией. А это, в свою очередь, снижает требования к выходному фильтру.

Наиболее популярными вариантами включения трёхфазных выпрямителей являются схемы Миткевича и Ларионова. При этом одновременно могут использоваться не только шесть диодов, но и 12 или даже 24. Трёхфазные мосты используются в тепловозах, электротранспорте, на буровых вышках, в промышленных установках очистки газов и воды.

Таким образом, использование мостовых выпрямителей позволяет преобразовывать переменный ток в постоянный, которым запитывается вся электронная аппаратура. Самостоятельно сделать диодный мост несложно. При этом его применение позволяет получить не только качественный сигнал, но и повысить надёжность устройства в целом.

Мостовой выпрямитель — определение, изготовление и работа

Раньше собираясь мостовой выпрямитель, нам нужно знать, что на самом деле выпрямитель есть и зачем нужен выпрямитель. Так Сначала давайте посмотрим на эволюцию выпрямителей.

Эволюция выпрямители

Выпрямители находятся в основном подразделяется на три типа: полуволна выпрямитель, Центр двухполупериодный выпрямитель с отводом и мостовой выпрямитель.Все у этих трех выпрямителей есть общая цель — преобразовать Чередование Ток (переменный ток) в постоянный Ток (постоянный ток).

Нет все эти три выпрямителя эффективно преобразуют Переменный ток (AC) в постоянный ток (DC), только двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и мостовой выпрямитель эффективно преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный Ток (постоянный ток).

В однополупериодный выпрямитель, допускается только 1 полупериод и оставшаяся половина цикла заблокирована. В результате почти половина приложенная мощность тратится на полуволновой выпрямитель. В в дополнение к этому, выходной ток или напряжение производимый однополупериодным выпрямителем — это не чистый постоянный ток, а пульсирующий постоянный ток, который не очень полезен.

В чтобы преодолеть эту проблему, ученые разработали новый тип выпрямителя, известный как двухполупериодный с отводом по центру выпрямитель.

Основным преимуществом двухполупериодного выпрямителя с отводом по центру является то, что пропускает электрический ток как во время положительного, так и отрицательного полупериоды входного сигнала переменного тока.В результате DC выходная мощность двухполупериодного выпрямителя с отводом в два раза больше то из полуволнового выпрямителя. В дополнение к этому DC выход двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением содержит очень меньше ряби. В результате выход постоянного тока центра двухполупериодный выпрямитель с ответвлениями более плавный, чем полуволновой выпрямитель.

Однако двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением имеет один недостаток: трансформатор с центральным отводом, используемый в нем, очень дорого и занимает большую площадь.

Кому сократить эти дополнительные расходы, ученые разработали новый тип выпрямитель, известный как мостовой выпрямитель. В мостовом выпрямителе, центральный кран не требуется. Если уйти или подняться напряжения не требуется, тогда даже трансформатор можно устраняется в мостовом выпрямителе.

выпрямительный КПД мостового выпрямителя практически равен к центру двухполупериодного выпрямителя.Единственное преимущество мостового выпрямителя над двухполупериодным выпрямителем с отводом по центру это снижение стоимости.

В мостовой выпрямитель, вместо использования центрального отвода трансформатор, используются четыре диода.

Сейчас мы получаем представление о трех типах выпрямителей. Половина волновой выпрямитель и двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру (двухполупериодный выпрямитель) уже обсуждались в предыдущем учебные пособия.В этом уроке основное внимание уделяется мосту. выпрямитель.

Let’s взгляните на мостовой выпрямитель…!

Мост выпрямитель определение

А мостовой выпрямитель — это тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используется четыре или более диодов в конфигурации мостовой схемы для эффективного преобразовать переменный ток (AC) в постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ).

Мост выпрямитель строительный

строительство Схема мостового выпрямителя показана на рисунке ниже. Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов. а именно D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₄ и нагрузочный резистор R _L . Четыре диода подключены в конфигурации с замкнутым контуром (мостом) к эффективно преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный Ток (постоянный ток).Главное достоинство этой мостовой схемы конфигурация такова, что нам не нужен дорогой центр трансформатор с ответвлениями, что снижает его стоимость и габариты.

входной сигнал переменного тока подается на две клеммы A и B и выходной сигнал постоянного тока получается через нагрузочный резистор R _L , который подключается между клеммами C и Д.

четыре диода D ₁ , D ₂ , D ₃ , D ₄ расположены последовательно только с двумя диодами, что позволяет электрическому ток в течение каждого полупериода. Например, диоды D ₁ и D ₃ рассматриваются как одна пара, что позволяет электрический ток в течение положительного полупериода, тогда как диоды D ₂ и D ₄ считаются другая пара, которая пропускает электрический ток во время отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока.

Как мост выпрямитель работает?

Когда входной сигнал переменного тока подается на мостовой выпрямитель, во время положительного полупериода диоды D ₁ и D ₃ имеют прямое смещение и пропускают электрический ток, в то время как диоды D ₂ и D ₄ имеют обратное смещение и блокирует электрический ток.С другой стороны, во время отрицательные полупериодные диоды D ₂ и D ₄ имеют прямое смещение и пропускают электрический ток, а диоды D ₁ и D ₃ имеют обратное смещение и блокирует электрический ток.

Во время положительный полупериод, клемма A становится положительной в то время как клемма B становится отрицательной.Это вызывает диоды D ₁ и D ₃ с прямым смещением и при при этом вызывает диоды D ₂ и D ₄ обратный смещенный.

направление тока в течение положительного полупериода равно показано на рисунке A (то есть от A до D, от C до B).

Во время отрицательный полупериод, клемма B становится положительной в то время как клемма A становится отрицательной.Это вызывает диоды D ₂ и D ₄ с прямым смещением и на при этом вызывает диоды D ₁ и D ₃ обратный смещенный.

показано текущее направление потока во время отрицательного полупериода на рисунке B (то есть от B до D, от C до A).

От на двух рисунках (A и B), мы можем заметить, что направление тока через резистор нагрузки R _L то же самое в течение положительного полупериода и отрицательного полупериода цикл.Следовательно, полярность выходного сигнала постоянного тока то же самое как для положительных, так и для отрицательных полупериодов. Выход Полярность сигнала постоянного тока может быть либо полностью положительной, либо отрицательный. В нашем случае это полностью положительно. Если направление диодов перевернут, то мы получаем полный отрицательный постоянный ток Напряжение.

Таким образом, мостовой выпрямитель пропускает электрический ток во время обоих положительные и отрицательные полупериоды входного сигнала переменного тока.

формы выходных сигналов мостового выпрямителя показаны на рисунок ниже.

Характеристики из мостовой выпрямитель

Peak Inverse Напряжение (PIV)

максимальное напряжение, которое диод может выдержать при обратном смещении состояние называется пиковым обратным напряжением (PIV)

или

максимальное напряжение, которое может выдержать непроводящий диод называется пиковым обратным напряжением (PIV).

