Устройство диодных мостов: как они работают
Предыдущая статья Следующая статья
14.05.2022
Диодный мост — важная часть выпрямителя переменного напряжения. Он бывает однофазным или трехфазным и подключается к выводам обмоток трансформатора или генератора для получения однополярного или двухполярного постоянного напряжения. Принцип действия диодного моста основан на односторонней проводимости полупроводниковых диодов.
Схемы и принцип их работы
Диодный мост, предназначенный для работы от однофазного переменного напряжения, состоит из четырех компонентов, а для выпрямления трехфазного тока — из шести. Напряжение после однофазного выпрямителя состоит из чередующихся полуволн. Для образования непрерывного питающего напряжения применяются сглаживающие выпрямители — фильтры. Они состоят:
- из конденсаторов;
- пассивных или активных компонентов.
Пассивные элементы фильтров могут быть:
- индуктивными;
В состав активных выпрямителей входят мощные транзисторы и элементы управления в составе которых могут находиться аналоговые интегральные компоненты. Также активный фильтр может быть построен на специализированной микросхеме или микросборке с приспособлением для дополнительного теплоотвода.
Устройство трехфазного диодного моста схоже с однофазным, поэтому его принцип действия аналогичный. Две фазы подаются на схему, идентичную однофазному мосту, а третья фаза подключена через два дополнительных диода. Такая схема диодного моста с похожим принципом работы выпрямителя на выходе выдает напряжение практически без пульсаций. Это позволяет обойтись без дополнительных мощных элементов фильтра.
Основные характеристики
В зависимости от назначения диодного моста и принципа работы схемы выпрямления напряжения учитывают параметры полупроводниковых устройств. Их основные характеристики:
- прямое напряжение;
- максимально допустимое обратное напряжение;
- наибольший прямой ток;
- максимальная частота;
- температурный диапазон эксплуатации.
Последний параметр учитывают с расчетом нагрева во время работы элементов моста. Для соблюдения оптимальных условий эксплуатации может потребоваться теплоотвод или наличие дополнительной вентиляции радиоэлектронного устройства, согласно силовому принципу работы диодного моста. Это в свою очередь влияет на степень защиты IP корпуса прибора.
Устройство диодного моста и замена компонентов на аналоги
В связи со сложившейся ситуацией на рынке России зарубежные бренды прекращают сотрудничество с отечественными производителями. Ожидается также, что на рынок нашей страны придут производители из других стран, например, из Китая. Также в России есть много компаний, занимающихся выпуском полупроводниковых изделий для выпрямителей.
Замена компонентов на аналоги никак не влияет на характеристики. Иногда не требуется даже переделка рисунка монтажной платы. Некоторые компании выпускают диоды в корпусах ТО-220, в которых содержится два полупроводниковых элемента или ТО-220А с одним компонентом.
Оба упомянутых корпуса имеют пластину с отверстием для крепления к теплоотводу.
Компания «ЗУМ-СМД» имеет большой ассортимент радиодеталей различного функционала. У нас можно купить диодные мосты оптом по низкой цене. Изделия обладают высоким качеством, есть товар от различных производителей.
Возврат к списку
Обратная связь
Похожие статьи
Полупроводниковые тиристоры: характеристики, принцип и режимы работы, сферы применения
Тиристор — это полупроводниковый прибор, работающий в ключевом режиме. Причем управляющий электрод (кроме запираемых) служит только для включения прибора. Выключение устройства осуществляется путем обесточивания силовой цепи.
Подробнее ➜
Выпрямительные диоды: предназначение, технические характеристики
Основное применение выпрямительных диодов вытекает из их названия — преобразование переменного тока в постоянный. Причем предназначены полупроводниковые приборы этого типа в основном для питающих силовых цепей.
Подробнее ➜
Принцип действия газоразрядников
Как и где используют газоразрядники.
Подробнее ➜
Что будет если подключить диодный мост к трансформатору!?-Пояснение опыта. — Радиомастер инфо
от admin
Как-то давно попалось видео с заголовком: «Что будет если подключить диодный мост к трансформатору!? — Опыт». Посмотреть можно здесь. Для меня ответ на вопрос был очевиден сразу, я думаю, для многих тоже, наверное потому и комментарии к видео отключены, видимо в основном были нецензурные.
