Расчет диодов для диодного моста. Диодный мост: принцип работы, схемы и расчет для выпрямителя

Как работает диодный мост. Какие бывают схемы диодных мостов. Как рассчитать и собрать диодный выпрямительный мост. На что обратить внимание при выборе диодов для моста.

Что такое диодный мост и для чего он нужен

Диодный мост — это электронная схема, состоящая из четырех диодов, которая используется для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный. Основная задача диодного моста — выпрямление переменного напряжения.

Диодные мосты широко применяются в блоках питания различных электронных устройств для получения постоянного напряжения из переменного сетевого. Они являются важным элементом в цепи преобразования электроэнергии.

Принцип работы диодного моста

Работа диодного моста основана на свойстве диодов пропускать ток только в одном направлении. Рассмотрим принцип действия на примере однофазного диодного моста:

• При положительной полуволне входного переменного напряжения ток проходит через диоды D1 и D4
• При отрицательной полуволне — через диоды D2 и D3
• В результате на выходе моста формируется однополярное пульсирующее напряжение

Таким образом, диодный мост выпрямляет обе полуволны переменного напряжения, преобразуя его в постоянное пульсирующее.

Основные схемы диодных мостов

Существует несколько типовых схем диодных мостов:

Однофазный мостовой выпрямитель

Это классическая схема диодного моста из 4 диодов, соединенных в виде ромба. Используется для выпрямления однофазного переменного тока.

Трехфазный мостовой выпрямитель

Содержит 6 диодов и применяется для выпрямления трехфазного переменного тока. Обеспечивает меньшую пульсацию выходного напряжения по сравнению с однофазной схемой.

Удвоитель напряжения

Позволяет получить на выходе напряжение, примерно в 2 раза превышающее амплитуду входного. Содержит 2 диода и 2 конденсатора.

Расчет диодного моста

При расчете диодного моста необходимо учитывать следующие параметры:

• Максимальное обратное напряжение диодов
• Максимальный прямой ток через диоды
• Частота входного переменного напряжения
• Требуемый выходной ток

Основные этапы расчета диодного моста:

1. Определение максимального обратного напряжения на диодах
2. Расчет максимального прямого тока через диоды
3. Выбор подходящих диодов по расчетным параметрам
4. Расчет фильтрующего конденсатора (при необходимости)

Выбор диодов для моста

При выборе диодов для диодного моста следует обратить внимание на следующие характеристики:

• Максимальное обратное напряжение — должно быть в 2-3 раза выше амплитуды входного напряжения
• Максимальный прямой ток — не менее требуемого выходного тока моста
• Быстродействие диодов — для высокочастотных применений
• Прямое падение напряжения — влияет на КПД выпрямителя

Сборка диодного моста своими руками

Собрать простой диодный мост можно самостоятельно. Для этого потребуется:

• 4 одинаковых диода
• Макетная плата или печатная плата
• Провода для соединений
• Паяльник и припой (при использовании печатной платы)

Порядок сборки:

1. Разместить диоды на плате согласно выбранной схеме
2. Соединить выводы диодов проводами в соответствии со схемой
3. Подключить входные и выходные клеммы
4. Проверить правильность соединений
5. При необходимости припаять компоненты

Применение диодных мостов

Диодные мосты находят широкое применение в различных областях электроники и электротехники:

• Блоки питания электронных устройств
• Зарядные устройства
• Выпрямители для электродвигателей
• Источники бесперебойного питания
• Сварочные аппараты
• Системы электроснабжения на транспорте

Диодные мосты являются ключевым элементом в цепях преобразования переменного тока в постоянный, обеспечивая работу множества современных электронных и электротехнических устройств.

Достоинства и недостатки диодных мостов

Рассмотрим основные преимущества и недостатки использования диодных мостов:

Достоинства:

• Простота конструкции
• Надежность работы
• Низкая стоимость
• Высокий КПД (до 95%)
• Возможность работы на высоких частотах

Недостатки:

• Наличие пульсаций выходного напряжения
• Падение напряжения на диодах
• Генерация высокочастотных помех
• Чувствительность к перегрузкам по току

Несмотря на некоторые недостатки, простота и надежность диодных мостов обеспечивают их широкое применение в различных устройствах.

Альтернативы диодным мостам

Хотя диодные мосты остаются популярным решением для выпрямления переменного тока, существуют и альтернативные методы:

• Синхронные выпрямители на полевых транзисторах
• Активные выпрямители с управлением
• Многофазные выпрямительные системы
• Импульсные преобразователи

Эти методы могут обеспечить более высокий КПД и лучшие характеристики выходного напряжения, но обычно являются более сложными и дорогими в реализации.

Диодный мост расчёт

Одной из важнейших частей электронных приборов питающихся от сети переменного тока 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. Например, в составе блока питания , о котором уже заходила речь на страницах сайта, присутствует однофазный полномостовый выпрямитель — диодный мост.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Содержание:

• Расчет выпрямителя
• Какие диоды нужны для диодного моста? Как правильно подобрать диоды для выпрямления.
• Выпрямитель, схема диодного моста. Напряжение на выходе диодного моста
• Диодный мост 2W10 2A 1000V
• Задача (диодный мост) выпрямитель
• Высокоэффективный подход к построению входных диодных мостов
• Форум самодельщиков: Диодный мост (выпрямитель) — Форум самодельщиков

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Изготовление двуполярного блока питания

Расчет выпрямителя

Перейти к содержимому. Пройдя короткую регистрацию , вы сможете создавать и комментировать темы, зарабатывать репутацию, отправлять личные сообщения и многое другое! Отправлено 02 August — Вопщем покупаем 4 нужных нам диода можно выпаять с сгоревшой зарядки и впаеваем на плату таким образом : Как знать какой стороной впаять диод? Порядок работы На вход Input схемы подаётся переменное напряжение обычно, но не обязательно синусоидальное.

Board sam0delka. Электрические самоделки Радиоэлектроника для начинающих Правила форума Просмотр новых публикаций. У админа появился крутой канал на YouTube по тематике самоделок и экспериментов! Закрыть Открыть. Группа: Пользователи Сообщений: Регистрация: 22 July Репутация: Отправлено 02 August — Дио? Такое выпрямление называется двухполупериодным. Группа: Пользователи Сообщений: Регистрация: 25 October Отправлено 02 August — источник укажи!! Отправлено 08 August — Источник я , а картинки и ещё немного я с википедии взял.

Группа: Пользователи Сообщений: 86 Регистрация: 18 January Отправлено 28 October — стандартный диодный мостик! Группа: Пользователи Сообщений: 24 Регистрация: 07 October Отправлено 11 November — Харэ флудить и ставить дофига смайлов! Лови предупреждение.

Отправлено 28 December — а диоды любые можно? Группа: Пользователи Сообщений: Регистрация: 08 October Отправлено 28 December — И ток постоянный, а не пульсирующий. И энергию сэкономишь. Отправлено 28 December — maks , смотря какой ток и напряжение. И чтобы все одинаковые! Группа: Пользователи Сообщений: Регистрация: 08 August Отправлено 28 December — Igor , ток то какраз пульсирующий, а после фильтра с капов он стайет похож на постоянный..

Группа: Пользователи Сообщений: Регистрация: 07 October Группа: Пользователи Сообщений: 94 Регистрация: 30 August Отправлено 05 February — это реально очень полезная штука. Группа: Модераторы Сообщений: Регистрация: 25 January Отправлено 05 February — Полезная, только нужно знать и уметь применять. Вот на картинке показан простейший блок питания.

Ко вторичной обмотке понижающего трансформатора подключается мост, после моста ставится электролитический конденсатор большой ёмкости и на выходе блока питания получаем постоянное напряжение. Следует сказать о величине напряжения, которые мы получим. Пусть на вторичной обмотке трансформатора будет 9 В переменного напряжения. Тогда постоянное напряжение получится около 12 с небольшим вольт.

Многие удивляются и говорят, что конденсатор «усиливает» напряжение. Нет, конденсатор ничего усиливать не может. Дело в том, что при измерении переменного напряжения, мы измеряем эффективное значение переменного напряжения.

А на конденсаторе получается амплитудное значение переменного напряжения. Оно выше эффективного на? Умножаем 9 В на 1,41 и получим 12,7 В. Часть напряжения упадёт на диодах моста и, поэтому, на выходе нашего блока будет напряжение около 12 В. Группа: Пользователи Сообщений: 91 Регистрация: 16 November Репутация: 5.

Отправлено 05 February — А ещё паралельно фильтрующему конденсатору нужно ставить керамический 0, Группа: Пользователи Сообщений: 24 Регистрация: 12 February Репутация: 0. Отправлено 08 March — короче чего тупить!!!!! Группа: Пользователи Сообщений: 41 Регистрация: 06 March Отправлено 08 March — А диоды обязательно должны быть полностью одинаковыми? Из этих спаять можно? Отправлено 08 March — Они примерно одинаковые, можно смело ставить. Прямой ток только у них небольшой, всего 0,3 А.

Отправлено 08 March — Косо, криво, но спаял. Группа: Пользователи Сообщений: Регистрация: 20 November Думаю поймёшь. Удалить сообщение Удалить из просмотра Сообщение будет видно только модераторам Причина: Удалить из темы Сообщение будет полностью удалено. Вход здесь Имя пользователя: Пароль: Я забыл свой пароль.

Какие диоды нужны для диодного моста? Как правильно подобрать диоды для выпрямления.

Почему это имеет важное значение мы как раз и поговорим в этой статье. Диодный мост на схемах выглядит подобным образом:. Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Для того, чтобы она работала корректно, мы должны правильно соединить диоды и правильно подать на них переменное напряжение.

Диодный мост. Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и Напряжение короткого замыкания трансформатора формула.

Выпрямитель, схема диодного моста. Напряжение на выходе диодного моста

В данной статье мы постараемся дать ответ, что же это, диодный мост схема его и каково предназначение. И действительно, главный компонент диодного моста это диоды, для которых основное свойство пропускать напряжение только в одном направлении. Именно по этой характеристике определяют работоспособность диодов. Схема диодного моста состоит из правильно соединенных четырех диодов, а чтобы эта схема была работоспособной, к ней нужно правильно подключить переменное напряжение. А с двух других проводов или выходов, плюса и минуса, снимается постоянное напряжение. Теоретически, сделать из переменного напряжения постоянное можно и одним диодом, но для практики такое выпрямление не желательно. Как известно диод пропускает напряжение, только превышающее ноль, в противоположном случае диод заперт, а переменное напряжение изменяет свою величину в течение времени. Вроде бы все понятно.

Диодный мост 2W10 2A 1000V

Такое выпрямление называется двухполупериодным [1]. Выполняется по мостовой схеме Гретца. Изначально она была разработана с применением радиоламп , но считалась сложным и дорогим решением, вместо неё применялась схема Миткевича со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется мостовая схема.

Блок питания — важнейшая часть усилителя.

Задача (диодный мост) выпрямитель

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga. 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.

Высокоэффективный подход к построению входных диодных мостов

С появлением устройств электронного управления в повседневной жизни используется все меньше приборов, напрямую подключенных к сетям питания переменного напряжения. Как правило, переменное напряжение преобразуется в постоянное, а последнее используется для питания электронных приборов или электродвигателей с преобразователями, которые приходят на смену старомодным индукционным электродвигателям переменного напряжения. Кроме того, в тех случаях, когда это возможно, используется активная, а не пассивная компенсация коэффициента мощности конденсаторная батарея. Это означает, что входной диодный мост устанавливается всегда, независимо от того, используется в системе каскад PFC или нет. Распространенная схема реализации этого принципа показана на рис.

а вообще диодный мост ооч полезная штука. есть во всех зарядках и преобразователях. . кому сложно тто такие мосты продаются со всеми.

Форум самодельщиков: Диодный мост (выпрямитель) — Форум самодельщиков

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие.

Диодный мост 2W10 2A V зачастую удобнее применять вместо отдельных 4 диодов в схемах двухполупериодного выпрямления переменного напряжения до V и токе нагрузки до 2A. Диодный мост 2W10 2A V используется в схемах двухполупериодного выпрямления переменного напряжения. В отличие от однополупериодной схемы выпрямления совместно с использованием конденсаторного фильтра питания, применение диодного моста обеспечивает низкий коэффициент пульсаций при значительном токе нагрузки. При такой схеме подключения появляется возможность использования электролитического конденсатора меньшей емкости.

Вернуться в Электроника, электротехника. Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 3.

Диодный мост — другими словами, двухполупериодный выпрямитель, который предназначен для того, что бы преобразовывать переменный сигнал в пульсирующий постоянный, иными словами, производить выпрямление сигнала. Диодный мост очень распространённый элемент, который присутствует во всех блоках питания. Основной функцией диодного моста является выпрямление переменного сигнала напряжение, ток и тд. Недостатком диодной сборки есть то, что при поломке одного из диодов приходится менять весь элемент, что иногда является экономически не выгодным, но учитывая данные цены на полупроводниковую продукцию, этот вопрос более не актуален. Схема диодного моста это соединение 4 диодов, или же могут использоваться другие типы вентилей. Рисунок 1 — Схема диодного моста. Так же, в схемах он бывает представлен в виде указанном на рисунке 2.

Широкое распространение в радиотехнике получил диодный мост. Он используется в блоках питания и выполняет функцию выпрямления переменного напряжения. Таким образом, с помощью выпрямителя входной переменный электрический ток преобразуется на выходе в постоянный ток.

Диодный мост своими руками принцип и схемы

Е-ветерок.ру
Энергия ветра и солнца

> Тест lifepo4, зависимость напряжения и ёмкости

> Активный балансир для литиевых АКБ

> Дешёвый электро-велосипед

> Контроллер ФОТОН 150/50 MPPT WI-FI

> Отчёт о состоянии электростанции весна 2019

> Инвертор SILA +MPPT

> Гибридные инверторы SILA

> Реле напряжения XH-M609

> DC 300V 100A ваттметр

> ZT-X RM409B True-RMS цифровой мультиметр

> Электровелосипед, передний привод на my1016

>

>

>

>

>

Учебно-практический центр «Эксперт» — Учебно-практический центр «Эксперт»

Импульсные источники питания завоевывают все большее жизненное пространство. Надежность их растет, и те недостатки, которые характерны для импульсных преобразователей энергии, с лихвой компенсируются их несомненными преимуществами. Сейчас они начинают применяться уже в тех областях, где традиционно использовались линейные источники питания.