Во время положительный полупериод, диоды D ₁ и D ₃ находятся в проводящем состоянии, а диоды D ₂ и D ₄ находятся в непроводящем состоянии. На с другой стороны, во время отрицательного полупериода диоды D ₂ и D ₄ находятся в проводящем состоянии, в то время как диоды D ₁ и D ₃ находятся в непроводящее состояние.

Пиковое обратное напряжение (PIV) для мостового выпрямителя дано по

PIV = V _Smax

Коэффициент пульсации

гладкость выходного сигнала постоянного тока измеряется с использованием известного коэффициента как фактор пульсации. Выходной сигнал постоянного тока с очень меньшим рябь рассматривается как плавный сигнал постоянного тока, в то время как выходной сигнал постоянного тока с высокой пульсацией считается высоким пульсирующий сигнал постоянного тока.

Пульсация фактор математически определяется как отношение пульсации напряжения к чистое постоянное напряжение.

коэффициент пульсаций для мостового выпрямителя равен

.

коэффициент пульсаций мостового выпрямителя составляет 0,48, что аналогично в качестве двухполупериодного выпрямителя с отводом по центру.

Выпрямитель эффективность

выпрямитель КПД определяет, насколько эффективно выпрямитель преобразует Переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).

Высокая выпрямитель КПД указывает на самый надежный выпрямитель, в то время как низкий КПД выпрямителя указывает на плохой выпрямитель.

Выпрямитель эффективность определяется как отношение выходной мощности постоянного тока к мощности переменного тока. входная мощность.

Максимальный выпрямительный КПД мостового выпрямителя — 81.2% который аналогичен двухполупериодному выпрямителю с отводом по центру.

Преимущества выпрямительного моста

Низкий пульсации в выходном сигнале постоянного тока

Выходной сигнал постоянного тока мостового выпрямителя более плавный, чем однополупериодный выпрямитель. Другими словами, мост выпрямитель имеет меньше пульсаций по сравнению с полуволновым выпрямитель.Однако коэффициент пульсации моста Выпрямитель такой же, как двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру.

Высокая выпрямитель эффективность

выпрямитель КПД мостового выпрямителя очень высок по сравнению с к однополупериодному выпрямителю. Однако выпрямитель КПД мостового выпрямителя и двухполупериодного отвода с центральным ответвлением выпрямитель такой же.

Низкий потеря мощности

В однополупериодный выпрямитель только один полупериод входного переменного тока сигнал разрешен, а оставшийся полупериод ввода Сигнал переменного тока заблокирован. В результате почти половина приложенная входная мощность тратится впустую.

Однако в мостовом выпрямителе допускается наличие электрического тока в течение как положительных, так и отрицательных полупериодов ввода Сигнал переменного тока.Таким образом, выходная мощность постоянного тока почти равна входная мощность переменного тока.

Недостатки из мостовой выпрямитель

Мост выпрямитель схема выглядит очень сложной

В полуволновой выпрямитель, используется только один диод, тогда как в двухполупериодном выпрямителе с отводом по центру используются два диода. Но в мостовом выпрямителе мы используем четыре диода для схема работы.Так выглядит схема мостового выпрямителя сложнее, чем однополупериодный выпрямитель и с отводом по центру двухполупериодный выпрямитель.

Подробнее потеря мощности по сравнению с полной волной с центральным ответвлением выпрямитель

В электронный цепей, чем больше диодов мы используем, тем больше будет падение напряжения происходить. Потери мощности в мостовом выпрямителе почти равны двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру.Однако в мосту выпрямитель, падение напряжения немного выше по сравнению с двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру. Это связано с двумя дополнительные диоды (всего четыре диода).

В двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением, проводит только один диод в течение каждого полупериода. Значит падение напряжения в цепи составляет 0,7 вольт. Но в мостовом выпрямителе два диода, которые соединены последовательно в течение каждого полупериода.Так падение напряжения происходит из-за двух диодов, что равно 1,4 вольта (0,7 + 0,7 = 1,4 вольта). Однако потеря мощности из-за этого падение напряжения очень мало.

«Это статья посвящена только мостовому выпрямителю. Если хотите читайте про мостовой выпрямитель с посещением фильтра: мостовой выпрямитель с фильтром «

Диодный мост

Диодный мост — это комбинация из четырех (или более) диодов в конфигурации мостовой схемы, которая обеспечивает одинаковую полярность выхода для любой полярности входа.

В наиболее частом 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 трассу по-прежнему часто называют трассой Гретца или мостом Гретца.

Деталь диодного моста на 1000 вольт, 4 ампера

Ручной диодный мост.Широкая серебряная полоса на диодах указывает на катодную сторону диода.

Базовый режим

В соответствии с традиционной моделью протекания тока (первоначально созданной Бенджамином Франклином и до сих пор используемой большинством инженеров), ток определяется как положительный, когда он течет через электрические проводники от положительного полюса к отрицательному. На самом деле свободные электроны в проводнике почти всегда текут от отрицательного полюса к положительному.Однако в подавляющем большинстве приложений фактическое направление тока не имеет значения. Поэтому в нижеследующем обсуждении традиционная модель сохраняется.

На схемах ниже, когда вход, подключенный к левому углу ромба, является положительным, а вход, подключенным к правому углу, является отрицательным, ток течет от верхней клеммы питания вправо по красному (положительному) пути к выход, и возвращается к нижней клемме питания по синему (отрицательному) пути.

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 верхнему источнику питания. терминал через синий (отрицательный) путь.

В каждом случае верхний правый выход остается положительным, а нижний правый выход — отрицательным.Поскольку это верно независимо 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.

До появления интегральных схем мостовой выпрямитель строился из «дискретных компонентов», т.е.е., отдельные диоды. 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.

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 ниже). .

Переменный ток, полуволновые и двухполупериодные выпрямленные сигналы.

Функция этого конденсатора, известного как накопительный конденсатор (или сглаживающий конденсатор), заключается в уменьшении вариации (или «сглаживании») 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 и 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 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 источника 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 увеличения доступности микросхем регуляторов напряжения 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.

Полифазные диодные мосты

Диодный мост можно использовать для выпрямления многофазных входов переменного тока. Например, для трехфазного входа переменного тока однополупериодный выпрямитель состоит из трех диодов, а двухполупериодный мостовой выпрямитель состоит из шести диодов.

Полупериодный выпрямитель

можно рассматривать как соединение звездой (соединение звездой), потому что он возвращает ток через центральный (нейтральный) провод. Двухполупериодное соединение больше похоже на соединение треугольником, хотя оно может быть подключено к трехфазному источнику по схеме звезды или треугольника, и при этом не используется центральный (нейтральный) провод.

Трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель

Трехфазный мостовой выпрямитель для ветряной турбины

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

Источник: en.wikipedia.org

Полнополупериодный мостовой выпрямитель

— принцип работы, преимущества и недостатки

В полноволновом мостовом выпрямителе вместо трансформатора с центральным отводом используется обычный трансформатор.Схема образует мост, соединяющий четыре диода D ₁ , D _2, D ₃ и D ₄ . Принципиальная схема полноволнового мостового выпрямителя показана ниже.