Прошло время, я уже и забыл. Но в интернете еще несколько раз попадались схемы, затрагивающие подобную тематику. Например, такие:
Однако я не встретил ни одного внятного пояснения затронутых в этой теме процессов.
Или потому, что всем все очевидно и ясно, или по другим причинам. Но просмотры на видео, с которого я начал, давно превысили миллион.
Почему я считаю эту тему интересной? Потому, что после двухполупериодного выпрямления напряжение становится пульсирующим и его частота, по сравнению с частотой сети, повышается в два раза и становится равной 100 Гц.
Как известно, при расчете габаритной мощности трансформаторов частота входит в числитель. Вот пример формулы:
Габаритная мощность трансформатора, в ваттах, на конкретно выбранном сердечнике определяется по формуле:
Так почему же это не делают?
Ниже на рисунке показаны напряжения на входе и выходе двухполупериодного выпрямителя:
Рассмотрим эти графики подробнее:
Верхний график, это напряжение в сети.
Его частота 50 Гц, период (Т) 20 мс. Есть положительная “+” и отрицательная “–“ полуволна. Они компенсируют друг друга и постоянная составляющая равна 0 (зеленая линия).
Нижний график, после двухполупериодного выпрямителя отрицательная полуволна перевернута вверх, она стала такая же, как и положительная из-за чего период (Т) уменьшился в 2 раза стал равен 10мс. Соответственно частота 100 Гц. Поскольку теперь положительная и отрицательная полуволна не компенсируют друг друга, постоянная составляющая (зеленая линия) на уровне около 0,707 от амплитудного значения, т.е. равна действующему значению напряжения.
Что же будет с сердечником трансформатора при подаче на него напряжения как на верхнем графике и на нижнем?
Ток через обмотку трансформатора в первом случае (верхний график) в течение периода меняет свое направление и сердечник перемагничивается. Индуктивное сопротивление обмотки равно:
ХL = R + 2πfL
Где: R – активное, омическое сопротивление провода обмотки
2πfL – реактивное (индуктивное) сопротивление обмотки.
Во втором случае (нижний график), когда есть постоянная составляющая тока, она намагничивает сердечник. Диполи один раз развернулись вдоль магнитных линий и застыли. Они не поворачиваются туда-сюда, как в первом случае. По этой причине индуктивное сопротивление обмотки становится малым, практически нулевым, как вроде обмотка без сердечника. Величину тока в основном определяет омическое сопротивление обмотки R, которое в разы меньше индуктивного. Из-за чего ток растет до недопустимых значений и провод обмотки перегорит. Естественно трансформатор не может выполнять свои функции.
Но тема актуальна и народ не теряет к ней интерес.
Самое простое, что можно сделать, отсечь постоянную составляющую при помощи конденсатора, как показано на этой схеме:
Недостаток в том, что для перезаряда конденсатора нужен резистор R.
Его мощность соизмерима с мощностью нагрузки, это понижает КПД схемы настолько, что смысл теряется.Есть патенты на данную тему. Например, такой:
Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой на двух диодах 5 и 6. С целью компенсации постоянной составляющей на сердечнике размещена дополнительная обмотка 3 с формирователем на элементах 8,9,10,11. Но это эффективно на более высоких частотах и небольших мощностях.
Есть еще такие удвоители частоты, где используется сдвиг фаз на 90 град.
Но опять же, это для небольших мощностей и более высоких частот.
Так что на сегодня самым реальным методом уменьшения габаритов источников питания является выпрямление напряжения сети, а затем питание от этого постоянного напряжения генераторов и мощных оконечных усилителей. Эти устройства работают на частотах десятков килогерц и трансформаторы выполняют на ферритах или сердечниках из распыленного железа с распределенным магнитным зазором. Именно так делают импульсные блоки питания и сварочные инверторы.