Один из недостатков импульсных преобразователей энергии это то, что они являются источником высокочастотных помех, проникающих в первичную сеть переменного тока. Это, в свою очередь, может приводить к нестабильной работе другого оборудования, подключенного к той же фазе первичной сети, что и импульсный источник. В связис этим, абсолютно любой блок питания должен иметь в своем составе входные помехоподавляющие цепи, обеспечивающие его защиту от помехиз первичной сети, а также защиту первичной сети от высокочастотных помех импульсного источника. Кроме того, эти цепи могут выполнять функции по защите от высоких напряжений и больших токов.

Переменный ток сети на первом этапе преобразования должен быть выпрямлен с помощью диодного моста. На этот диодный мост переменный ток подается через сетевой выключатель, сетевой предохранитель, терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) и помехоподавляющий фильтр. В подавляющем большинстве источников питания построение входных цепей одинаково, и такая типовая схема входных цепей приводится на рис. 1.

Рис. 1

Терморезистор с отрицательным ТКС служит для ограничения броска зарядного тока через конденсатор С5 в момент включения источника питания. При включении блока питания в начальный момент времени через диодный мост протекает максимальный зарядный ток конденсатора С5, и этим током может быть выведен из строя один (или более) диод выпрямителя. Так какв холодном состоянии сопротивление терморезистора составляет несколько Ом, ток через выпрямительные диоды моста ограничивается на безопасном для них уровне. Через некоторый промежуток времени в результате протекания через терморезистор зарядного тока С5, он нагревается, его сопротивление уменьшается до долей Ома и большене влияетна работу схемы.

Такое решение проблемы ограничения броска зарядного тока при помощи элемента с нелинейной вольт – амперной характеристикой используется достаточно часто, так как схема при этом получается наиболее простой и дешевой по сравнению с другими вариантами. Кроме того, она обеспечивает минимальные потери и высокую надежность, что и обуславливаетее применение практически во всех блоках питания. Ограничительный терморезистор, как и всякий нагреваемый элемент, обладает тепловой инерцией. Это означает, что для того, чтобы он восстановил свои ограничительные свойства, после выключения блока питания из сети должно пройти некоторое время (порядка нескольких минут), то есть он должен остыть. При этом следующее включение блока питания произойдет так жес ограничением броска зарядного тока. И это является дополнительным условием, из-за которого настоятельно рекомендуется выждать одну-две минуты перед следующим включением источника питания после его выключения, хотя на практике часто встречаются ситуации, при которых необходимо выключить источник питания и тут же снова включить его.

Терморезисторы довольно часто выходят из строя при пробоях силового транзистора, пробоях диодов выпрямителя. Неисправности терморезисторов довольно очевидны, так как они перегорают обычно с физическими нарушениями корпуса, т. е. корпус элемента разламывается и на нем видны следы копоти. При перегорании терморезистора специалист, производящий ремонт, может применить несколько вариантов решения проблемы:

     — Заменить терморезистор на аналогичный — это наиболее оптимальное решение.

   — Заменить терморезистор обычным резистором малого сопротивления (несколько Ом) и большой мощности (порядка 5 Вт) —в этом случае такой резистор будет осуществлять ограничение тока через выпрямитель в течение всей работы блока питания, однако будет выделять довольно большое количество тепла.

    — Заменить терморезистор несколькими витками нихромовой проволоки — такой элемент будет выполнять общее ограничение тока, а витки будут способствовать плавному нарастанию тока. Однако стоит отметить, что такое решение нельзя назвать оптимальным, и лучше воздержаться от его применения.

   — Замена терморезистора перемычкой — такой способ ремонта не рекомендуется применять (а некоторые специалисты и категорически предупреждают от замены терморезистра перемычкой), однако в некоторых ситуациях это приходится делать. К тому же, если при ремонте пришлось заменить диоды выпрямителя и поставить более мощные (например, КД226), то, как показывает практика, зарядный ток для таких диодов не страшени схема вполне работоспособна без терморезистора.

Следует отметить, что ограничительный терморезистор некоторые производители размещают между «-» диодного моста и общим проводом первичной части (рис. 2).

Рис. 2

В некоторых источниках питания терморезисторы не используются,а применяются ограничительные резисторы большой мощности (обычно белого цвета и имеющие форму параллепипеда). Эти резисторы имеют номинал сопротивления, равный несколько Ом и мощность5 –10 Вт.Как уже отмечалось ранее, такой резистор обеспечивает ограничение тока не тольков момент включения, а постоянно при работе источника питания. Поэтому на резисторе рассеивается достаточно большая мощность, и он очень сильно нагревается.

Сетевой плавкий предохранитель FU1 предназначен для защиты питающей сети от перегрузок, которые возникают при неисправностях сетевого выпрямителя или силового транзистора. Конструктивное изменение положения предохранителя при ремонте нежелательно, так как это может приводить к появлению сетевых электромагнитных помех.

Входной помехоподавляющий фильтр обладает свойством двунаправленного помехоподавления, то есть предотвращает проникновение высокочастотных импульсных помех из сетив блок питания и, наоборот, из блока питания в сеть.Эти импульсные помехи могут иметь значительную амплитуду. Сетевые помехи имеют в основном промышленную основу и создаются аппаратурой дуговой и контактной сварки, силовой пускорегулирующей аппаратурой, приводными электродвигателями, медицинской аппаратурой и т. д. Генерируемые блоком питания помехи обусловлены, главным образом, импульсным режимом работы силового транзистора и выпрямительных диодов. Помехи, генерируемые и силовой сетью и блоком питания можно разделить на два типа: симметричные и несимметричные.

Симметричная (дифференциальная) помеха — напряжение между проводами питания. Эта помеха измеряется между двумя полюсами шин питания.

Несимметричная (синфазная) помеха — напряжение между каждым проводом и корпусом блока питания (рис. 3).

Рис. 3

Для анализа работы помехоподавляющего фильтра рассмотрим случай, когда симметричная помеха воздействует на схему блока питания.

ЭДС помехи приложена к входу источника питания между фазным и нулевым проводом со стороны сети. Конденсатор С1 представляет собой очень большое сопротивление для питающего тока сетевой частоты (50Гц), и поэтому этот ток через конденсатор С1 не ответвляется.Для импульсного высокочастотного тока помехи этот конденсатор, напротив, имеет очень малое сопротивление, и поэтому большая часть тока помехи замыкается через него.

Однако одного конденсатора С1 оказывается недостаточно для полного подавления помехи. Поэтому далее включается двухобмоточный дроссель Т1 (нейтрализующий трансформатор), обмотки I иII которого имеют одинаковое число витков и намотанына одном сердечнике. Направление намотки обеих обмоток согласное. Из этого следует, что полезный ток сетевой частоты, протекающий по обмоткам I иII в противоположных направлениях, будет создавать в сердечнике Т1 два равных встречно-направленных магнитных потока, взаимно компенсирующих друг друга. Поэтому независимо от величины потребляемого от сети тока сердечник Т1 не будет намагничиваться, а значит, индуктивность обеих обмоток будет максимальна. Несмотря на это,из-за того, что питающий полезный ток имеет низкую сетевую частоту, обмотки Т1 не будут оказывать ему сколько-нибудь значительного сопротивления. Высокочастотный же ток помехи будет задерживаться этим дросселем. При этом, благодаря трансформаторному исполнению, индуктивность каждой из обмоток Т1 возрастает на величину взаимной индуктивности. Это объясняется тем, что магнитные потоки от высокочастотного тока помехи точно также взаимно компенсируются, как и токи сетевой частоты. Поэтому сердечник Т1 не намагничивается,а магнитная проницаемость его максимальна. Если бы вместо Т1 в каждый провод включался бы обычный дроссель, то протекающий ток намагничивал бы сердечники этих дросселей, в результате чего их магнитная проницаемость была бы меньше, даже при том же количестве витков.

Далее уже остаточная энергия помехи подавляется конденсатором С4, который замыкает через себя оставшуюся часть тока высокочастотной помехи, прошедшую через Т1.

Однако основное назначение конденсатора С4 иное. Диодный выпрямитель (D1-D4) также является генератором высокочастотных помех, что связано с импульсным характером тока через выпрямитель. Величина помех в основном зависит от свойств полупроводниковых диодов выпрямителя (крутизны вольтамперной характеристики, инерционности).

Процесс восстановления обратного сопротивления диодов при переключении не является мгновенным, и при смене полярности приложенного напряжения через диоды протекают импульсные обратные токи, обусловленные рассасыванием избыточных носителей. Эти импульсные токи и являются помехами, генерируемыми сетевым выпрямителем. Конденсатор С4, включенный в диагональ диодного моста, замыкает через себя токи этих импульсных помех, препятствуя их проникновениюв питающую сеть и нагрузку блока питания.

Конденсаторы С2 и СЗ — обязательные элементы и предотвращают проникновение несимметричных импульсных помех в питающую сеть. Такие же конденсаторы могут устанавливаться и до дросселя, образуя таким образом симметричный фильтр (рис. 4)

Рис. 4

Для предотвращения проникновения несимметричных помех из силового преобразователя в нагрузку через общий провод вторичной стороны в некоторых блоках питания этот общий провод не имеет гальванической связи с корпусом блока питания, а подключенк нему через дополнительный фильтрующий конденсатор малой емкости. При таком включении большая часть тока импульсной помехи замыкается через этот конденсатор внутри схемы блока питания. На рис. 5 таким конденсатором является С6 (4.7n/3kV).

Рис. 5

Следует отметить, что для разрядки конденсаторов сетевого фильтра после выключения блока питания из сетина выходе сетевого фильтра может включаться высокоомный резистор R1 на рис. 4. Включение такого резистора обусловлено требованиями техники безопасности при ремонте блока питания.

В современной схемотехнике во многих блоках питания по сетевому входу включается также варистор или динистор. Варистор — это нелинейный элемент, сопротивление которого зависит от приложенногок нему напряжения. Поэтому, пока сетевое напряжение не выходитза пределы допустимого, сопротивление варистора велико (десятки МОм), и он не влияетна работу схемы. При перенапряжениив сети варистор резко уменьшает свое сопротивление, и возросшим током через него выжигается плавкий предохранитель. Остальные элементы блока питания при этом остаются целыми. Сам варистор при этом обычно выходит из строя, что очень легко заметить —он чернеет,на окружающих его элементах — копоть и обычно варистор раскалывается. Достаточно часто для защиты источника питания от работы при повышенных напряжениях сети используется зенеровский диод, обозначаемый на схемах ZNR. Принцип работы его практически не отличается,т. е. если к нему прикладывается напряжение выше уровня его пробивного напряжения, то он «пробивается» и также выжигает плавкий предохранитель.

Маркировка варистора или зенеровского диода является достаточно простой. На корпусе тремя цифрами указывается номинал пробивного напряжения. Например, число 301 соответствует пробивному напряжению 300В (30×101), число 271 – напряжению 270В (27×101) и т. д.

В случае неисправного варистора или зенеровского диода установка нового предохранителя и повторное включение источника питания опять приводит к перегоранию предохранителя. Замену варистора или диода желательно производить на аналогичное изделие. Установка прибора с меньшим пробивным напряжением часто приводит его «пробою» при включении источника питания, т. к. именно в момент включения наблюдается большой скачок напряжения. Если установить прибор с большим значением пробивного напряжения, то в момент включения он не будет выходить из строя, однако и защищать источник питания он буде хуже. Возможен и такой способ решения проблемы, как полное удаление варистора (зенеровского диода) из схемы. Источник питания при этом будет запускаться без проблем, и предохранитель будет оставаться целым, однако, как, наверное, всем понятно, защита от повышенного напряжения сети будет отсутствовать. Такой способ решения проблемы стоит применять только в том случае, если вы увереныв хорошем качестве питающего напряжения и нет возможности найти аналогичную замену неисправному прибору.

Диодный мост — описание работы, как подключить и проверить

Содержание

• 1 Что такое диодный мост
• 2 Как работает и для чего нужен диодный мост
• 3 Как меняется напряжение после диодного моста
• 4 Как подключить диодный мост
• 5 Как проверить диодный мост мультиметром
• 6 Как рассчитать и подобрать диодный мост по мощности
  • 6.1 Напряжение пульсации моста выпрямителя
• 7 Какие бывают диодные мосты
• 8 Как обозначается диодный мост на схеме
• 9 Где применяется диодный мост

Как подключить диодный мост и зачем он вообще нужен? Какие типы бывают и как выбрать? Как правильно замерить напряжение при помощи мультиметра? Где его применяют?

Что такое диодный мост

Работа и функционал двухполупериодного мостового выпрямителя довольно просты. Схемы и формы сигналов, которые мы привели ниже, помогут вам лучше понять работу мостового выпрямителя. На принципиальной схеме 4 диода расположены в виде моста. Вторичная обмотка трансформатора подключена к двум диаметрально противоположным точкам моста в точках A и C. Сопротивление нагрузки R _L подключено к мосту через точки B и D.

Функционирование

Общая схема питания

Форма волны переменного тока не постоянна, зависит от времени. Когда оно достигает положительного пикового значения, ток имеет тенденцию к падению; то же самое будет следовать за отрицательным значением, после того как снова достигнет нуля, оно вернется к нулевым значениям.

Теперь рассмотрим работу выпрямителя, применив AC в качестве входа. Для положительной половины цикла диод работает в режиме прямого смещения. Следовательно, путь установлен для движения носителей заряда.