Состав:

Электропитание переменного тока, которое необходимо выпрямить, подается по диагонали к противоположным концам моста. Тогда как нагрузочный резистор R _L подключен поперек оставшихся двух диагоналей противоположных концов моста.

Работа полноволнового мостового выпрямителя

При включении питания переменного тока на выводах AB вторичной обмотки трансформатора, который требует выпрямления, появляется переменное напряжение V _в . Во время положительного полупериода вторичного напряжения конец A становится положительным, а конец B становится отрицательным, как показано на рисунке ниже.

Диоды D ₁ и D ₃ смещены в прямом направлении, а диоды D ₂ и D ₄ смещены в обратном направлении.Следовательно, диоды D ₁ и D ₃ проводят, а диоды D ₂ и D ₄ не проводят. Ток (i) протекает через диод D ₁ , нагрузочный резистор R _L (от M к L), диод D _3, и вторичную обмотку трансформатора. Форма сигнала двухполупериодного мостового выпрямителя показана ниже.

Во время отрицательного полупериода конец A становится отрицательным, а конец B положительным, как показано на рисунке ниже:

Из приведенной выше диаграммы видно, что диоды D ₂ и D ₄ находятся под прямым смещением, а диоды D ₁ и D ₃ имеют обратное смещение.Следовательно, диоды D ₂ и D ₄ проводят, а диоды D ₁ и D ₃ не проводят. Таким образом, ток (i) протекает через диод D ₂ , нагрузочный резистор R _L (от M к L), диод D _4, и вторичную обмотку трансформатора.

Ток протекает через нагрузочный резистор R _L в одном направлении (от M до L) в течение обоих полупериодов. Следовательно, на нагрузочном резисторе получается выходное напряжение постоянного тока V _out .

Пиковое обратное напряжение полноволнового мостового выпрямителя

Когда вторичное напряжение достигает максимального положительного значения и клемма A положительная, а клемма B отрицательная, как показано на принципиальной схеме ниже.

В этот момент диоды D ₁ и D ₃ смещены в прямом направлении и проводят ток. Следовательно, клемма M достигает того же напряжения, что и A ‘или A, тогда как клемма L достигает того же напряжения, что и B’ или B. Следовательно, диод D ₂ и D ₄ смещены в обратном направлении, а пиковое значение инвертировано. напряжение на них обоих составляет В _м .

Следовательно,

Преимущества полноволнового мостового выпрямителя

• Центральный ответвительный трансформатор исключен.
• Выходной сигнал в два раза больше, чем у двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением для того же вторичного напряжения.
• Пиковое обратное напряжение на каждом диоде составляет половину цепи центрального отвода диода.
  

Недостатки полноволнового мостового выпрямителя

• Требуется четыре диода.
• Схема не подходит, когда требуется выпрямить небольшое напряжение. Это связано с тем, что в этом случае два диода соединены последовательно и дают двойное падение напряжения из-за своего внутреннего сопротивления.

См. Также: Полуволновой и полноволновой выпрямитель

Идеальный диодный мост | Analog Devices

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности. Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг.Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.

Принять и продолжить Принять и продолжить

Файлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:

Строго необходимые файлы cookie:

Это файлы cookie, которые необходимы для работы analog.com или определенных предлагаемых функций.Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.

Аналитические / рабочие файлы cookie:

Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.

Функциональные файлы cookie:

Эти файлы cookie используются для того, чтобы узнать вас, когда вы вернетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.

Целевые / профилирующие файлы cookie:

Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.

Отклонить файлы cookie

3.2: Исправление — Engineering LibreTexts

Исправление — это процесс преобразования формы волны переменного тока в форму волны постоянного тока, то есть создание нового сигнала, имеющего только одну полярность. В этом отношении это напоминает обычное определение этого слова, например, где «исправить ситуацию» означает «исправить что-то».Прежде чем продолжить, помните, что напряжение или ток постоянного тока не обязательно должны иметь постоянное значение (как у батареи). Все это означает, что полярность сигнала никогда не меняется. Чтобы различать фиксированное значение постоянного тока и значение, которое изменяется по амплитуде регулярно, последнее иногда называют пульсирующим постоянным током.

Концепция выпрямления имеет решающее значение для работы современных электронных схем. Большинству электронных устройств, таких как телевизор или компьютер, требуется постоянное постоянное напряжение для питания своих внутренних схем.Напротив, для распределения электроэнергии в жилых и коммерческих помещениях обычно используется переменный ток. Следовательно, требуется некоторая форма преобразования переменного тока в постоянный ¹ . Здесь и проявляется асимметрия диода.

3.2.1: Полуволновое выпрямление

Чтобы понять работу одного диода в цепи переменного тока, рассмотрим схему на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Это простая последовательная петля, состоящая из источника синусоидальной волны, диода и резистора, который служит нагрузкой. То есть в первую очередь нас будет интересовать напряжение, развиваемое на резисторе.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Базовая схема диод-резистор переменного тока.

Для положительных частей входной волны диод будет смещен в прямом направлении. В первом приближении это будет замкнутый переключатель. Следовательно, весь входной сигнал будет падать на резистор. Напротив, когда входной сигнал переключается на отрицательную полярность на другой половине формы волны, диод будет смещен в обратном направлении. Следовательно, диод действует как разомкнутый переключатель. Циркулирующий ток падает до нуля, тем самым не создавая напряжения на резисторе.Весь приложенный потенциал падает на диоде, как указано в законе напряжения Кирхгофа (KVL). Формы напряжения входного и нагрузочного резистора можно увидеть на Рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Форма волны полуволнового выпрямления.

Результирующий сигнал, видимый на нагрузочном резисторе, представляет собой пульсирующую форму волны постоянного тока. Мы эффективно удалили отрицательную половину сигнала, оставив только положительную часть. Поскольку только половина входного сигнала попадает в нагрузку, это называется полуволновым выпрямлением.

Стоит отметить, что если пиковое входное напряжение переменного тока невелико, может быть очевидное несоответствие между пиковыми уровнями входных сигналов и сигналов нагрузки. Например, если пиковое входное напряжение находится в диапазоне трех или четырех вольт и используется кремниевый диод, результирующая форма волны будет больше похожа на рисунок \ (\ PageIndex {3} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Форма волны полуволнового выпрямления, включая прямое падение на диоде.

В этом случае 0.Прямое падение на 7 В нельзя игнорировать, так как оно составляет значительный процент от входного пика. Положительные импульсы также немного сужены, поскольку ток не начнет течь на разумных уровнях, пока входное напряжение не достигнет 0,6–0,7 вольт.

Если бы диод был ориентирован в обратном направлении, он заблокировал бы положительную часть входа и пропустил бы только отрицательную часть. В этом случае форма волны нагрузки будет отображаться перевернутой сверху вниз по сравнению с рисунками \ (\ PageIndex {2} \) и \ (\ PageIndex {3} \).

Компьютерное моделирование

Схема моделирования простого однополупериодного выпрямителя показана на рисунке \ (\ PageIndex {4} \). Источник синусоидальной волны с пиковым напряжением 10 В используется для питания популярного выпрямительного диода серии 1N4000, подключенного к нагрузке 100 \ (\ Omega \). Частота источника составляет 60 Гц, что является североамериканским стандартом распределения электроэнергии.