Материал статьи продублирован ан видео:
Конденсатор
— Почему больше напряжение после полного выпрямления
спросил
Изменено 1 год, 8 месяцев назад
Просмотрено 753 раза
\$\начало группы\$
Я использовал конденсатор 105Дж 400В. Подключил к сети 230 В переменного тока. Затем я измерил напряжение после конденсатора, и оно было снижено до 116 В переменного тока.
Затем я проверил напряжение после 4-х диодного выпрямления, здесь измерил 204 В постоянного тока.
Почему измеренное напряжение выше? Безопасно или опасно прикасаться к этим 204 вольтам постоянного тока?
Впервые пишу на этом форуме. я не знаю как загрузить фотки На самом деле конденсатор, о котором я говорю, — это конденсатор падения напряжения переменного тока. Итак, я ничего не подключал после мостового выпрямителя
Спасибо.
- напряжение
- конденсатор
- выпрямитель
- сила тока
- удар
\$\конечная группа\$
4
\$\начало группы\$
Не могли бы вы поделиться схемой. Это может помочь мне лучше понять.
После выпрямления напряжение увеличивается в 1,414 раза, поскольку оно выдает размах напряжения. Если вы пытаетесь выпрямить 12 В переменного тока, вы получите 17 В.
Кроме того, вам понадобится конденсатор после мостового выпрямителя.
Вам нужно избавиться от отрицательного импульса, прежде чем пропустить его через конденсатор.
Прикасаться к высокому постоянному напряжению небезопасно. Также небезопасно напрямую подключать к сети 230 В переменного тока. Следовательно, люди предлагают использовать изолирующий трансформатор.
\$\конечная группа\$
5
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
ac — Выходное напряжение выпрямителя
спросил
Изменено 4 года, 4 месяца назад
Просмотрено 3к раз
\$\начало группы\$
Является ли выходное напряжение постоянного тока любого выпрямителя (полупериодного, двухполупериодного или мостового) просто равным \$\sqrt{2}\$, умноженному на входное напряжение переменного тока между фазой и нейтралью? Или каждая схема выпрямителя имеет свою собственную формулу для расчета выходного напряжения постоянного тока?
- переменный ток
- постоянный ток
- выпрямитель
- мостовой выпрямитель
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Игнорирование диодных потерь.
Если вы измеряете выходное напряжение выпрямителя как среднеквадратичное (RMS) напряжение, вы получаете показание, отражающее количество энергии, которое может обеспечить источник, по сравнению с эквивалентным напряжением постоянного тока.
Среднеквадратичное значение выходного сигнала двухполупериодного выпрямителя такое же, как среднеквадратичное значение исходной формы волны. Квадратный бит устраняет эффект отрицательной половины исходного сигнала, дающего тот же ответ.
Среднеквадратичное значение выходного сигнала однополупериодного выпрямителя составляет половину значения исходной формы волны. Средний бит среднеквадратичного значения означает, что вы берете среднее значение за полный цикл, и у вас есть только половина исходной формы волны.
Все изменится, если, как обычно, поставить конденсатор на выход выпрямителя и получить постоянный ток. В этом случае конденсатор заряжается в √2 раза больше входного напряжения, это пик входного напряжения.
Если вы берете ток нагрузки из этой схемы, вы получаете пульсирующее постоянное напряжение.
Величина пульсаций зависит от частоты, размера конденсатора и силы тока. Это хорошо задокументировано в других вопросах. Смотрите этот вопрос.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Цепи выпрямителя включают полупериодные, двухполупериодные, удвоители напряжения, и типы умножителей напряжения. Простой диодный выпрямитель полуволнового типа и обычно имеет значительное прямое напряжение и зависимость от температуры, и будет иметь различный выход ток в разные нагрузки (в частности, конденсатор нагрузка приведет к более высоким потерям прямого напряжения и удержанию пиковое напряжение переменного тока).
Не существует единой формулы для всех комбинаций выпрямитель/нагрузка, но есть много приблизительных, которые могут быть полезны.
Большинство блоков питания с универсальным входом имеют удвоитель напряжения
выпрямление 120 В переменного тока и мостовое выпрямление выше
напряжения.