Как только отрицательная часть цикла приложена к диоду, он блокирует значение тока, потому что движением неосновных носителей заряда в нем можно пренебречь. Просто можно определить работу диода как проводящую в прямом смещении и блокирующую в обратном смещении к потоку тока.

Следовательно, течение тока очевидно во время положительной части цикла, приложенного к диоду. Полученный выход должен быть преобразован из переменного тока в постоянный. Таким образом, основной диод функционирует как выпрямитель.

Как работает и для чего нужен диодный мост

Положительный полупериод

Схема работы диодов в положительном полупериоде

Во время отрицательного полупериода питания диоды D3 и D4 работают последовательно, но диоды D1 и D2 переключаются в положение «ВЫКЛ», поскольку теперь они имеют обратное смещение. Ток, протекающий через нагрузку, имеет то же направление, что и раньше.

Отрицательный полупериод

Схема работы диодов в отрицательным полупериоде

Поскольку ток, протекающий через нагрузку, является однонаправленным, то и напряжение, развиваемое на нагрузке, также является однонаправленным так же, как и для двухдиодных выпрямителей предыдущих двух диодов, поэтому среднее напряжение постоянного тока на нагрузке составляет 0,637 В _макс.

Кремниевые и германиевые диоды

Ученые и инженеры обычно используют кремний чаще, чем германий, при создании диодов. Кремниевые pn-переходы работают более эффективно при более высоких температурах, чем германиевые. Кремниевые полупроводники позволяют электрическому току течь легче и могут производиться с меньшими затратами.

Эти диоды используют преимущество pn-перехода для преобразования переменного тока в постоянный как своего рода электрический «переключатель», который позволяет току протекать в прямом или обратном направлении в зависимости от ориентации pn-перехода. Диоды с прямым смещением позволяют току течь, а диоды с обратным смещением блокируют его. Это то, что заставляет кремниевые диоды иметь прямое напряжение около 0,7 вольта, так что они пропускают ток, только если он больше, чем вольт. Для германиевых диодов прямое напряжение составляет 0,3 вольта.

Диод

Анодный вывод батареи, электрода или другого источника напряжения, в котором происходит окисление в цепи, подает отверстия в катод диода при формировании pn-перехода. Напротив, катод источника напряжения, где происходит восстановление, обеспечивает электроны, которые отправляются на анод диода.

Особенности конструкции мостового выпрямителя

Есть несколько моментов, которые необходимо учитывать при использовании мостового выпрямителя для обеспечения выхода постоянного тока от входа переменного тока:

• Падение напряжения: не следует забывать, что ток, протекающий в мостовом выпрямителе, будет проходить через два диода. В результате выходное напряжение будет уменьшено на эту величину. Поскольку большинство мостовых выпрямителей используют кремниевые диоды, это падение составит минимум 1,2 В и будет увеличиваться по мере увеличения тока. Соответственно, максимальное выходное напряжение, которое может быть достигнуто, составляет минимум 1,2 В ниже пикового напряжения на входе переменного тока.
• Рассчитайте тепло, рассеиваемое в выпрямителе. Диоды будут снижать напряжение минимум на 1,2 В (при условии, что стандартный кремниевый диод) будет увеличиваться при увеличении тока. Это происходит из-за стандартного падения напряжения на диоде, а также сопротивления в диоде. Стоит ознакомиться с паспортом на диоды мостового выпрямителя, чтобы увидеть падение напряжения для предполагаемого уровня тока. Падение напряжения и ток, проходящий через выпрямитель, вызовут нагрев, который необходимо будет рассеивать. В некоторых случаях это может быть легко рассеяно воздушным охлаждением, но в других случаях мостовой выпрямитель может потребоваться прикрутить к радиатору.
• Пиковое обратное напряжение: очень важно обеспечить, чтобы пиковое обратное напряжение мостового выпрямителя или отдельных диодов не превышалось, иначе диоды могут выйти из строя. Номинал PIV для диодов в мостовом выпрямителе меньше, чем требуется для конфигурации с двумя диодами, используемой с трансформатором с центральным отводом. Если отбрасыванием диодов пренебрегают, для мостового выпрямителя требуются диоды с половиной номинальной PIV от диодов в выпрямителе с центральным отводом для того же выходного напряжения. Это может быть еще одним преимуществом использования этой конфигурации.

Мостовые выпрямители являются идеальным способом обеспечения выпрямленного выхода с чередующегося входа. Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодный выпрямленный выходной сигнал, что позволяет добиться большей производительности.

Синхронные выпрямители также известны как активные, и они используются для повышения эффективности цепей диодных выпрямителей.

Полупроводниковые диоды заменены активными переключающими элементами: транзисторами, которые могут быть силовыми МОП-транзисторами или силовыми биполярными транзисторами, которые включаются и выключаются в требуемое время для обеспечения возможности выпрямления.

Поскольку переключение, очевидно, должно происходить синхронно с поступающим сигналом, эти выпрямители часто называют синхронными или иногда активными.

Синхронные выпрямители

Потребность в синхронных или активных выпрямителях возникает из-за постоянного падения, которое происходит через диод, когда он проводит.

Хотя напряжение включения для кремниевого диода – тип, наиболее часто используемый для выпрямителей, составляет около 0,6 вольта, фактическое падение напряжения на диоде может возрасти до 1 вольта при его номинальном токе.

Использование диодов Шоттки может уменьшить падение напряжения, но это все еще может быть проблемой, особенно когда требуются самые высокие уровни эффективности. Синхронные выпрямители способны обеспечить улучшения даже по сравнению с диодными выпрямителями Шоттки.

Вопрос эффективности становится еще острее при использовании низковольтных преобразователей. С уровнями напряжения всего несколько вольт, а также с возможностью высоких уровней тока падения напряжения, вызванные диодами, становятся неприемлемыми, и методы синхронного выпрямителя становятся существенными.

Основы синхронного выпрямления

В типичном диодном выпрямителе диод включается, когда он смещен в прямом направлении, и выключается, когда смещается в обратном направлении. Можно управлять активным элементом, чтобы эффект был таким же. Преимущество активного выпрямителя состоит в том, что сопротивление проводимости и падение напряжения намного меньше, чем у диодов.

Поскольку переключение активного элемента должно быть правильно рассчитано, оно фактически синхронизировано с выпрямляемым сигналом. Именно по этой причине эти выпрямители известны как синхронные.

Часто мощные полевые МОП-транзисторы являются идеальными активными элементами для синхронного выпрямления, и они имеют очень низкое сопротивление, при этом RDS может составлять всего несколько десятков мОм или менее. Падение напряжения на этом уровне сопротивления, вероятно, будет намного меньше, чем на диоде.

Недостатком синхронных или активных выпрямителей является то, что им требуется схема управления для обеспечения синхронного включения устройств, то есть в нужное время. Схема, необходимая для управления синхронным выпрямителем, обычно включает в себя детекторы уровня напряжения и схему возбуждения для активных устройств.

Одним из ключевых вопросов для схемы управления является обеспечение того, чтобы два устройства на противоположных ножках выпрямителя не включались вместе, иначе короткое замыкание будет представлено на входе. Включение и выключение устройств обычно контролируется, чтобы гарантировать, что даже в точке, где одно включается, а другое выключается, имеется короткий промежуток, чтобы предотвратить одновременное включение обоих устройств.

Активное или синхронное выпрямление часто используется в преобразователях переменного тока в постоянный, где ключевым вопросом является эффективность. Использование синхронного выпрямителя позволяет минимизировать потери мощности и повысить уровни эффективности, но за счет дополнительной сложности.

Полуволновой выпрямитель

Полуволновые выпрямители соединены в цепи и переключаются между прямым и обратным смещением на основе положительного или отрицательного полупериода входной волны переменного тока. Он посылает этот сигнал на резистор нагрузки, так что ток, протекающий через резистор, пропорционален напряжению. Это происходит из-за закона Ома, который представляет напряжение V как произведение тока I и сопротивления R в V = IR.

Вы можете измерить напряжение на нагрузочном резисторе как напряжение питания V_s, которое равно выходному напряжению постоянного тока V_out. Сопротивление, связанное с этим напряжением, также зависит от диода самой схемы. Затем схема выпрямителя переключается на обратное смещение, в котором она принимает отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока. В этом случае ток не протекает через диод или цепь, а выходное напряжение падает до 0. Выходной ток является однонаправленным.

Двухполупериодная выпрямительная схема

Двухполупериодная выпрямительная схема

Напротив, двухполупериодные выпрямители используют полный цикл (с положительными и отрицательными полупериодами) входного сигнала переменного тока. Четыре диода в двухполупериодной схеме выпрямителя расположены таким образом, что, когда входной сигнал переменного тока положительный, ток течет через диод от D₁ к сопротивлению нагрузки и обратно к источнику переменного тока через D₂. Когда сигнал переменного тока отрицателен, вместо этого ток проходит путь D₃ -load- D₄. Сопротивление нагрузки также выводит напряжение постоянного тока от двухполупериодного выпрямителя.

Как меняется напряжение после диодного моста

Виды диодных мостов

Большинство электронных приборов в вашем доме используют переменный ток, но некоторые устройства, такие как ноутбуки, перед использованием преобразуют этот ток в постоянный. Большинство ноутбуков используют тип импульсного источника питания (SMPS), который позволяет выходному напряжению постоянного тока больше мощности для размера, стоимости и веса адаптера.

Диодные мосты работают с использованием выпрямителя, генератора и фильтра, которые управляют широтно-импульсной модуляцией (метод снижения мощности электрического сигнала), напряжением и током. Генератор представляет собой источник переменного сигнала, из которого вы можете определить амплитуду тока и направление его протекания. Адаптер переменного тока ноутбука затем использует его для подключения к источнику переменного тока и преобразует высокое напряжение переменного тока в низкое напряжение постоянного тока, форму, которую он может использовать для питания самого себя во время зарядки.

Некоторые выпрямительные системы также используют сглаживающую цепь или конденсатор, который позволяет им выводить постоянное напряжение, а не то, которое изменяется во времени. Электролитический конденсатор сглаживающих конденсаторов может достигать емкостей от 10 до тысяч микрофарад (мкФ). Большая емкость необходима для большего входного напряжения.

Другие выпрямители используют трансформаторы, которые изменяют напряжение, используя четырехслойные полупроводники, известные как тиристоры, наряду с диодами. Кремний – управляемый выпрямитель, другое название тиристора, использует катод и анод отделены друг от друга ворот и ее четырех слоев, чтобы создать два р — п переходов, расположенных один поверх другого.

Как подключить диодный мост

Для того чтобы сделать качественный диодный мост, нужно обеспечивать преобразование как плюсовой, так и минусовой части сигнала. Если диоды подсоединить по схеме Гретца, то в каждый период волны ток сможет проходить только через два элемента. Другими словами, устройство будет по очереди трансформировать каждую половину волны.

Как проверить диодный мост мультиметром

Нужно включить мультиметр в режим «Мониторинга диода». Обычно он совмещается с режимом «прозвона» и маркируется на панели аппарата значком диода.

Чтобы 100% убедиться в работоспособности диодов 1 и 2, нужно проверить их при реверсном включении. Для этого к отрицательному выводу моста («-») нужно подключить минусовой, чёрный щуп измерителя, а красный плюсовой щуп по очереди подсоединить к выводам, маркируется символом «~».

В обоих случаях на экране будет показана единица, что говорит о высокой степени сопротивления P-N перехода. В таком включении диоды ток не пропускают, все в порядке.

Как рассчитать и подобрать диодный мост по мощности

Максимальное пульсирующее напряжение, присутствующее в цепи двухполупериодного выпрямителя, определяется не только значением сглаживающего конденсатора, но и частотой и током нагрузки и рассчитывается как:

Напряжение пульсации моста выпрямителя

Формула напряжения пульсаций

Где: I – ток нагрузки постоянного тока в амперах, ƒ – частота пульсации или удвоенная входная частота в герцах, а C – емкость в Фарадах.

Основными преимуществами двухполупериодного мостового выпрямителя является то, что он имеет меньшее значение пульсации переменного тока для данной нагрузки и меньший резервуар или сглаживающий конденсатор, чем эквивалентный полуволновой выпрямитель. Следовательно, основная частота пульсирующего напряжения в два раза больше частоты переменного тока (100 Гц), где для полуволнового выпрямителя она точно равна частоте питания (50 Гц).

Величина пульсирующего напряжения, которое накладывается поверх напряжения питания постоянного тока диодами, может быть практически устранена путем добавления значительно улучшенного π-фильтра (pi-фильтра) к выходным клеммам мостового выпрямителя. Этот тип фильтра нижних частот состоит из двух сглаживающих конденсаторов, как правило, одного и того же значения и дросселя или индуктивности через них, чтобы ввести путь с высоким полным сопротивлением в переменный компонент пульсации.

Мостовой выпрямитель

Другая, более практичная и более дешевая альтернатива – использовать готовый трехполюсный ИС-регулятор напряжения, например, LM78xx (где xx обозначает номинальное выходное напряжение) для положительного выходного напряжения или его обратный эквивалент, LM79xx для отрицательного выходное напряжение, которое может снизить пульсации более чем на 70 дБ (таблица данных), обеспечивая постоянный выходной ток более 1 ампера.

Многие схемы с этой технологией построены с мостовым выпрямителем. Мостовые выпрямители преобразуют переменный ток в постоянный, используя свою систему диодов, изготовленных из полупроводникового материала, либо полуволновым методом, который выпрямляет одно направление сигнала переменного тока, либо полноволновым методом, который выпрямляет оба направления входного переменного тока.

Диодный мост GBL10

Полупроводники – это материалы, которые пропускают ток, потому что они сделаны из металлов, таких как галлий, или металлоидов, таких как кремний, которые загрязнены такими материалами, как фосфор, в качестве средства контроля тока. Вы можете использовать мостовой выпрямитель для различных применений для широкого диапазона токов.