Выполняется анализ переходных процессов, в результате чего получаются формы сигналов, показанные на рисунке \ (\ PageIndex {5} \). Форма волны напряжения источника показана красным, а форма волны напряжения нагрузки — синим.Хотя полуволновое выпрямление очевидно, потери из-за прямого падения напряжения на диоде очевидны. На основе вертикальной шкалы разумной оценкой будет значение чуть меньше одного вольт. Моделирование хорошо согласуется с ожидаемым результатом, показанным на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), хотя и не столь экстремальным из-за повышенного напряжения источника.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Схема моделирования полуволнового выпрямителя.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Анализ переходных процессов для полуволнового выпрямителя.

С практической точки зрения, когда дело доходит до преобразования переменного тока в постоянный, следует учитывать еще два момента. Первый вопрос — это масштабирование выходного напряжения 120 В переменного тока RMS до более полезного уровня. Во многих случаях это означает снижение напряжения, хотя в некоторых приложениях, например в усилителях большой мощности, напряжение необходимо повышать. Второй пункт включает в себя сглаживание пульсирующего постоянного тока для получения постоянного значения, очень похожего на батарею.

3.2.2: Примечание относительно трансформаторов

Вышеупомянутую проблему масштабирования напряжения можно решить с помощью трансформатора.Хотя полное изучение трансформаторов выходит за рамки этой главы, мы можем представить основы. Проще говоря, трансформатор имеет входную сторону, или первичную, и выходную, или вторичную. Каждая сторона состоит из катушки с проволокой, и эти катушки намотаны вокруг общего магнитного сердечника. Ток в катушке первичной стороны создает магнитный поток в сердечнике. Этот поток индуцирует ток во вторичной обмотке. В идеале напряжение уменьшается, а ток увеличивается пропорционально количеству витков между этими катушками.Например, если катушка вторичной стороны имеет вдвое меньше витков, чем катушка первичной стороны, то вторичное напряжение будет составлять половину первичного напряжения, а ее ток будет вдвое больше, чем первичный ток. Это означает, что в идеальном случае трансформатор не теряет мощность. Он просто преобразует мощность из высокого напряжения / низкого тока в низковольтное / сильноточное (или наоборот), отсюда и название. На самом деле трансформаторы имеют ограничения по напряжению и току, и они указаны в терминах номинального значения вольт-ампер или ВА, которое является просто произведением номинального вторичного напряжения и максимально допустимого вторичного тока.Трансформаторы, понижающие напряжение, называются понижающими, а трансформаторы, повышающие напряжение, — повышающими. Наконец, можно создавать трансформаторы с несколькими первичными и вторичными обмотками (с помощью отдельных катушек или многоотводных катушек). Полученные последовательные и параллельные конфигурации катушек делают их гораздо более гибкими.

3.2.3: Сглаживание (фильтрация) вывода

Вторая проблема — это сглаживание и выравнивание пульсирующего постоянного тока. Самый простой способ добиться этого — добавить конденсатор параллельно нагрузке.Конденсатор заряжается во время фазы проводимости, таким образом накапливая энергию. Когда диод выключится, конденсатор начнет разряжаться, передавая накопленную энергию нагрузке. Чем больше конденсатор, тем больше его емкость и более плавным будет напряжение нагрузки. Как мы увидим, у больших конденсаторов есть и обратная сторона. Следовательно, цель состоит не в том, чтобы использовать как можно больший конденсатор, а в том, чтобы использовать оптимальный размер для данного приложения.Полупериодный выпрямитель с трансформатором и конденсатором показан на рисунке \ (\ PageIndex {6} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Однополупериодный выпрямитель с трансформатором и фильтрующим конденсатором.

Один из способов рассмотрения включения сглаживающего конденсатора — это предположить, что он вместе с сопротивлением нагрузки составляет цепь разряда \ (RC \). Для достижения плавного напряжения нагрузки постоянная времени разряда должна быть намного больше, чем промежуток, возникающий при выключении диода.Для работы с частотой 60 Гц этот промежуток составляет половину периода, или примерно 8,3 миллисекунды. Уравнение постоянной времени:

\ [\ tau = RC \ nonumber \]

Помня, что за одну постоянную времени напряжение конденсатора упадет до уровня значительно ниже половины начального значения (примерно 37%), нам понадобится постоянная времени, в несколько раз превышающая 8,3 миллисекунды. Например, предположим, что эффективное сопротивление нагрузки равно 100 \ (\ Omega \). Если мы используем конденсатор емкостью 1000 мкФ, результирующая постоянная времени будет 100 миллисекунд, или более чем в десять раз больше длительности промежутка.Конденсатор гораздо меньшего размера, скажем, около 50 мкФ, не будет столь же эффективным для поддержания постоянного напряжения.

Изменение выходного напряжения из-за разряда конденсатора называется пульсацией. Его можно смоделировать как напряжение переменного тока на выходе постоянного тока большей мощности. Величина пульсации ухудшается с увеличением тока нагрузки. В условиях небольшой нагрузки выходное напряжение будет стремиться к пиковому напряжению вторичной обмотки с очень небольшими колебаниями. По мере увеличения тока нагрузки величина пульсаций увеличивается, и номинальное выходное напряжение начинает падать.

Компьютерное моделирование

Два варианта полуволнового выпрямителя с фильтром смоделированы ниже. Обе версии используют нагрузку 100 \ (\ Omega \) с источником 10 В, аналогично предыдущему моделированию. Первая версия использует конденсатор фильтра 50 \ (\ mu \) F, а вторая увеличивает его до 1000 \ (\ mu \) F. В обоих случаях резистор 1 \ (\ Omega \) добавлен последовательно с конденсатором, чтобы служить датчиком тока. Первая версия показана на рисунке \ (\ PageIndex {7} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): Схема моделирования для полуволнового выпрямителя с конденсатором фильтра 50 \ (\ mu \) F.

График моделирования анализа переходных процессов показан на рисунке \ (\ PageIndex {8} \). Форма входного сигнала окрашена в синий цвет, а напряжение нагрузки — в красный. Сравнение этой формы сигнала с тем, что изображено на рисунке \ (\ PageIndex {5} \), показывает эффект растягивания импульса конденсатором и частичного заполнения промежутка. Очевидно, что этот конденсатор слишком мал, учитывая сопротивление нагрузки и результирующую потребность в токе. Действительно, к моменту поступления следующего импульса конденсатор почти разряжен, и выходное напряжение упало примерно до одного вольт.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): Моделирование анализа переходных процессов для полуволнового выпрямителя с использованием конденсатора фильтра 50 \ (\ mu \) F.

На рисунке \ (\ PageIndex {9} \) моделирование повторяется, но на этот раз с использованием конденсатора 1000 \ (\ mu \) F вместо 50 \ (\ mu \) F. Как и ожидалось, увеличенная постоянная времени \ (RC \) приводит к гораздо более стабильному напряжению нагрузки. В этой версии выходное напряжение упало с немногим более девяти вольт до примерно восьми вольт, что дает размах колебаний в полтора вольта или около того.Пиковое напряжение чуть более девяти вольт по сравнению с приложенными десятью вольт в основном связано с падением напряжения на выпрямительном диоде.

Рисунок \ (\ PageIndex {9} \): Моделирование анализа переходных процессов для полуволнового выпрямителя с использованием конденсатора фильтра 1000 \ (\ mu \) F.

Одна вещь, которая может быть не очевидна сразу, — это то, что время зарядки для большего конденсатора намного короче, чем для меньшего. Возможно, это нелогично. С конденсатором большего размера диод включается на более короткое время, потому что его катод удерживается под высоким напряжением из-за конденсатора.То есть он включится только тогда, когда входное напряжение превысит напряжение конденсатора примерно на 0,7 вольт. Только в это время конденсатор будет пополняться, и это может привести к очень большим скачкам тока.

Чтобы исследовать этот эффект, моделирование повторяется, но на этот раз добавляется напряжение на чувствительном резисторе 1 \ (\ Omega \). Это относительно небольшое значение будет иметь лишь умеренное влияние на зарядку и разрядку и удобно масштабируется до текущего значения (т.е.е., 100 милливольт означает 100 миллиампер). Сначала рассмотрим моделирование переходных процессов на Рисунке \ (\ PageIndex {10} \) с использованием конденсатора 50 \ (\ mu \) Ф.

Красная развертка — это выходное напряжение, а синяя развертка — ток конденсатора. На графике выходного напряжения используется левая вертикальная ось, а на графике тока — правая вертикальная ось. Когда напряжение нагрузки начинает расти, мы видим резкий скачок тока конденсатора. Это ток, заряжающий конденсатор, и его пик составляет около 180 мА.Общее время фазы зарядки составляет около 4 миллисекунд. Как только выходное напряжение достигает пика, конденсатор начинает разряжаться в нагрузку. Обратите внимание, что во время фазы разряда полярность тока конденсатора изменилась. Он отрицательный, достигает максимума примерно -80 миллиампер и передает ток на нагрузку.

Рисунок \ (\ PageIndex {10} \): Форма кривой тока анализа переходных процессов с использованием конденсатора фильтра 50 \ (\ mu \) F.

Это моделирование повторяется с использованием конденсатора емкостью 1000 мкФ.Результаты показаны на рисунке \ (\ PageIndex {11} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {11} \): Форма кривой тока анализа переходных процессов с использованием конденсатора фильтра 1000 \ (\ mu \) F.

Синий сигнал тока достигает пика примерно при 800 мА, что более чем в четыре раза превышает значение по сравнению с использованием меньшего конденсатора. Кроме того, ширина положительного импульса уменьшилась примерно до 2,5 миллисекунд. Фаза разряда почти плоская, что означает, что выходное напряжение должно быть более стабильным, поскольку этот конденсатор является единственным источником тока нагрузки во время этой фазы.

3.2.4: Двухполупериодное выпрямление

Усовершенствованием полуволнового выпрямления является двухполупериодное выпрямление. Полуволновое выпрямление неэффективно, потому что оно по существу отбрасывает отрицательную часть входного сигнала. Напротив, двухполупериодное выпрямление использует отрицательную часть, инвертируя или меняя ее полярность. Полученная схема немного больше и сложнее, но приводит к значительному повышению производительности. Например, размер конденсатора фильтра значительно уменьшен.

Существует два популярных метода двухполупериодного выпрямления. В первом методе используется пара диодов с вторичной обмоткой с отводом от центра (т. Е. Разделенной). Второй метод использует схему из четырех диодных мостов. Форма диодного моста также способна создавать биполярный выход (то есть положительный выход вместе с отрицательным выходом, как правило, той же величины).

Вторичная цепь с двумя диодами с отводом от центра показана на рисунке \ (\ PageIndex {12} \). Эта схема также включает конденсатор фильтра.

Рисунок \ (\ PageIndex {12} \): Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом и конденсатором.

Операция следующая. Во время положительной половины напряжения источника диод \ (D_1 \) смещен в прямом направлении, а \ (D_2 \) — в обратном. Поэтому верхняя половина вторичной обмотки ведет себя как простой полуволновой выпрямитель, позволяя току течь через \ (D_1 \) в нагрузку. Из-за обратного смещения на \ (D_2 \) нижняя половина представляет собой разомкнутую цепь и эффективно удаляется.В зеркальном режиме, когда приложенный потенциал переключает полярность \ (D_1 \) будет смещена в обратном направлении, а \ (D_2 \) станет смещенной в прямом направлении. Теперь ток свободно течет через \ (D_2 \) в нагрузку. Таким образом, используются обе половины входного сигнала. Результирующие формы сигналов показаны на рисунке \ (\ PageIndex {13} \). Для ясности фильтрующий эффект конденсатора не показан, а \ (V_ {in} \) представляет половину общего вторичного напряжения.

Рисунок \ (\ PageIndex {13} \): формы сигналов двухполупериодного выпрямителя.

Важно помнить об этой конфигурации, что нагрузка «видит» только половину вторичной обмотки в любой момент времени. Следовательно, напряжение нагрузки будет составлять только половину от общего вторичного напряжения (минус одно прямое падение на диоде). Например, если трансформатор имеет соотношение витков 10: 1 и питается от стандартного источника на 120 вольт, вторичная обмотка будет выдавать среднеквадратичное значение 12 вольт. Если не учитывать падение напряжения на диоде, нагрузка будет видеть половину этого значения, или 6 вольт RMS (около 8,5 вольт пикового значения). Обычно трансформаторы рассчитываются по их общему вторичному напряжению, поэтому этот трансформатор будет называться «вторичная обмотка на 12 В с отводом от средней точки».

Четырехдиодный мостовой выпрямитель показан на рисунке \ (\ PageIndex {14} \). Конденсатор фильтра включен. Также обратите внимание на использование стандартной вторичной обмотки без центрального отвода. Поскольку это очень распространенная конфигурация, четырехдиодный мост доступен в виде одинарной четырехпроводной детали различных размеров и значений токовой нагрузки.

Рисунок \ (\ PageIndex {14} \): Двухполупериодный мостовой выпрямитель с конденсатором.

Работа этой схемы проиллюстрирована на рисунке \ (\ PageIndex {15} \) для положительной части входа.Сначала ток течет от верхней части вторичной обмотки к переходу \ (D_1 / D_2 \). Только \ (D_2 \) предлагает путь прямого смещения, поэтому ток течет через \ (D_2 \) к соединению с \ (D_4 \) и нагрузкой. Поскольку \ (D_4 \) представляет собой путь обратного смещения, ток должен течь вниз через нагрузку. С земли ток продолжается до перехода \ (D_1 / D_3 \). Хотя на первый взгляд кажется, что ток может протекать через любой диод, помните, что катод \ (D_1 \) привязан к верхней стороне вторичной обмотки. Следовательно, его потенциал должен быть выше, чем на анодной стороне, что делает его смещенным в обратном направлении.Следовательно, ток течет вниз через \ (D_3 \). Аналогичная ситуация происходит в \ (D_4 \), и ток направляется обратно к низкому уровню вторичной обмотки. Короче говоря, \ (D_2 \) и \ (D_3 \) смещены в прямом направлении, а \ (D_1 \) и \ (D_4 \) — в обратном. Нагрузка видит все вторичное напряжение за вычетом двух прямых диодных падений.