Мостовые выпрямители также имеют преимущество в том, что они выдают больше напряжения и мощности, чем другие выпрямители. Несмотря на эти преимущества, мостовые выпрямители страдают от необходимости использовать четыре диода с дополнительными диодами по сравнению с другими выпрямителями, вызывая падение напряжения, которое уменьшает выходное напряжение.

Какие бывают диодные мосты

Типы диодных мостов

Во время каждого полупериода ток протекает через два диода вместо одного, поэтому амплитуда выходного напряжения на два падения напряжения (2 * 0,7 = 1,4 В) меньше, чем амплитуда входного V _MAX. Частота пульсации теперь в два раза больше частоты источника питания (например, 100 Гц для источника 50 Гц или 120 Гц для источника 60 Гц.)

Хотя мы можем использовать четыре отдельных силовых диода для изготовления двухполупериодного мостового выпрямителя, готовые компоненты мостового выпрямителя доступны «в продаже» в диапазоне различных напряжений и токов, которые могут быть припаяны непосредственно к печатной плате. Или могут быть подключены с помощью лопастных разъемов.

Сглаживающий конденсатор

Сглаживающий выпрямитель

Однофазный полуволновой выпрямитель генерирует выходную волну каждую половину цикла и что нецелесообразно использовать этот тип схемы для получения постоянного источника постоянного тока. Однако двухполупериодный мостовой выпрямитель дает нам большее среднее значение постоянного тока (0,637 Вмакс) с меньшей наложенной пульсацией, в то время как выходной сигнал в два раза больше частоты входного источника питания.

Мы можем улучшить среднюю выходную мощность постоянного тока выпрямителя, одновременно уменьшая изменение переменного тока выпрямленного выходного сигнала, используя сглаживающие конденсаторы для фильтрации формы выходного сигнала. Сглаживающие или емкостные конденсаторы, подключенные параллельно с нагрузкой на выходе двухполупериодной мостовой выпрямительной схемы, увеличивают средний выходной уровень постоянного тока еще выше, поскольку конденсатор действует как запоминающее устройство, как показано ниже.

Двухполупериодный аппарат со сглаживающим конденсатором

Двухполупериодный аппарат со сглаживающим конденсатором

Сглаживающий конденсатор преобразует двухполупериодный волнистый выход выпрямителя в более плавное выходное напряжение постоянного тока.

Сглаживающий конденсатор 5 мкФ

Синий график на картинке показывает результат использования сглаживающего конденсатора 5 мкФ на выходе выпрямителя. Ранее напряжение нагрузки следовало за выпрямленной формой выходного сигнала до нуля вольт.

Цветовая маркировка полупроводниковых диодов

Тип диода	Цвет кольца (к.), точки (т.)
—	Со стороны катода (в середине корпуса)	Со стороны анода
Д2Б Д2В Д2Д Д2Е Д2Ж Д2И		Белая т. оранжевая т. голубая т. зеленая т. черная т. красная т.
Д9Б Д9В Д9Г Д9Д Д9Е Д9Ж Д9И Д9К Д9Л	Красная т. оранжевая т. желтая т. белая т. голубая т. зеленая и голубая т. две желтые т. две белые т. две зеленые т.	Красная т.
КД102А КД102Б	Желтая т. оранжевая т.	Зеленая т. синяя т.
КД103А КД103Б		Синяя т. желтая т.
КД105А КД105Б КД105В КД105Г	Белая или желтая полоса на торце корпуса	Зеленая т. красная т. белая или желтая т.
КД106 КД209А* КД209Б КД209В КД209Г	Метка черного, зеленого или желтого цвета	Белая т. черная т. зеленая т.

* Цвет корпуса коричневый.

Тип диода	Цвет кольца (к.), точки (т.)
—	Со стороны катода (в середине корпуса)	Со стороны анода
КД226А КД226Б КД226В КД226Г КД226Д КД226Е		Оранжевое к. красное к. зеленое к. желтое к. белое к. голубое к.
КД243А КД243Б КД243В КД243Г КД243Д КД243Е КД243Ж	Фиолетовое к. оранжевое к. красное к. зеленое к. желтое к. белое к. голубое к.
КД510А	Одно широкое и два узких зеленых к.
2Д510А	Одно широкое и одно узкое зеленое к.
КД521А		1 шир. + 2 узкие
КД521Б		Синие полосы
КД521В		Желтые полосы
КД522А	Одно узкое черное к.	Одно широкое
КД522Б	Два узких черных к.	Черное кольцо
КД522В	Три узких черных к.	+тип диода

Ситуация приводит к разрядке конденсатора примерно до 3,6 В, в этом примере, поддерживая напряжение на нагрузочном резисторе, пока конденсатор не перезарядится еще раз на следующем положительном наклоне импульса постоянного тока. Другими словами, конденсатор успевает разрядиться лишь на короткое время, прежде чем следующий импульс постоянного тока снова зарядит его до пикового значения. Таким образом, напряжение постоянного тока, приложенное к нагрузочному резистору, падает лишь на небольшую величину. Но мы можем улучшить это, увеличив значение сглаживающего конденсатора, как показано на рисунке.

Сглаживающий конденсатор 50 мкФ

Здесь мы увеличили значение сглаживающего конденсатора в десять раз с 5 мкФ до 50 мкФ, что уменьшило пульсацию, увеличив минимальное напряжение разряда с предыдущих 3,6 вольта до 7,9 вольта. Используя схему симулятора Partsim, была выбрана нагрузка 1 кОм для получения этих значений, но, поскольку сопротивление нагрузки уменьшается, ток нагрузки увеличивается, что приводит к более быстрой разрядке конденсатора между импульсами зарядки.

Эффект питания тяжелой нагрузки одним сглаживающим или емкостным конденсатором может быть уменьшен за счет использования более крупного конденсатора, который накапливает больше энергии и меньше разряжается между зарядными импульсами. Как правило, для цепей питания постоянного тока сглаживающий конденсатор представляет собой алюминиевый электролитический тип, который имеет значение емкости 100 мкФ или более с повторяющимися импульсами напряжения постоянного тока от выпрямителя, заряжающего конденсатор до пикового напряжения.

Диодный мост KBU6J

Слишком низкое значение емкости, и конденсатор мало влияет на форму выходного сигнала. Но если сглаживающий конденсатор достаточно большой (можно использовать параллельные конденсаторы) и ток нагрузки не слишком велик, выходное напряжение будет почти таким же плавным, как чистый постоянный ток. Как общее практическое правило, мы рассчитываем иметь пульсирующее напряжение от пика до пика менее 100 мВ.

Как обозначается диодный мост на схеме

Диодный мост на схеме

Схема другого типа, которая производит ту же форму выходного сигнала, что и схема двухполупериодного выпрямителя, описанная выше.

Основным преимуществом этой мостовой схемы является то, что для нее не требуется специальный трансформатор с центральным отводом, что снижает его размеры и стоимость. Одна вторичная обмотка подключена к одной стороне сети диодного моста, а нагрузка – к другой стороне, как показано ниже.

Диодный мостовой выпрямитель

Диодный мостовой выпрямитель

Четыре диода, обозначенные от D ₁ до D ₄, расположены в виде «последовательных пар», и только два диода проводят ток в течение каждого полупериода. В течение положительного полупериода питания диоды D1 и D2 работают последовательно, в то время как диоды D3 и D4 смещены в обратном направлении, и ток протекает через нагрузку, как показано ниже.

Где применяется диодный мост

Типы выпрямительных систем различаются в зависимости от приложений, в которых вам нужно изменить напряжение или ток. В дополнение к уже рассмотренным применениям выпрямители находят применение в паяльном оборудовании, электросварке, радиосигналах AM, импульсных генераторах, умножителях напряжения и цепях питания.

Применение диодного моста

Паяльники, которые используются для соединения частей электрических цепей, используют полуволновые выпрямители для одного направления входного переменного тока. Методы электросварки, в которых используются мостовые выпрямительные схемы, являются идеальными кандидатами для обеспечения постоянного поляризованного напряжения питания.

AM-радио, которое модулирует амплитуду, может использовать полуволновые выпрямители для обнаружения изменений во входном электрическом сигнале. Схемы генерации импульсов, которые генерируют прямоугольные импульсы для цифровых схем, используют полуволновые выпрямители для изменения входного сигнала.

Выпрямители в цепях электропитания преобразуют переменный ток в постоянный от разных источников питания. Это полезно, поскольку постоянный ток обычно отправляется на большие расстояния, прежде чем он преобразуется в переменный ток для бытовых электрических и электронных устройств. Эти технологии широко используют мостовой выпрямитель, который может справиться с изменением напряжения.

Читайте также. Похожие записи.

• Что такое потенциометр, принцип работы, схема и типы
• Что такое транзистор Дарлингтона, конфигурации и применение
• Двигатель постоянного тока
• Что такое варистор, применение, принцип работы и схемы
• Линейный соленоид
• Индуктор

Поделитесь статьей:

comments powered by HyperComments

Диодные мосты: как собрать своими руками в домашних условиях

Продолжаем тему www.drive2.ru/b/2181752/, с описанием пошагово изготовление нашей зарядки. Шаг 4: «выпрямительная» схема.Мы ранее с катушкой, корпусом и охлаждением уже определились, но дело в том что катушка или трансформатор выдает переменный ток, для его преобразования в постоянный нужна схема диодного «моста» или готовый диодный мост который выдерживают от 30А и выше.

Пример диодного моста.

Но на рынке цены на диодные мосты хоть и небольшие но мы воспользуемся более доступными деталями.Изготовим на основе «советских» диодов которые есть в любой теле радио аппаратуре тех времен, во всяком случае они более надежные, и более стойкие к перегреву.

• Вот список подходящих диодов для наших нужд.

1. У меня нашлось Д243, мне как раз подходит.

• Далее с помощью наших друзей,

1. режем любой алюминиевый профиль для изготовления радиаторов охлаждения.

• Соединяем элементы между собой по схеме,

Для соблюдения полярности и облегчения сборки на каждом диоде есть метка (рисунок), по которому можно ориентироваться. У меня получилось так, уже пометил черным и красным где на выходе должна полярность, плюс красным и минус черным.

1. Теперь все эти элементы размещаем в корпус, соблюдая расстояние, и согласно схеме подключаем к трансформатору (катушке).

• У меня вышло так.

Вид со стороны диодов

Вид со стороны системы охлаждения.

Фактически это уже готовый простейший блок питания без защит. В нем присутствует система охлаждения что предохранит наш блок и детали от перегрева. Но в нем нету защиты от короткого замыкания и работу с ним нужно контролировать отдельным измерительным прибором.

Шаг 5: Простейшая схема самого доступного зарядного устройства.

Для создания нам понадобится любой простейший блок питания от 15V и выше. Подойдут также блоки питания к ноутбука и бытовой техники.Так как мы уже изготовили такой блок, рассмотрим схемы подключения к автомобильному АКБ для зарядки. Самая распространенная.

с нашим блоком питания

С блоком питания от ноутбука.

1. Как видно дополнительный элемент цепочки это автомобильная лампочка на 12В либо несколько штук.

Можно сказать лампочка будет индикатором работы, зарядки, и небольшая защита блоков питания от выхода из строя. Так как автомобильные АКБ по сути имеют низкуй плотность и блоки питания которые не предназначены для этого могут попросту выйти из строя. Также если вдруг попадется АКБ с замкнутыми банками про что будет сигнализировать очень яркое свечение.

Согласно этой схеме к нашему блоку я подключил акб через эти лампочки,

На немного разряженном акб

• По этой схеме такая зарядка которую я собрал выдает до 3 Ампер.

1. При до зарядке спокойно дает 1 Ампер, что благоприятно воздействует на АКБ, при этом неплохо заряжает на низких токах.

• При зарядке АКБ нужно выкрутить заглушки на банках на АКБ.

Минус такой схемы что процесс зарядки надо контролировать отдельным измерительным прибором чтобы на АКБ не было перезарядки, то есть при достижении на клеммах до ~14. 4В либо закипания в банках нужно всё отключить.

В следующей темах рассмотрим простейшие схемы регулировок тока — изготовим свою, рассмотрим как подключать измерительные приборы вольтметр амперметр. Можно сказать немного усложним конструкцию которую сможет изготовить каждый не имея опыта по радиоэлектронике.

Ну как то так всем мира и добра, добавляйте комментарии если есть что подсказать или поучаствовать, я не откажусь :).

Источник: https://www.drive2.ru/b/2199299/

⚡ Диодный мост: схема, особенности, назначение

Подавляющее большинство электронной аппаратуры работает на постоянном токе. А источником напряжения может быть как гальванический элемент, так и городская сеть переменного ток 220 В.

Вот и приходится переменный ток преобразовывать в постоянный, то есть – «выпрямлять». Для этой цели служит устройство под названием выпрямитель.

Это может быть готовый промышленный компонент, а может быть электронная схема, собранная из отдельных, более простых, элементов. Сегодня разберём, что же такое диодный мост, зачем он нужен и как работает.

Что такое диодный мост и зачем нужен

Переменный ток в бытовой электросети по синусоидальному закону меняет свою полярность 50 раз в секунду. Диодный мост, собранный из четырёх диодов, 25 раз в секунду пропускает одну положительную полуволну.

То есть, превращает ток переменного знака амплитудой, имеющей колебательный характер, в ток одного знака, но с удвоенной частотой колебаний амплитуды. Если потребителя это не устраивает, то после выпрямителя ставится сглаживающий фильтр.

Ниже представлена принципиальная электрическая схема диодного моста-выпрямителя.

ФОТО: go-radio.ruСхема диодного моста

Диодный мост можно собрать из отдельных конструктивно законченных диодов, но можно в промышленных условиях сразу изготовить из кристаллов в виде цельного изделия, пригодного к дальнейшей установке в электронную схему. Такая диодная сборка имеет технологические преимущества над предыдущим вариантом. Она компактней, монтаж моста надёжней, стоимость существенно ниже, чем у четырёх диодов.