Рисунок \ (\ PageIndex {15} \): Анализ двухполупериодного мостового выпрямителя, положительный вход.

Во время части входа с отрицательной полярностью ситуация меняется на обратную, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {16} \).Ток будет течь снизу вторичной обмотки через \ (D_4 \), вниз через нагрузку и, наконец, обратно к верхней части вторичной обмотки через \ (D_1 \). Таким образом, \ (D_1 \) и \ (D_4 \) смещены вперед, а \ (D_2 \) и \ (D_3 \) — смещены в обратном направлении. Важно то, что в обоих случаях ток течет через нагрузку сверху вниз, что приводит к положительному выходному напряжению.

Рисунок \ (\ PageIndex {16} \): Анализ двухполупериодного мостового выпрямителя, отрицательный вход.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Разработайте выпрямитель / фильтр, который будет обеспечивать выходное напряжение приблизительно 30 вольт при максимальном потребляемом токе 300 миллиампер.Он должен питаться от источника 120 В переменного тока (среднеквадратичное значение). Пульсации напряжения должны быть менее 10% от номинального выходного напряжения при полной нагрузке.

В этом дизайне мы сосредоточимся на использовании стандартных готовых деталей. Как мы видели, двухполупериодные выпрямители более эффективны при преобразовании переменного тока в постоянный, поэтому мы пойдем по этому пути, в частности, с использованием четырехдиодного моста. Мы будем использовать схему на Рисунке \ (\ PageIndex {14} \) в качестве руководства.

Первое, что нужно учитывать, — это размер трансформатора.Для выхода 30 вольт потребуется пиковое вторичное напряжение не менее 32 вольт, так как мы должны добавить два прямых падения диода. Эквивалентное среднеквадратичное значение равно \ (32 / \ sqrt {2} \) или 22,6 вольт. При полной нагрузке отфильтрованное выходное напряжение будет несколько падать, поэтому требуется несколько большее значение. Стандартной вторичной обмотки 24 В должно хватить. Учитывая номинальный ток нагрузки 300 мА, трансформатор должен быть не менее 0,3 А \ (\ cdot \) 24 В или 7,2 ВА.

Что касается конденсатора, то он должен быть рассчитан на пиковое напряжение.Пиковое значение равно 24 В переменного тока RMS \ (\ cdot \ sqrt {2} \) или 34 вольт. Хотя можно попробовать конденсатор номиналом 35 В, стандартный номинал 50 В оставит большой запас прочности и повысит надежность. Чтобы найти значение емкости, мы должны сначала найти эффективное сопротивление нагрузки наихудшего случая.

\ [R = \ frac {V_ {out}} {I_ {max}} \ nonumber \]

\ [R = \ frac {30 V} {0,3 A} \ nonumber \]

\ [R = 100 \ Omega \ nonumber \]

Будет полезно сравнить это с моделированием, изображенным на рисунке \ (\ PageIndex {9} \).Наша спецификация пульсации несколько жестче, чем полученная в предыдущем моделировании. Это становится очевидным, если посмотреть, насколько сильно снизилось выходное напряжение к середине выключенной части цикла. Следовательно, нам потребуется большая постоянная времени, возможно, в два раза. Это дает нам 200 миллисекунд.

\ [\ tau = RC \ nonumber \]

\ [C = \ frac {\ tau} {R} \ nonumber \]

\ [C = \ frac {0.2s} {100 \ Omega} \ nonumber \]

\ [C = 2000 \ mu F \ nonumber \]

Стандартного значения 2200 \ (\ mu \) F должно быть достаточно.

Компьютерное моделирование

Для проверки наших результатов смоделирован дизайн из примера \ (\ PageIndex {1} \). Схема показана на рисунке \ (\ PageIndex {17} \). Чтобы упростить моделирование, вместо трансформатора используется источник среднеквадратичного напряжения 24 В. Нагрузка наихудшего случая моделируется через резистор 100 \ (\ Omega \). Для первоначального теста конденсатор фильтра не используется, чтобы мы могли гарантировать правильное пиковое напряжение и формы сигналов. Результаты переходного анализа показаны на рисунке \ (\ PageIndex {18} \).Вторичное напряжение показано красным, а напряжение нагрузки показано синим. Полная форма волны в точности такая, как ожидалось, включая небольшое снижение пикового значения напряжения из-за падения двух прямых диодов. Пиковое значение выходного напряжения чуть выше 30 вольт, как и нужно.

Рисунок \ (\ PageIndex {17} \): Схема моделирования для разработки примера \ (\ PageIndex {1} \) без конденсатора.

Рисунок \ (\ PageIndex {18} \): переходный анализ конструкции примера \ (\ PageIndex {1} \) без конденсатора.

Теперь, когда мы уверены в уровне напряжения и форме сигнала, добавлен конденсатор выходного фильтра, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {19} \). Анализ переходных процессов снова запускается с полученными формами входного напряжения и напряжения нагрузки, показанными на рисунке \ (\ PageIndex {20} \). Напряжение нагрузки показано красным. Среднее значение составляет чуть более 30 вольт, а размах колебаний — менее двух вольт, как и нужно. Обратите внимание, что пиковое напряжение полной нагрузки с конденсатором немного меньше, чем то, что было в версии без конденсатора.Если потребление тока нагрузки увеличится, падение и пульсация ухудшатся.

Рисунок \ (\ PageIndex {19} \): Схема моделирования для разработки примера \ (\ PageIndex {1} \) с конденсатором.

Рисунок \ (\ PageIndex {20} \): переходный анализ конструкции примера \ (\ PageIndex {1} \) с конденсатором.

3.2.5: Двухполупериодный мост с двумя выходами

Как уже упоминалось, двухполупериодный мост можно настроить для создания биполярного источника питания с двумя выходами.Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {21} \). Обратите внимание на наличие центрального ответвителя на вторичной обмотке трансформатора и расположение заземляющего соединения между двумя нагрузками и соответствующими конденсаторами.

Рисунок \ (\ PageIndex {21} \): Двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Один из способов думать об этом заключается в том, что мы просто создали новую контрольную точку, разделив пополам общий выходной потенциал схемы, представленной на рисунке \ (\ PageIndex {14} \).С другой стороны, это можно рассматривать как верхнюю половину вторичного привода \ (R_ {load +} \), в то время как нижнюю половину привода \ (R_ {load -} \), как если бы мостовая и двухдиодная версии были каким-то образом объединены в аварии с транспортером, как в фильме 1958 года «Муха», хотя он не кричит: «Помогите мне! Помоги мне!» крошечным голосом в конце.

3.2.6: Постановление Зенера

Добавление конденсатора большой емкости к выпрямителю необходимо для хранения и передачи энергии, чтобы получить плавное, идеально неизменяющееся напряжение.Как отмечалось ранее, при большой нагрузке пульсации увеличиваются по амплитуде, а среднее напряжение падает. Эту проблему можно значительно уменьшить, добавив к выходу стабилитрон и токоограничивающий резистор после конденсатора. Это называется стабилитроном и показано на рисунке \ (\ PageIndex {22} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {22} \): Простой стабилитрон.

Регулятор стабилитрона работает довольно просто. Напомним, что при обратном смещении с достаточно большим потенциалом нормальное поведение обратного диода разомкнутого переключателя резко меняется, чтобы поддерживать фиксированное напряжение; потенциал стабилитрона.При достижении этого потенциала ток через диод начинает резко возрастать. Если мы поместим стабилитрон на выходе нашего выпрямителя с фильтром, стабилитрон попытается ограничить выходное напряжение до потенциала Зенера. Чтобы предотвратить чрезмерное и, возможно, разрушительное потребление тока диодом Зенера, разница напряжений между напряжением конденсатора и потенциалом Зенера снижается на последовательном резисторе, ограничивающем ток. Этот ограничивающий резистор устанавливает максимальный выходной ток.Затем этот ток разделяется между стабилитроном и нагрузкой. В условиях небольшой нагрузки большая часть этого тока будет проходить через стабилитрон. В условиях большой нагрузки большая часть тока будет потребляться нагрузкой, а через стабилитрон будет мало протекать. Если потребность в токе нагрузки слишком велика, стабилитрон не пропускает ток, и он перестает проводить. Регулирование теряется, и ограничивающий резистор образует делитель напряжения с нагрузкой.

Полная схема выпрямителя / фильтра / стабилитрона показана на рисунке \ (\ PageIndex {22} \).Давайте посмотрим, как \ (R_ {limit} \) взаимодействует с нагрузкой.

Рисунок \ (\ PageIndex {22} \): Двухполупериодный мостовой выпрямитель и фильтр с стабилитроном.

Для правильной работы потенциал Зенера (\ (D_5 \)) является желаемым выходным напряжением постоянного тока, а пиковое вторичное напряжение устанавливается несколько выше. Мы хотим гарантировать, что в условиях полной нагрузки самое низкое напряжение конденсатора из-за пульсаций все еще будет больше, чем желаемое выходное напряжение постоянного тока. Разница между напряжением конденсатора и потенциалом Зенера падает на \ (R_ {limit} \).Следовательно,

\ [I = \ frac {V_ {cap} −V_Z} {R_ {limit}} \ nonumber \]

В условиях холостого хода весь этот ток течет вниз через стабилитрон. Максимальный ток нагрузки равен этому значению (в этот момент ток через стабилитрон не течет).

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Определите максимальный ток нагрузки для источника постоянного тока, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {22} \). Напряжение конденсатора составляет в среднем 15 вольт с пульсацией \ (\ pm \) 1 вольт (т.е.е., падение 16 вольт до 14 вольт). Потенциал Зенера составляет 12 вольт, а \ (R_ {limit} \) составляет 4,7 \ (\ Omega \).

Максимально возможный непрерывный ток нагрузки — это ток через \ (R_ {limit} \) (без учета \ (I_ {ZT} \)). Предельный случай для непрерывного потребления будет иметь место, когда напряжение конденсатора будет на самом низком значении, или 14 вольт.

\ [I = \ frac {V_ {cap} −V_Z} {R_ {limit}} \ nonumber \]

\ [I = \ frac {14 В −12 В} {4.7 \ Omega} \ nonumber \]

\ [I = 426 мА (\ text {фактически на несколько мА меньше из-за} I_ {ZT}) \ nonumber \]

Наибольший пиковый ток через стабилитрон обнаруживается при максимальном напряжении конденсатора и предполагает, что нагрузка не потребляет ток.

\ [I = \ frac {V_ {cap} −V_Z} {R_ {limit}} \ nonumber \]

\ [I = \ frac {16 В −12 В} {4.7 \ Omega} \ nonumber \]

\ [I = 851 мА \ nonumber \]

Обратите внимание, что в этом наихудшем случае ток, умноженный на потенциал стабилитрона, дает рассеиваемую мощность около 10 Вт. Конечно, при нормальной работе с потребляемым током нагрузки рассеивание на диодах значительно снижается. Интересно отметить, что стабилитрон рассеивает максимальную мощность, когда ток нагрузки равен нулю. Следовательно, мы можем думать об этой схеме как о смещении тока от стабилитрона к нагрузке, поскольку нагрузка требует большего тока ² .

Список литературы

¹ Если вам интересно, почему мы не используем вместо этого просто распределение постоянного тока, чтобы «вырезать среднего человека», причин для этого множество. Во-первых, обычно более эффективно распределять мощность по переменному току, а не по постоянному току. Во-вторых, даже если постоянный ток доступен, он может быть не той амплитуды, которую требует схема. Следовательно, потребуется некоторая форма преобразования постоянного тока в постоянный. В зависимости от области применения это может оказаться дороже, чем преобразование переменного тока в постоянный.

² Как вы могли догадаться, это не особенно эффективно, потому что даже когда нагрузка равна нулю, стабилитрон все еще потребляет ток от трансформатора. Усовершенствованная схема может включать в себя биполярный транзистор, как рассмотрено в главе 4. Для получения подробной информации о более сложных методах регулирования напряжения см. Fiore, J, Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits: Theory and Application, еще один бесплатный текст OER.

Что такое мостовой выпрямитель? — Работа, преимущества и недостатки

Определение: Мостовой выпрямитель образован путем соединения четырех диодов в виде моста Уитстона .Он также обеспечивает полное выпрямление волны. Во время первой половины цикла переменного тока два диода смещены в прямом направлении, а во второй половине цикла переменного тока два других диода становятся смещенными в прямом направлении.

Таким образом, выпрямитель обеспечивает выход постоянного тока во время положительного цикла переменного тока, а также во время отрицательного цикла переменного тока.

Компоненты схемы мостового выпрямителя

Состоит из понижающего трансформатора, четырех диодов, соединенных в виде моста. Два из четырех диодов подключены по диагонали и подключены к вторичным обмоткам трансформатора, а два других диода подключены к нагрузочному резистору.

Работа мостового выпрямителя

Когда сигнал переменного тока подается на мостовой выпрямитель, понижающий трансформатор преобразует сигнал переменного тока высокого напряжения в сигнал переменного тока низкого напряжения. Сигнал переменного тока подается на первичную обмотку трансформатора, а через взаимную индукцию — на вторичные обмотки трансформатора.

Работа диодов при положительной половине переменного тока

Когда положительная половина сигнала переменного тока подается на мостовой выпрямитель, верхняя часть вторичной обмотки трансформатора является положительной, а нижняя часть вторичной обмотки — отрицательной.Таким образом, в этом состоянии вывод анода диода D1 положительный, а вывод катода диода D3 отрицательный.

Следовательно, диод D1 и диод D3 будут смещены в прямом направлении в течение положительной половины или первой половины цикла переменного тока. И диод D2 и диод D4 будут иметь обратное смещение, потому что катодный вывод диода D4 подключен к выводу, имеющему положительное напряжение, а анодный вывод диода D2 подключен к положительному напряжению.