ФОТО: youtube.comОдин из вариантов исполнения диодаФОТО: youtube.comДиодный мост, собранный из четырёх диодовФОТО: youtube.comДиодный мост в виде одного изделия

Принцип работы

Диодный мост представляет собой электрическую схему из четырёх диодов. Схема построена таким образом, что в каждый полупериод переменного тока соответствующая полуволна проходит по одному плечу моста, в другой полупериод другая полуволна проходит по другому плечу. Но в точках моста, где диоды соединены одинаковой полярностью, знак тока всегда один и тот же.

Основные характеристики

И отдельные диоды, и промышленные диодные сборки описываются стандартным набором технических характеристик:

• это напряжение обратной полярности, которое можно, не опасаясь пробоя, приложить к устройству;
• величина тока обратной полярности, который безопасно можно пропустить по устройству;
• длительность протекания тока по устройству без его перегрева;
• максимальная температура устройства, при которой оно сохраняет свою работоспособность;
• максимальная допустимая частота проходящего тока.

ФОТО: go-radio.ruВариант изображения моста на принципиальной электрической схемеФОТО: go-radio.ruСборка «Диодный мост» на печатной плате

Схема диодного моста

И самодельный мост, и промышленная диодная сборка изготавливаются по одной и той же схеме. Два диода последовательно спаиваются разноимёнными полюсами. Потом две пары спаивают одноимёнными полюсами на концах этих пар. К точкам соединения разноимённых полюсов подключается источник переменного напряжения, к точкам соединения одноимённых полюсов подключают нагрузку.

Диодные мосты применяются для выпрямления однофазного и трёхфазного тока.

Однофазный выпрямитель

Этот выпрямитель применяется в бытовой электронной технике чаще всего, так как бытовая электросеть однофазная.

Как правило, пульсации выпрямленного тока с частотой 100 Гц не годятся для нормальной работы аппаратуры, появится неприятный звуковой фон – гудение.

После выпрямителя следует ставить качественный сглаживающий фильтр из катушки индуктивности (последовательно) и конденсатора достаточной ёмкости (параллельно выходу выпрямителя).

ФОТО: electroinfo.netСхема однофазного моста

Трёхфазный выпрямитель

Трёхфазные выпрямители на выходе дают меньшую частоту пульсаций, чем однофазные. Понижаются требования к сглаживающим фильтрам.

Схемы выпрямителей для трёхфазных цепей бывают однотактные и двухтактные. В однотактной схеме к каждой обмотке трёхфазного трансформатора подключается минус диода. Свободные концы каждой из трёх катушек соединяются в общую точку.  Плюсы диодов тоже соединяются в одну точку. Нагрузка подключается между этими двумя общими точками.

ФОТО: electricalschool.infoПринципиальная схема однотактного трёхфазного моста-выпрямителя

Если требуется выходное напряжение более высокого значения, а пульсации поменьше, то собирается двухтактна схема. Собираются три пары диодов, в каждой паре плюсовой вывод одного подключается к минусу другого.

  Плюсовые выводы трёх пар тоже собираются в одну точку, так же объединяются минусы диодов, а общие точки в каждой паре диодов подключаются к свободным концам трёх обмоток вторичной обмотки трансформатора. Нагрузка подключается между общим минусом и плюсом сборки.

В такой схеме выходное напряжение несколько выше, а пульсации намного меньше. Иногда можно обойтись без сглаживающего фильтра. Такая схема имеет название «Мостовой трёхфазный выпрямитель Ларионова».

ФОТО: electricalschool.infoПринципиальная схема двухтактного трёхфазного моста-выпрямителяФОТО: electricalschool.infoСборка «Трёхфазный диодный мост»

Где применяется схема диодного моста

Кстати, автомобильный генератор тоже выдаёт переменный ток, а всё электрооборудование автомобиля работает на постоянном токе. После генератора установлен мощный диодный выпрямитель.

Мостовая схема диодного выпрямителя широко применяется в бытовой радиоаппаратуре – радиоприёмниках, телевизорах, всевозможных магнитофонах и проигрывателях.

Диодные мосты ставят и в трансформаторных, и в импульсных блоках питания.

Как сделать диодный мост своими руками

При необходимости и при наличии нужных диодов и паяльника нетрудно собрать диодный мост своими руками.

Что нужно для работы

Для работы нужно подготовить рабочее место с розеткой для паяльника, паяльник с подставкой, припой, канифоль, пинцет, маленькие кусачки. Конечно, нужны диоды с нужными характеристиками. При большом желании мост можно собрать на печатной плате с готовыми дорожками.

Инструкция по изготовлению

Проверка на работоспособность

Первая проверка всегда визуальная. Проверяется, те ли детали установлены, правильно ли собрана схема, качество пайки. Затем собирается проверочная схема с источником и измерительным прибором. И если этот этап прошёл успешно, то можно подключить нагрузку и провести окончательную проверку результатов своей работы.

Заключение

Работа с электроникой – это очень интересное занятие. И когда результат собственной деятельности начинает успешно функционировать, человек испытывает огромное удовлетворение.

Предыдущая

Источник: https://homius.ru/diodnyj-most-shema.html

Как собрать диодный мост из диодов

А вот в N-P переходе эти два вида токов встречаются.

Но если обратить внимание на график, то можно заметить, что напряжение на выходе является не постоянным, а пульсирующим.

Что будет если подключить диодный мост к трансформатору!? — Опыт

Частота подаваемого на мост напряжения, при которой прибор работает эффективно и не превышает допустимый нагрев. Эти два диода открываются, а открытые во время предыдущего полупериода закрываются. Обратите внимание! Но если в решётку добавить атомы определённых элементов легирование , физические свойства такого материала кардинально изменяются.

Он состоит из 6 диодов, по паре диодов на каждую фазу. Диодный мост. Принцип работы схемы.

Устройство выпрямителя и схема подключения

Создавая, таким образом, разность потенциалов на одноимённых выводах. Видно, как диод срезал нижнюю, отрицательную часть графика напряжения. При прикладывании обратного потенциала, величина барьера увеличивается, так как из n-области уходят электроны, а из p-области дырки.

Но для работы приборов с постоянным источником питания такой переворот недопустим. При выходе из строя одного диода требуется замена всей детали, исключая возможность удаления одного элемента. В итоге получится квадрат, в углах которого образовались следующие соединения: анод, катод — вход одного провода переменного напряжения; анод, анод — выход отрицательного потенциала; катод, анод — вход второго провода переменного напряжения; катод, катод — выход положительного потенциала. Состав выпрямительного модуля Всем, кто хотел бы более подробно ознакомиться с тем, что такое выпрямитель, советуем сделать небольшой исторический экскурс.

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

Как проверить диодную сборку типа KBPC.

Схема и принцип работы диодного моста

Схема диодного моста Рис. Наибольший рабочий ток выпрямления. С появлением дешёвых полупроводниковых диодов эту схему стали применять всё чаще и чаще.

Ответ изображён на следующем рисунке. Определили, еще ничего не зная ни о свободных электронах, ни о дырках.

Результат — более высокая степень сглаживания при той же емкости конденсатора фильтра, увеличение КПД используемого в выпрямителе трансформатора. В случае выхода из строя одного диода в составе монолитной сборки менять придется всю ее целиком несмотря на то, что три оставшихся элемента могут быть исправными.

Пульсации сглаживаются, а напряжение становится близким к постоянному. Схема подключения устройства На электрических схемах и печатных платах диодный выпрямитель обозначается в виде значка диода или латинскими буквами.

Следуя из названия, собран мост из 4 или 6 диодов.

Работая с обеими полуволнами переменного напряжения, диодный мост выгодно отличается от однополупериодных выпрямителей.

  Как сделать пиццу на сковороде без сыра

Принцип работы диодного моста

Металлы характеризуется тем, что электроны в их кристаллической решетке почти не держатся, вылетают и болтаются между атомами кристалла по любому поводу, самая небольшая температура, заставляющая ядра атомов на своих местах слегка вибрировать, вышибает электроны напрочь и массово. В случае отсутствия мультиметра можно воспользоваться обычным вольтметром.

В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Данную пульсацию можно немного уменьшить с помощью параллельно включенного конденсатора к выходу диодного моста.

Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. Устройство выпрямителя и схема подключения На сегодняшний день не придумано ничего лучшего для полноценного выпрямления напряжения, чем обычный диодный мост. ЧТО ТАКОЕ ДИОДНЫЙ МОСТ

Что такое диоды

Схема диодной сборки Из приведенного выше рисунка видно, что в мостовую схему входят четыре полупроводниковых элемента диода , порядок соединения которых соответствует встречно-параллельному принципу. Любое преобразование напряжения требует применения диодных мостов.

Избыток заряда одного знака заставляет носителей отталкиваться друг от друга, в то время как область с противоположным зарядом стремится притянуть их к себе. В электронике данная схема применяется в настоящее время повсеместно.

Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное — к катоду VD3. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление.

Схема диодного моста Это так называемый однофазный выпрямительный мост, один из нескольких типов выпрямителей , которые активно применяются в электронике. Его превращение в постоянный — достаточно часто встречающаяся необходимость. В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер.

Физические свойства p-n перехода

Также в нем будет рассмотрен вопрос, касающийся того, как сделать диодный мост своими руками. Образованный избыток электронов формирует отрицательный заряд, а дырок — положительный. Но самое интересное, что два типа проводимости могут существовать в одном куске полупроводника. Пару слов о том, как работает диодный мост.

Схема и принцип работы диодного моста На данной схеме 4 диода соединенных по мостовой схеме подключены к источнику переменного напряжения В. Диод Раньше, в эпоху стеклянных электронных вакуумных ламп, это была самая простая из ламп.

Если взглянуть на принципиальные схемы блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных, то после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока. Важно отметить, что ток Iн протекающий через нагрузку Rн, не изменяется по направлению, то есть является постоянным.

Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. При загорании включенного через ограничивающий резистор светодиода можно быть уверенным в том, что на выходе появился постоянный потенциал.

В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Потому что анод холодный, а к катоду теперь приложен положительный потенциал, который возвращает выброшенные накалом катода электроны обратно.

Однако отдельные образцы современных электронных устройств ваш мобильный, например нуждаются в постоянном или выпрямленном напряжении. Способы соединения диодных мостов, выпрямителей для увеличения их максимального тока и напряжения

Схема диодного моста

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.

Например, в составе блока питания, о котором уже заходила речь на страницах сайта, присутствует однофазный полномостовый выпрямитель – диодный мост. На принципиальной схеме диодный мост изображается следующим образом.

  Когда день матери в этом году

Схема диодного моста

Это так называемый однофазный выпрямительный мост, один из нескольких типов выпрямителей, которые активно применяются в электронике. С его помощью производят двухполупериодное выпрямление переменного тока.

В железе это выглядит следующим образом.

Диодный мост из отдельных диодов S1J37

Схему эту придумал немецкий физик Лео Гретц, поэтому данное схемотехническое решение иногда называют «схема Гретца» или «мост Гретца». В электронике данная схема применяется в настоящее время повсеместно.

С появлением дешёвых полупроводниковых диодов эту схему стали применять всё чаще и чаще.

Сейчас ею уже никого не удивишь, но в эпоху радиоламп «мост Гретца» игнорировали, поскольку она требовала применения аж 4 ламповых диодов, которые стоили по тем временам довольно дорого.

Как работает диодный мост?

Пару слов о том, как работает диодный мост. Если на его вход (обозначен значком «

») подать переменный ток, полярность которого меняется с определённой частотой (например, с частотой 50 герц, как в электросети), то на выходе (выводы «+» и «-») мы получим ток строго одной полярности. Правда, этот ток будет иметь пульсации. Частота их будет вдвое больше, чем частота переменного тока, который подаётся на вход.

Таким образом, если на вход диодного моста подать переменный ток электросети (частота 50 герц), то на выходе получим постоянный ток с пульсациями частотой 100 герц. Эти пульсации нежелательны и могут в значительной степени помешать работе электронной схемы.

Чтобы «убрать» пульсации необходимо применить фильтр. Простейший фильтр – это электролитический конденсатор достаточно большой ёмкости. Если взглянуть на принципиальные схемы блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных, то после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока.

Обозначение диодного моста на схеме

На принципиальных схемах диодный мост может изображаться по-разному. Взгляните на рисунки ниже – всё это одна и та же схема, но изображена она по-разному. Думаю, теперь взглянув на незнакомую схему, вы с лёгкостью обнаружите его.

Диодная сборка

Диодный мост во многих случаях обозначают на принципиальных схемах упрощённо. Например, вот так.

Обычно, такое изображение либо служить для того, чтобы упростить вид принципиальной схемы, либо для того, чтобы показать, что в данном случае применена диодная выпрямительная сборка.

Сборка диодного моста (или просто диодная сборка) – это 4 одинаковых по параметрам диода, которые соединены по схеме мостового выпрямителя и запакованы в один общий корпус. У такой сборки 4 вывода. Два служат для подключения переменного напряжения и обозначаются значком «

». Иногда могут иметь обозначение AC (Alternating Current — переменный ток).

Оставшиеся два вывода имеют обозначения « + » и « — ». Это выход выпрямленного, пульсирующего напряжения (тока).

Диодная сборка выпрямительного моста является более технологичной деталью. Она занимает меньше места на печатной плате. Для робота-сборщика на заводе проще и быстрее установить одну монолитную деталь вместо четырёх. Ещё одним из плюсов такой сборки можно считать то, что при работе все диоды внутри неё находятся в одном тепловом режиме.

Также стоит отметить и то, что сборки, порой, стоят дешевле, чем четыре отдельных диода. Но и в бочке мёда должна быть ложка дёгтя. Минус диодных сборок в том, что если выходит из строя хотя бы один диод, то менять её придётся полностью. Поэтому не лишним будет научиться проверять диодный мост мультиметром.

• 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
• 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.

  Как сделать браслет из ленточки

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.

Вы легко найдёте диодный мост на печатных платах электро-пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) или по-простому «балластах», а также в компактных люминесцентных лампах (КЛЛ).

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

Дата: 14.06.2018 // 0 Комментариев

Для самодельных схем, радиолюбители частенько применяют выпрямительные мосты на диодах Шоттки.

Использование диодов Шоттки в мостах обусловлено низким падением напряжения на диоде, что влечет за собой меньшие потери на мосту и снижает его нагрев.

Большинство диодов Шоттки выпускаются сдвоенными, в корпусах с общим катодом, и сборка моста из такого диода вводит новичка в тупик. Сегодня мы рассмотрим, какими способами можно собрать диодный мост из диодов Шоттки.

Диодный мост из четырех диодов Шоттки

Самый простой способ собрать мост на диодах Шоттки – соединить аноды диодной сборки и получить со сдвоенного диода обычный. Такой вариант позволит использовать по полной оба диода каждой диодной сборки.

Диодный мост из трех диодов Шоттки

Подбирая диоды Шоттки для моста, нужно учитывать, что производители указывают максимальный ток диодной сборки, а не каждого диода, который в нее входит.

Например, диодная сборка MBR20100CT рассчитана на ток 20А, то каждый из двух диодов рассчитан на 10А.

Если параметры используемых диодных сборок позволяют, можно немного сэкономить и построить диодный мост всего из трех диодов Шоттки.

Диодный мост из двух диодов Шоттки

Построить диодный мост из двух диодов Шоттки с общим катодом – НЕВОЗМОЖНО. Необходимо иметь в наличии диод с общим катодом и с общим анодом. Купить диоды Шоттки с общим анодом крайне тяжело, они очень редко встречаются в продаже. Если все же получилось их приобрести, схема моста будет выглядеть вот так.

Источник: https://moreremonta.info/strojka/kak-sobrat-diodnyj-most-iz-diodov/

Диодный мост в сварочном аппарате: силовые выпрямители своими руками

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

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

Выпрямитель для сварки

Оборудование для сварки на переменном токе обладает существенным минусом при использовании в домашних условиях: оно провоцируют перепады напряжения в сети и помехи для работы электроустройств.

По этой причине, при проведении сварных работ своими руками, требуется выпрямитель для сварочного аппарата, позволяющий в некоторой мере сгладить мощные перепады сетевого напряжения.

Особенность выпрямителей

Многие сварочные аппараты требуют доработки, заключающейся в применении специальных выпрямителей. Для их изготовления часто применяют диоды, способные пропускать напряжение исключительно в одну сторону.

Изначально для усовершенствования сварки мастера использовали диодные схемы из четырех диодов на радиолампах. Но данная технология была слишком сложной и дорогой. В наши дни силовые диоды стали доступными по стоимости, поэтому активно используются в сварных операциях.

Электрическая схема выпрямителя для сварки.

Схема для такого приспособления не отличается особой сложностью: она состоит из проводников, пропускающих электрический поток и направленных в актуальную сторону.

Если быть более точным, то два элемента общей схемы соединены последовательно и направлены друг к другу, а еще два ‒ располагаются один за другим. Первые из них проводят ток в выбранном направлении, вторые ‒ не позволяют току вернуться.

Выпрямители на диодах характеризуются разной мощностью, поэтому вид электрода необходимо подбирать с учетом этого параметра. Чем выше мощность, тем более толстый электрод потребуется.

На промышленном производстве требуется применить мощную аппаратуру, которая позволит выполнять сварные соединения без каких-либо пауз. Для бытового использования подойдут менее мощные выпрямители для сварки.

Применение в сварке

Диодную схему можно собрать из отдельных диодов или приобрести монолитную конструкцию с разными параметрами. Первый вариант менее предпочтителен, чем второй. Но при сгорании одного диода не требуется менять все четыре элемента, как в случае монолитной конструкции.

Если применить такие агрегаты для переориентации сварки на работу с постоянным током, можно добиться расширения ее функциональных возможностей.

Применение выпрямителя из диодов поможет:

• устранить перебои напряжения в сети;
• упростить задачу розжига электрической дуги в условиях номинального и пониженного напряжения;
• увеличить тепловой режим при длительной работе сварочного аппарата.

На заметку! С помощью выпрямителя из диодов для сварочного аппарата можно поддерживать электрическую дугу на стабильном уровне, что позволяет повысить эстетические качества созданных своими руками сварных соединений на металлических конструкциях.

Выпрямитель для сварки собирается по мостовой схеме, но при этом важно учесть, что корпус агрегата находится под напряжением.

Поэтому при установке диодного моста на радиатор, важно изолировать агрегат от иных элементов схемы, от корпуса сварочного аппарата, соседних диодов. А это чревато определенными неудобствами для сварщика: нужно использовать более крупный по размеру корпус сварки.

Выпрямитель тока для сварочных работ.

Как следствие, аппарат получается тяжелым и громоздким.

Чтобы уменьшить габариты сварки, можно подобрать выпрямительный прибор ВЛ200 с другой полярностью, объединив полупроводники на два парных радиатора. Но еще лучше, установить в едином корпусе сварки мощные, но при этом максимально компактные диодные мосты.

Такое решение обойдется сварщику в несколько раз дешевле, нежели покупка диодов В200. Деталь по размеру не больше, чем спичечный коробок. Она имеет площадку для установки радиатора, работает на максимальном, прямом токе ‒ 30-50 А.

Важно! Если в процессе выполнения сварных работ потребовался более мощный мост, стоит воспользоваться параллельным подключением мостовых сборок. Главное понимать, что при таком решении надежность конструкции будет ниже, чем при одиночных мощных диодах.

Если говорить о схемах полупроводникового типа с устройством выпрямителя, важно отметить следующее:

1. Лучшие показатели имеет трехфазная система, позволяющая использовать мощность сети до 380 В.
   Ее применяют на промышленных предприятиях, где важно создать длительный непрерывный сварной процесс без пауз для соединения больших по размеру металлических деталей: ворот, контейнеров, хозяйственных металлических сооружений и т. п.
2. Система с одной фазой подходит для бытового использования, когда сварной процесс длится короткий промежуток времени, и нет необходимости в более длительной сварке.

Установка

Если планируется установить параллельную схему соединения диодных мостов, важно учесть некоторый разброс по параметрам каждого диода. Подбирать элементы нужно так, чтобы оставался некоторый запас прочности. Тогда можно получить компактный диодный мост для сварочного аппарата.

Диодные сборки можно разместить на одном радиаторе, но для повышения показателей теплоотдачи их монтируют через теплопроводящую пасту. Актуальное количество таких схем для выпрямителя определяется требуемым сварочным током: стандартное количество 3-5 сборок.

Проводники стоит соединять с контактами при помощи пайки, и иначе в местах контакта потери мощности, или соединение сильно нагревается. При необходимости выполнить сварные операции, выпрямитель подключается к аппарату для сварки.

Как сделать выпрямитель своими руками?

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

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

Диодный мост для сварочного аппарата.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Электрическая схема сварки с диодным мостом.

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

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

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

Итоги

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

Источник: https://tutsvarka.ru/oborudovanie/diodnyj-most-v-svarochnom-apparate

Диодный мост: схема подключения и назначение

В электротехнике существует несостыковка. С одной стороны, передавать энергию на большие расстояния удобнее, если она имеет форму переменного напряжения. С другой, для питания смартфонов, светодиодов в лампочках, плат в телевизорах и подобной бытовой техники требуется постоянный ток. Данную проблему успешно решает такое семейство радиодеталей, как выпрямительные диоды.

Что такое диоды

Диод – это полупроводниковый элемент на основе кристалла кремния. Ранее эти детали также изготавливались из германия, но со временем этот материал был вытеснен из-за своих недостатков.

Электрический диод функционирует как клапан, т.е. он пропускает ток в одном направлении и блокирует его в другом.

Такие возможности в эту деталь заложены на уровне атомарного строения его полупроводниковых кристаллов.

Один диод не может получить из переменного напряжения полноценное постоянное. Поэтому на практике используют более сложные сочетания этих элементов. Сборка из 4 или 6 деталей, объединённых по специальной схеме, образует диодный мост. Он уже вполне способен справиться с полноценным выпрямлением тока.

Интересно. Диоды обладают паразитной чувствительностью к температуре и свету. Прозрачные выпрямители в стеклянном корпусе могут использоваться как датчики освещённости. Германиевые диоды (прим. Д9Б) подходят в качестве термочувствительного элемента. Собственно из-за сильной зависимости свойств этих элементов от температуры их и перестали производить.

Однофазный и трёхфазный диодный мост

Схема подключения датчика движения к прожектору

Существует две основные разновидности выпрямляющих сборок:

• Однофазный мост. Чаще используется в бытовых электроприборах. Имеет 4 вывода. На два их них подаётся переменное напряжение, т. е. фаза (L) и ноль (N). С двух оставшихся снимается постоянное, т.е. плюс (+) и минус (-).
• Трёхфазный мост. Встречается в мощных промышленных установках и оборудовании, питающимся от сети 380 вольт. На его вход подаются три фазы (L1, L2, L3). С выхода так же снимается постоянное напряжение. Такие мосты отличаются большими размерами и внушительными токами, которые они способны через себя пропустить.

Принцип работы диодного моста

Схема зарядного устройства

Понять, как мост выполняет свою задачу, можно, разобравшись в том, как ведёт себя отдельный диод. Изначально имеются только два провода с переменным напряжением (L и N). Оно имеет форму синусоиды (рис. а). Если в схему добавить один диод, то он будет пропускать только положительную полуволну (рис.

б), если этот компонент развернуть, то отрицательную составляющую (рис. в). Такое напряжение уже не будет переменным. Всё же оно не годится для питания серьёзных электроприборов. В нём наблюдаются моменты, когда ток совсем отсутствует. Применение четырёх диодов позволит получить постоянное напряжение без всяких прерываний (рис. г). Трёхфазные мосты выпрямляют по такому же методу.

Однако они делают это одновременно с тремя синусоидами.

Форма напряжения после моста

Выпрямитель

Трансформатор тока — принцип работы, назначение и устройство

Полученное после диодного моста напряжение имеет форму синусоиды, у которой отрицательная составляющая отражена относительно оси времени.

Проще говоря, оно имеет форму холмов и называется пульсирующим. Такое напряжение положительное. Не содержит моментов, когда ток не течёт. Но всё же оно нестабильное. Например, в точке «a» оно рано 0 вольт, а в «b» – имеет максимальное значение.

Данный выпрямитель нельзя считать законченным.

Для решения этой проблемы требуется сглаживающий электролитический конденсатор. На плате он обычно располагается там же, где и диодная сборка.

Ёмкость накапливает энергию в те моменты, когда она имеет пиковые значения (точка b), и отдаёт её в моменты провалов (a).

На выходе получается прямая линия – полноценный постоянный ток, пригодный для питания последующих электронных компонентов, процессоров, микросхем и т.п.

Преимущества двухполупериодного диодного моста

Полный мост, также называемый двухполупериодным выпрямителем, по ряду характеристик лучше, чем просто одиночный диод. Объясняется это тем, что он даёт возможность:

1. снизить подмагничивание трансформатора, после которого стоит двухполупериодный выпрямитель;
2. снять с выхода напряжение с удвоенной частотой, которое в итоге проще сгладить;
3. повысить КПД трансформатора, на вторичной обмотке которого установлен полный диодный мост.

Недостатки полного моста

У полноценного двухполупериодного моста имеются недостатки:

1. Ток вынужден протекать не по одному диоду, а сразу по двум, включенным последовательно. Поэтому удваивается падение напряжения на выпрямительном элементе. Для маломощных мостов на кремниевых диодах оно может достигать 2 вольт. В мощных выпрямителях – порядка 10 В. Отсюда существенные потери мощности на выпрямляющем элементе и его повышенный нагрев.
2. При выходе из строя одного и четырёх диодов мост продолжает работать. Данный дефект может быть незаметен без специальных замеров. Однако он создаёт риск более серьёзной поломки устройства, которое питается через неисправный мостик.

Конструкция

Схема любого выпрямительного моста включает в себя диоды. Они могут быть по отдельности распаяны на печатную плату или находиться в одном корпусе. Касаемо размера выпрямители бывают миниатюрными, например, импортные MB6S или советские КЦ405А. Последние в народе именуют «ка-цэшками» или «шоколадками».

Встречаются образцы с внушительными габаритами. Например, трёхфазный выпрямительный мост китайского производства. Прибор предназначен для токов в сотни ампер, поэтому имеет винтовой крепёж под силовые провода и плоскую металлическую теплопроводящую поверхность с отверстиями для фиксации на радиаторе охлаждения.

Маркировка выпрямителей

Не существует общепринятых правил, согласно которым производители маркируют свои диодные мосты. Каждый вправе называть своё изделие так, как считает нужным, т.е. по своей собственной номенклатуре.

Однако у большинства из этих деталей есть схожие признаки, помогающие визуально определить назначение их выводов. На фото трёхфазного моста (см. выше) отдельно выделен символ переменного тока – волнистая линия. Он указывает на то, что к этому контакту подключается входное синусоидальное напряжение.

Также на некоторых моделях мостиков входные выводы помечаются буквами AC (Alternative Current), указывающими на переменный ток. При этом выходные контакты, с которых снимается постоянный ток, обозначаются символами DC (Direct Current) или традиционными «+» и «-».  Дополнительно на некоторых выпрямителях со стороны плюса «подпилен» один из углов.

Также на «+» может указывать и удлинённый вывод. Подобная маркировка свойственна многим электронным компонентам и называется ключом.

Маркировка диодных выпрямителей

Диодный мостик своими руками

Чтобы самостоятельно собрать выпрямитель, понадобится 4 однотипных диода. При этом они должны подходить по обратному напряжению, максимальному току и рабочей частоте. Соединения нужно сделать в соответствии со схемой ниже.

Между двумя катодами снимается положительное напряжение, между анодами – отрицательное. К точкам, в которых подключены разноимённые выводы диодов, подсоединяется источник переменного напряжения.