Работа диодов при отрицательной половине переменного тока

Когда отрицательный цикл или вторая половина сигнала переменного тока приближается к мостовому выпрямителю, верхняя часть вторичной обмотки трансформатора является отрицательной, а нижняя половина вторичной обмотки трансформатора — положительной.Таким образом, в этой ситуации анодный вывод диода D1 является отрицательным, а катодный вывод D3 — положительным. Это заставляет диод D1 и D3 работать в режиме обратного смещения.

Во время отрицательного полупериода сигнала переменного тока вывод катода диода D4 отрицательный, а вывод анода диода D2 положительный. Таким образом, диод D4 и диод D2 смещены в прямом направлении во время отрицательной половины переменного тока. Хотя во время этого отрицательного полупериода анодный вывод диода D1 является отрицательным, а катодный вывод диода D3 — положительным, это вызывает обратное смещение диодов D1 и D3.

Таким образом, мостовой выпрямитель проводит как половину входного сигнала переменного тока, то есть как положительную, так и отрицательную половину. Направление тока, протекающего через нагрузочный резистор, остается неизменным как для положительной половины цикла переменного тока, так и для отрицательной половины цикла переменного тока.

Анализ мостового выпрямителя

Приложенное напряжение Vsmax появляется на нагрузочном резисторе RL, таким образом, на нагрузочном резисторе появляется пиковое обратное напряжение (PIV).

1. Пиковый ток: Значение пикового тока мостового выпрямителя можно получить с помощью мгновенного напряжения, приложенного к цепи выпрямителя.

Давайте рассмотрим прямое сопротивление некоторого значения и обратное сопротивление, обеспечивающее бесконечное сопротивление, тогда мы можем получить значение тока через нагрузочный резистор.

Полный ток, протекающий через сопротивление нагрузки R _L , являющийся суммой токов i ₁ и i ₂ , определяется как: —

Пиковое значение силы тока через сопротивление RL может быть получено с помощью приведенного ниже уравнения.

Здесь RF — прямое сопротивление, а RL — сопротивление нагрузки.

2. Эффективность выпрямления: Эффективность выпрямления может быть получена соотношением мощности постоянного тока, подаваемой на нагрузку, и составляющей мощности переменного тока, присутствующей в ней.

Преимущества мостовых выпрямителей над выпрямителями с центральным отводом

1. В случае мостового выпрямителя центральное ответвление во вторичной обмотке трансформатора не требуется.Таким образом, это снижает сложность схемы. Схема может быть упрощена, если мы удалим трансформатор из схемы выпрямителя на тот случай, если нам не нужно понижать напряжение.
2. Стабилизация напряжения, обеспечиваемая мостовыми выпрямителями, лучше, чем у двухполупериодных выпрямителей с центральным ответвлением.
3. Коэффициент использования трансформатора в случае мостового выпрямителя выше, чем у двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением.
4. Силовой трансформатор меньшего размера может использоваться для заданной выходной мощности.

Недостатки мостовых выпрямителей перед выпрямителями с центральным отводом

1. Для работы требуется четыре диода, поэтому требования к компонентам схемы в случае мостового выпрямителя больше, чем у выпрямителей с центральным отводом.
2. Падение напряжения на диодах увеличивается в четыре раза по сравнению с падением напряжения двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением. Это создает проблему в приложениях, где требуется низкое напряжение.
3. Нагрузочный резистор и подаваемое напряжение не имеют общей точки, которую можно было бы заземлить.

На этом недостатки мостового выпрямителя завершены. Это также один из двухполупериодных выпрямителей, но благодаря своей мостовой архитектуре он обладает некоторыми преимуществами перед двухполупериодным выпрямителем.

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель

Когда четыре диода подключены, как показано на рисунке 4-8, схема называется МОСТ. ВЫПРЯМИТЕЛЬ. Вход в схему подается на диагонально противоположные углы сеть, а вывод берется из оставшихся двух углов.

Рисунок 4-8. — Мостовой выпрямитель.

Мы обсудим один полный цикл работы, чтобы помочь вам понять, как это схема работает. Мы обсуждали трансформаторы в предыдущих модулях серии NEETS и не буду сейчас вдаваться в их характеристики. Предположим, трансформатор работает должным образом, и есть положительный потенциал в точке A и отрицательный потенциал в точке точка Б.Положительный потенциал в точке A приведет к прямому смещению D3 и обратному смещению D4. В отрицательный потенциал в точке B приведет к прямому смещению D1 и обратному смещению D2. В это время D3 и D1 имеют прямое смещение и позволяют току проходить через них; D4 и D2 являются обратное смещение и блокирует ток. Путь для прохождения тока от точки B через D1, через R _L , через D3, через вторичную обмотку трансформатора назад к точке B. Этот путь обозначен сплошными стрелками.Формы сигналов (1) и (2) могут быть наблюдается через D1 и D3.

Спустя половину цикла полярность вторичной обмотки трансформатора меняется на противоположную, прямое смещение D2 и D4 и обратное смещение D1 и D3. Текущий поток теперь будет из от точки A до D4, через R _L , через D2, через вторичную обмотку T1 и назад к точке А. Этот путь обозначен пунктирными стрелками. Формы сигналов (3) и (4) могут быть наблюдается в D2 и D4.Вы должны были заметить, что ток протекает через R _L всегда в одном направлении. При протекании через R _L этот ток вызывает напряжение, соответствующее изображенному на диаграмме (5). Поскольку ток течет через нагрузку (R _L ) в течение обоих полупериодов приложенного напряжения этот мостовой выпрямитель является двухполупериодный выпрямитель.

Одним из преимуществ мостового выпрямителя перед обычным двухполупериодным выпрямителем является то, что с данным трансформатором мостовой выпрямитель выдает выходное напряжение, которое почти вдвое больше, чем у обычной двухполупериодной схемы.Это можно показать, присвоив значения некоторые компоненты показаны на видах A и B рисунка 4-9. Предположим, что то же трансформатор используется в обеих схемах. Пиковое напряжение, развиваемое между точками X и Y, равно 1000 вольт в обеих цепях. В обычной двухполупериодной схеме, показанной на виде A, пиковое напряжение от центрального отвода до X или Y составляет 500 вольт. Так как только один диод может проводить в любой момент, максимальное напряжение, которое может быть выпрямлено в любой момент, составляет 500 вольт.Следовательно, максимальное напряжение, которое появляется на нагрузочном резисторе, почти — но никогда не превышает — 500 вольт из-за небольшого падения напряжения на диоде. В мостовой выпрямитель, показанный на виде B, максимальное напряжение, которое может быть выпрямлено, равно полное вторичное напряжение, которое составляет 1000 вольт. Следовательно, пиковое выходное напряжение на нагрузочный резистор почти 1000 вольт. Если в обеих схемах используется один и тот же трансформатор, Схема мостового выпрямителя обеспечивает более высокое выходное напряжение, чем обычная двухполупериодная схема. выпрямительная схема.

Рисунок 4-9A. — Сравнение обычного и мостового двухполупериодных выпрямителей.

No related posts.