Всю схему можно за пару минут спаять навесным монтажом или потрудиться и выполнить в виде небольшой печатной платы.

Дополнительная информация. Обратные напряжения диодов, включенных в последовательную цепь, складываются между собой.

Выбор типа сборки

Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:

• Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к. л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
• Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
• Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.

Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.

Проверка элементов

В большинстве случаев для проверки выпаивать мостик из платы не требуется. Тестировать его следует точно так же, как 4 p-n перехода с подключением по схеме диодного моста. Данное измерение настолько распространено, что его возможность реализована в любом мультиметре. Прибор для теста нужно переключить в режим диодной прозвонки.

Падение напряжения в прямом направлении на исправном выпрямительном диоде составляет 500-700 мВ. В обратном – прибор отобразит «1». Сгоревшая деталь чаще всего показывает в обоих направлениях «0», т.е. короткое замыкание.

Реже бывает полный обрыв элемента (также в обе стороны). Все замеры следует повторить для каждого входящего в состав моста диода. Итого 8 измерений, т.е. 4 в прямом направлении и 4 – в обратном.

Если тестируется диод Шоттки, то этот параметр составляет 200-400 мВ.

Использование барьера Шоттки

Применение диода Шоттки оправдано в двух случаях. Во-первых, когда нужно выпрямить высокочастотный ток.

Барьер Шоттки идеально подходит для подобной задачи, ведь он имеет низкую ёмкость перехода и, соответственно, является быстродействующим. Во-вторых, когда требуется выпрямить большой ток в десятки или сотни ампер.

В этом случае деталь отлично себя показывает ввиду низкого падения напряжения и малого тепловыделения.

Диодные мосты в мире электроники играют роль согласующего элемента. С их помощью можно подключать устройства, требующие постоянный ток, к сети удобного для передачи переменного напряжения. Подобных устройств очень много в быту, они крайне важны для комфортной жизни человека.

Видео

Источник: https://amperof.ru/teoriya/diodnyj-most-sxema.html

Как правильно проверить диодный мост мультиметром

Диодный мост есть практически в любой аппаратуре, и выход его из строя – очень распространенная причина поломки электронного прибора. Проверка же и замена диодного моста в мастерской стоят неоправданно дорого. Тем не менее самостоятельно выявить неисправность выпрямительного блока и при необходимости починить или заменить мост можно самостоятельно с минимальными затратами. Для этого нужно знать, как проверить диодный мост. Именно эту задачу мы и постараемся сегодня решить.

Содержание:

1. Что такое диодный мост и что у него внутри

2. Как найти диодный мост на плате

3. Как проверить диодный мост

4. Проверка диодного моста генератора автомобиля

5. Техника безопасности

Что такое диодный мост и что у него внутри

Прежде чем мы займемся проверкой диодного моста, необходимо узнать, что вообще такое диодный мост и из чего он состоит. Мост представляет собой схему, собранную из четырех диодов, соединенных определенным образом, и служит для преобразования переменного напряжения в постоянное. Используется такая схема практически во всей аппаратуре, питающейся от сети – ведь почти всей электронике для своего питания нужно постоянное напряжение, а в сети оно переменное. Но для начала выясним, что такое диод и какими свойствами он обладает.

Диод и принцип его работы

Диод – двухэлектродный полупроводниковый прибор, способный проводить ток только в одном направлении. Его часто так и называют – полупроводник. Если включить полупроводник в цепь постоянного тока анодом к плюсовому выводу источника питания, то через него потечет ток. Если к минусовому – тока в цепи не будет. Во втором случае говорят, что диод закрыт. А теперь включим наш полупроводник в цепь переменного напряжения.

Из рисунка хорошо видно, что полупроводник пропустил положительную полуволну и срезал отрицательную. Если включить его в другой полярности, то срезанной окажется положительная полуволна.

Чем диодный мост лучше диода

Теоретически используя лишь один полупроводник, ты смог бы преобразовать переменное напряжение в постоянное. Практически же ты получишь на выходе сильно пульсирующее напряжение, которое мало годится для питания электронных схем. Но если включить несколько диодов определенным образом, то лишнюю полуволну можно не срезать, а в буквальном смысле перевернуть ее. А теперь взгляни на схему ниже:

Диодный мост по схеме Гретца

При положительной полуволне работают диоды под номером 1 и 3: первый пропускает плюс, второй – минус. Полупроводники 2 и 4 в это время заперты и в процессе не участвуют – к ним приложено обратное напряжение, и сопротивление их pn-переходов велико. При отрицательной полуволне в работу включаются диоды 2 и 4. Первый перенаправляет отрицательную полуволну на положительный выход, второй служит минусом. На этом этапе запираются приборы 1 и 3. В результате отрицательная полуволна не пропадает, а просто переворачивается:

Вот так при помощи трех дополнительных полупроводников мы повысили эффективность выпрямления вдвое. Конечно, напряжение на выходе все равно пульсирующее, но с такой пульсацией легко справится сглаживающий конденсатор относительно небольшой емкости.

Как найти диодный мост на плате

Прежде чем прозвонить диодный мост, его необходимо сначала найти на плате. Для этого, конечно, нужно знать, как он может выглядеть. Внешний вид у него зависит от разновидности корпуса. Выпрямители могут состоять как из четырех отдельных полупроводников, впаянных рядышком, так и из диодов, собранных в одном корпусе. Такой сборный прибор так и называют – выпрямительная сборка. Вот лишь несколько видов таких сборок:

Несмотря на обилие форм, распознать интегральный диодный мост несложно. Он, как ты заметил, четырехвыводной, и два его вывода отмечены знаками «+» и «-». Это выход выпрямителя. На входные выводы подается переменное напряжение, поэтому они обозначаются символом «~», буквами «АС» (аббревиатура от английского «переменный ток») либо могут не обозначаться совсем.

Располагается диодный мост рядом с проводами подачи переменного напряжения: с трансформатора либо для импульсных блоков питания непосредственно из розетки (сетевой шнур).

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Как правило, рядом с выпрямителем ставится сглаживающий электролитический конденсатор – такой бочонок относительно больших размеров.

На рисунках, приведенных ниже, выпрямительные диодные мосты обозначены зеленой стрелкой:

Примеры расположения выпрямительных диодных сборок и мостов на дискретных элементах

Как проверить диодный мост

Проверить диодный мост можно двумя способами:

1. При помощи тестера (мультиметра).
2. При помощи лампочки.

Первый способ, конечно, предпочтительнее: он весьма точен и безопасен для диодного моста. Но если с мультиметром проблемы, то можно воспользоваться лампой от карманного фонаря и батарейкой на напряжение 5-12 В.

Теперь если диодный мост найден, прежде всего нужно провести внешний осмотр всей платы устройства. Элементы должны иметь естественный цвет, не быть обуглены или разрушены. Осмотри место пайки и целостность дорожек: важно, чтобы ничего не отпаялось и не лопнуло. Заодно внимательно осмотри электролитические конденсаторы (те самые бочонки). Они тоже должны быть в порядке: не поврежденные и не вздувшиеся. Если какой-то конденсатор вздулся или взорвался, его надо выпаять  – все равно он потребует замены, чтобы не мешал проведению измерений.

Если конденсатор взорвался, после его демонтажа всю плату нужно тщательно промыть спиртом. Разлетевшиеся части конденсатора – это электролит, который не только проводит ток, но и имеет свойства кислоты.

Прозвонка диодного моста при помощи тестера

Теперь переходим к проверке, или, как говорят, к прозвонке диодного моста, которую нередко приходится проводить  в два этапа:

1. Предварительная прозвонка на месте.
2. Точная проверка.

Первый этап удобен тем, что диодный мост можно не выпаивать, а проверять его прямо в схеме. Второй метод более трудоемок, но в случае неудачи с первым вариантом поможет провести точную проверку.

Для работы нам понадобится тестер: стрелочный или цифровой. В первом случае прибор должен уметь измерять сопротивление, во втором – иметь режим проверки полупроводников. Этот режим обозначается значком диода:

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Никогда не проверяй полупроводниковые приборы цифровым тестером в режиме измерения сопротивления. В этом режиме практически все подобные приборы проводят измерение переменным током, и прозвонка полупроводников ничего не покажет.

Прозвонка диодного моста на месте

Итак, стрелочный прибор переводим в режим сопротивления на предел измерения около 1 кОм, цифровой включаем на проверку диодов. Теперь вспоминаем схему диодного моста:

Твоя задача – прозвонить каждый из диодов, подключив к нему щупы тестера сначала в одной, а потом в другой полярности. Как видно из схемы, добраться до каждого диодика в отдельности не составляет труда, достаточно лишь выбрать соответствующие ножки сборки. Если выпрямитель собран на отдельных полупроводниках, проблемы вообще нет: просто прозванивай каждый, касаясь щупами прибора его выводов.

Что говорят измерения после прозвонки? Для каждого из отдельных полупроводников результат измерений должен быть следующим: в одном направлении тестер показывает маленькое сопротивление (значение около 200-700 Ом), в другом невозможно прозвонить вообще – прибор показывает «бесконечность».

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

На самом деле цифровой тестер в режиме проверки диодов показывает не сопротивление цепи, а величину падения напряжения на открытом диоде. Это имеет большое значение для измерения параметров полупроводников, но совершенно не существенно для прозвонки. Таким образом, алгоритм работы с любым типом тестера одинаков, а напряжение падения можешь принимать хоть за милливольты, хоть за Омы.

Если самостоятельно вычислить каждый из диодов по выводам тебе сложно, то ориентируйся на картинку ниже, в которой в качестве примера показана прозвонка диодной сборки GBU25M.

Обрати внимание, что цифры на экране тестера, изображенного на рисунке, условны. Падение напряжения на диоде и его сопротивление могут колебаться и зависят от типа полупроводника и его рабочего напряжения.

Точная проверка

Если результаты твоих измерений совпали с теми, которые описал я, то диодный мост можно считать исправным. Но если что-то пошло не так и ты не получил желаемых результатов, то диодный мост придется выпаять и провести проверку еще раз. Дело в том, что большинство схемотехнических решений предусматривают «обвязку» выпрямителя дополнительными элементами: конденсаторами, фильтрами, катушками и пр. Все это может внести искажения в измерения, и ты просто не увидишь, почему и что не так.

Включаем паяльник и выпаиваем диодный мост. Если он состоит из отдельных диодов, то их достаточно отпаять лишь с одной стороны, приподняв по одной ножке каждого диода над платой. Теперь проводи повторное измерение. Методика та же, что и в первом случае: каждый из диодов прозванивай в обе стороны, меняя полярность подключения щупов прибора.

Если и сейчас показания прибора не соответствуют норме, можно с полной уверенностью сказать, что сборка или отдельный диод неисправны. Если в обоих направлениях измерения высокие значения сопротивления, переход диода выгорел, он в обрыве. Звонится в обе стороны – диод пробит, замкнут накоротко. Если пробита диодная сборка, то придется заменить ее целиком. Если диоды стоят отдельно, достаточно заменить неисправный прибор однотипным.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

В Интернете полно поисковых запросов типа «как проверить диодный мост индикаторной отверткой». Индикаторная отвертка, точнее, указатель напряжения предназначен для абсолютно других целей, и проверять диоды с его помощью не только бессмысленно, но и опасно!

Прозвонка моста индикаторной лампой

Если в твоем распоряжении не оказалось мультиметра, то для проверки диодного моста можно обойтись и подручными средствами: лампочкой и батарейкой. Тебе понадобится батарейка или кассета с несколькими пальчиковыми батарейками с общим напряжением 5-12 В и маломощная лампочка накаливания приблизительно с таким же, как у батареи, напряжением питания.

Лампу нужно брать минимальной мощности, чтобы не сжечь диод чрезмерно большим током. Подойдет, к примеру, лампочка от маломощного карманного фонаря. Если в качестве батареи ты используешь аккумулятор на 12 В, то подойдет и лампочка от подсветки приборной панели или габаритных фар («подфарников»).

Ты, конечно, помнишь, что диод проводит ток в одну сторону, поэтому взгляни на две предложенные мной схемы:

На схеме слева диод включен в прямом направлении и пропускает ток – лампа должна загореться. На правом рисунке диод включен в обратном направлении и тока не пропускает – лампа погашена. Понял идею? Собирай тестер и щупами А1 и А2 прозванивай диодный мост, ориентируясь не на экран мультиметра, а на лампу. Горит – маленькое сопротивление, погашена – большое. Вот и вся хитрость.

Проверка диодного моста генератора автомобиля

Если у тебя есть автомобиль, то тебя наверняка заинтересует этот раздел статьи. Выход из строя генератора авто – серьезная проблема, решение которой стоит немалых денег. Но и тут причиной поломки может оказаться неисправность диода выпрямительного моста, который установлен в генераторе. А это значит, что вопрос можно попытаться решить своими силами. Взглянем на упрощенную схему генератора:

Перед тобой такой же диодный мост, только трехфазный, с шестью, а не с четырьмя диодами. Это означает, что прозвонить его не составит никакого труда!

Итак, разбирай генератор и снимай диодный мост, который выглядит примерно вот так:

Зелеными стрелками я отметил силовые диоды, но еще есть три вспомогательных, они помечены красными стрелками. Звонить будем и те и другие – все на виду и легкодоступны.

Промывай подковку в бензине, чтобы смыть всю грязь и масло, которые могут быть причиной неисправности. Когда мост высохнет, начинай прозванивать каждый диод, используя методику, описанную выше. Для работы можно использовать как мультиметр, так и лампу от габаритов в комплекте с автомобильным аккумулятором.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Обрати внимание! Диоды, стоящие на разных подковках, только с виду одинаковые. На самом деле у одних на центральном выводе анод, у других – катод. Это сделано для того, чтобы диоды можно было расположить на одной подковке, одновременно исполняющей роль радиатора, без изолирующих прокладок.

Техника безопасности

Подавляющее большинство современной аппаратуры имеет импульсные высоковольтные блоки питания.  Это означает, что диодные мосты в них работают под напряжением до 300 В. Поэтому, прежде чем начать измерение, отключи прибор от сети и, главное, разряди сглаживающие электролитические конденсаторы, которые могут «держать» опасный для жизни заряд часами. Для наглядности я пометил их красными стрелками:

Чтобы разрядить их, замкни на секунду выводы конденсатора отверткой, держа ее за изолирующую ручку. В противном случае ты не только сожжешь мультиметр, но и можешь попасть под смертельное напряжение.

И последний совет: после ремонта прибора не спеши втыкать сетевую вилку в розетку. Для начала включи его в сеть через лампу накаливания мощностью 150-200 Вт. Если все сделано правильно, лампа будет едва светиться. О неудавшемся ремонте лампа просигнализирует тебе ярким светом в полный накал, указывающим на короткое замыкание.

Делая всевозможные сетевые переключения, береги глаза. Очень многие элементы импульсных блоков питания при неудачном ремонте способны взрываться не хуже осколочной гранаты. А разрыв электролитического конденсатора, как я уже писал выше, грозит огромным разлетом не только осколков алюминия и клочьев бумаги, но и разбрызгиванием кислоты.

Вот ты и научился проверять исправность диодных мостов. Надеюсь, в будущем эти знания будут полезны и сохранят не только твои деньги и время, но и нервы. Провести самостоятельную дефектовку электронного прибора, а затем и его ремонт – это круто. Не так ли? Пиши ответ в комментариях

Задать новый вопрос

Задать вопрос

Вопросы экспертуКак правильно менять лампочки в подвесном потолке

Вопросы экспертуКак правильно заземлить ванну в квартире?

мостовой выпрямитель, схема, формула, 7 важных факторов — гибки Lambda

• Выпрямитель и выпрямитель
• Типы выпрямителя
• Мостовой выпрямитель
• Схема мостикового выпрямителя и диаграмма
• Работай мост
• мостовой выпрямитель. мостовой выпрямитель
• Различия между мостовым выпрямителем и двухполупериодным выпрямителем
• Математические задачи

Выпрямление: Процесс преобразования переменного напряжения в постоянное называется выпрямлением. Выпрямитель представляет собой электронное устройство для выполнения выпрямления.

Выпрямители в основном бывают трех типов. Это –

1. Однополупериодные выпрямители (HWR)
2. Двухполупериодные выпрямители (FWR)
3. Мостовой выпрямитель (BR)

Мостовые выпрямители — это выпрямители, которые преобразуют переменный ток в постоянный, то есть переменный ток в постоянный. Этот тип выпрямителя позволяет обеим половинам входного переменного напряжения проходить через цепь. Для мостового выпрямителя необходимо четыре диода.

Мостовой выпрямитель показан на схеме ниже. Схема мостового выпрямителя

Двухполупериодное выпрямление также может быть реализовано с помощью выпрямителя, в состав которого входят четыре диода. Как показано на схеме, два диода противоположных плеч проводят ток одновременно, в то время как два других диода оставались в выключенном состоянии. Пока ток течет через диоды D1 и D3, но ток не течет через диоды D2 и D4. Происходит это из-за мгновенной полярности вторичных обмоток трансформатора. Таким образом, ток I проходит через сопротивление нагрузки RL в указанном направлении.

Наступает следующая половина цикла. На этот раз меняется полярность трансформатора. Ток течет через диод D2 и диод D4, а через диоды D1 и D3 ток не течет. Направление тока остается таким же, как и в предыдущей половине цикла.

Узнайте, как работает трансформер!

Из стандартной схемы мостового выпрямителя,

Vi – входное напряжение; Vb — напряжение на диоде, rd — динамическое сопротивление, R — сопротивление нагрузки, Vo — выходное напряжение.

Среднее напряжение O/p:

В _o = В _м Sinωt; 0 ≤ ωt ≤ π

V _AV = 1/π * ∫ ₀ ^2π Vo D (ωt)

или, V _AV = 1/π * ∫ ₀

Если R _f << R _L , то

TUF = 8 / π ² = 0,812

Чем выше производительность TUF, тем выше производительность TUF.

КПД мостового выпрямителя определяется как отношение мощности постоянного тока, подаваемой на нагрузку, к входной мощности переменного тока. Обозначается символом – η

η = P _{нагрузка} / P _в *100

или, η = I _dc ² * R/ I _{действ. RMS} = I _M / √2 и I _DC = 2*I _M / π

SO, η = (4i _M ² / π ² ) / (I _M / π ² ) / (I _M / π ² ) / (I _M / π ² ) / (I _M / π ² ). ² /2)

η = 8 / π ² * 100% = 81,2%

КПД идеальной схемы мостового выпрямителя = 81,2%

Subject of Comparison	Bridge Rectifier	Full Wave Rectifier
Количество используемых диодов	Используются четыре диода	Используются два диода
Протекание тока	Ток протекает в цепи только в течение положительной половины входного периода.	Ток протекает в цепи всю половину входного периода.
Трансформатор Требуется	Любое небольшое шаг или СТАВАНИЯ Трансформера	Центральные преобразования Требовывания. Требуются Центр, требуемые для центральных ввоенных. Он также нуждается в более мощном трансформаторе, чем мостовой выпрямитель.
Пиковое обратное напряжение	Для мостового выпрямителя пиковое обратное напряжение — это максимальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора.	Для двухполупериодного выпрямителя пиковое обратное напряжение каждого диода в два раза превышает максимальное напряжение между центральным отводом и любым другим концом вторичной обмотки трансформатора.
Доступность	Мостовой волновой выпрямитель доступен на рынке в одной упаковке.	Готовые двухполупериодные выпрямители отсутствуют на рынке.
Стоимость	Дешевле двухполупериодных выпрямителей.	Более дорогой, чем мостовой выпрямитель.
Коэффициент использования трансформатора	Коэффициент утилизации трансформатора составляет 0,812	для трансформатора с полным волном, TUF = 0,693
Ток протекает через два последовательно включенных диода в мостовом выпрямителе, и на диодах рассеивается огромная мощность. Следовательно, эффективность ниже в условиях низкого напряжения.	На двухполупериодных выпрямителях такого эффекта нет. КПД в таких условиях больше, чем у мостового выпрямителя.

1. Мостовой выпрямитель имеет нагрузку 1 кОм. Приложенное переменное напряжение составляет 220 В (среднеквадратичное значение). Если пренебречь внутренними сопротивлениями диодов, каково будет напряжение пульсаций на сопротивлении нагрузки?

а. 0,542 В

б. 0,585 В

в. 0,919 В

д. 0,945 В

Напряжение пульсаций = γ * В пост. тока / 100

В пост. тока = 0,636 * Вэфф. * √2 = 0,636*220*√2 = 198 В.

Коэффициент пульсаций идеального двухполупериодного выпрямителя равен 0,482

Следовательно, напряжение пульсаций = 0,482*198/100 = 0,945 В

Пиковое обратное напряжение является важным параметром, определяемым как максимальное обратное напряжение смещения, приложенное к диоду перед входом в область пробоя. Если номинальное пиковое обратное напряжение меньше указанного значения, может произойти пробой. Для двухполупериодного выпрямителя пиковое обратное напряжение диода такое же, как пиковое напряжение = Vm. Итак, пиковое обратное напряжение = 5 вольт.

V= V _м Sinωt

Здесь ω= 100

Частота определяется как – ω/2 = 100/2 = 50 Гц.

Таким образом, выходная частота = 50*2 = 100 Гц.

Выпрямитель преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. Генератор преобразует постоянное напряжение в переменное.

Теперь мы знаем, что V= V _м Sinωt

V _м = 20

Итак, выходное напряжение = 2В _м / π = 2*20 / π = 10 вольт напряжение = 12,73 вольта.

Мостовой выпрямитель — Javatpoint

следующий → ← предыдущая Мостовой выпрямитель представляет собой схему, состоящую из четырех отдельных диодов с p-n переходом, переменного источника питания и нагрузочного резистора. Четыре диода в мостовых выпрямителях образуют замкнутый контур, который называется мостом. Основное преимущество схемы мостового выпрямителя заключается в том, что она не требует центрального ленточного трансформатора, что уменьшает ее размер. Одиночная обмотка подключена к входу одной стороны моста. Нагрузочный резистор с другой стороны моста, как показано ниже: Форма его выходного сигнала аналогична двухполупериодному выпрямителю. Работа четырех диодов зависит от положительной и отрицательной половины приложенного входного цикла. Давайте подробно обсудим конструкцию и работу мостового выпрямителя. Строительство Схема мостового выпрямителя включает четыре диода. Назовем эти четыре диода как D1, D2, D3 и D4. Эти четыре диода расположены последовательно парами. Только два диода из четырех диодов имеют проводимость каждые полпериода. Диоды D1 и D2 мостового выпрямителя во время положительного полупериода включены в прямом смещении. Аналогично, диоды D3 и D4 во время отрицательного полупериода включены в прямом смещении. Давайте сначала обсудим состояние диода p-n перехода при прямом и обратном смещении. Смещение вперед Состояние прямого смещения диода легко позволяет току течь через его клеммы. Это связано с наличием узкой области обеднения. Чем уже область, тем легче она позволяет перемещать носители заряда из p-области в n-область. Полярность диода при его подключении к переменному входу указана ниже: Это показывает, что положительный конец переменного источника подключен к положительному выводу диода. Точно так же отрицательный конец подключается к отрицательному выводу диода. Он определяется как состояние прямого смещения диода. Ток увеличивается с ростом уровня напряжения, когда диод работает в прямом смещении. Текущий поток зависит от большинства носителей. Обратное смещение Состояние обратного смещения диода вызывает протекание тока в обратном направлении. Имеет широкую область истощения. Полярность диода при его подключении к источнику переменного тока указана ниже: Это показывает, что положительный конец переменного источника соединен с отрицательным полюсом диода. Точно так же отрицательный конец переменного источника подключается к положительному выводу диода. Он определяется как состояние обратного смещения диода. Текущий поток зависит от неосновных носителей. Диод в случае обратного смещения вообще ведет себя как разомкнутый ключ. Рабочий Здесь мы обсудим работу мостового выпрямителя отдельно во время положительного и отрицательного полупериода. Положительный полупериод Диоды D1 и D2 смещаются в прямом направлении в положительной половине и включаются последовательно. Но диоды D3 и D4 смещаются в обратном направлении. Это связано с полярностью диода, подключенного к сети переменного тока. Положительное напряжение подается на положительный конец обоих диодов, а отрицательный конец — на отрицательный вывод диода, что делает их смещенными в прямом направлении. Эти два диода проводят и соответствуют результирующей выходной волне, как показано ниже: Отрицательный полупериод Диоды D3 и D4 смещаются в прямом направлении во время отрицательной половины входного периода и включаются последовательно. Но диоды D1 и D2 смещаются в обратном направлении и не проводят ток. Проводимость диодов D3 и D4 создает результирующую форму выходного сигнала, как показано ниже: Аналогичным образом, после каждой положительной половины и отрицательной половины цикла ввода создается результирующий вывод, как показано ниже: Анализ выпрямителя невесты Давайте обсудим параметры мостового выпрямителя. 1. Пиковое обратное напряжение PIV (пиковое обратное напряжение) мостового выпрямителя: Vm . 2. Средний и пиковый токи в диоде Предполагается, что прямое сопротивление резистора и диода равно RF и RL. Ток, протекающий через два диода: Поскольку два диода подключены последовательно, прямое сопротивление равно 2RF. 3. Идеальный пиковый ток нагрузки Прямое сопротивление идеального диода считается равным нулю. Следовательно, идеальный пиковый ток нагрузки определяется как: Идеальный пиковый ток нагрузки одинаков для однополупериодного выпрямителя и двухполупериодного выпрямителя. 4. Выходной постоянный ток Можно рассчитать как: Подставляя значение Im в вышеприведенное уравнение, получаем: 5. Действующее значение тока Значение RMS может быть представлено как: Подставляя значение Im в вышеприведенное уравнение, получаем: 6. Выходное напряжение постоянного тока Выходное напряжение постоянного тока может быть представлено как: 7. Эффективность ректификации Эффективность = мощность постоянного тока, подводимая к нагрузке / входная мощность переменного тока от трансформатора. Максимальный КПД мостового выпрямителя в два раза выше, чем у однополупериодного выпрямителя. Он равен 81,2%. 8. Коэффициент пульсации Коэффициент пульсаций мостового выпрямителя можно представить как: Может быть выражен в форме напряжения или тока. 9. Положение Процентное регулирование может быть представлено как: Типы мостового выпрямителя Существует четыре типа мостового выпрямителя: 1. Однофазные мостовые выпрямители Однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, как показано ниже: Однофазные выпрямители используются для обеспечения малых уровней мощности. В качестве входа требуется однофазный источник переменного тока. 2. Трехфазные мостовые выпрямители Трехфазный мостовой выпрямитель состоит из шести диодов, как показано ниже: Трехфазные выпрямители используются для обеспечения больших уровней мощности. В качестве входа требуется трехфазный источник переменного тока. 3. Неуправляемый мостовой выпрямитель Мы знаем, что диоды однонаправленные. Это означает, что диод с p-n переходом может проводить ток в одном направлении. Конфигурация четырех диодов неуправляемого мостового выпрямителя фиксирована. Он не допускает изменения мощности. Следовательно, обычное применение такого выпрямителя заключается в обеспечении фиксированного или постоянного источника питания. 4. Управляемый мостовой выпрямитель Конфигурация управляемого мостового выпрямителя использует полупроводниковые устройства вместо диодов. К твердотельным устройствам относятся MOSFET, SCR и др., которые обеспечивают различную мощность на выходе под нагрузкой. Выходную мощность можно изменять, запуская эти полупроводниковые устройства на различных этапах. Применение мостового выпрямителя Применение мостового выпрямителя: Цепи питания Более низкая стоимость мостовых выпрямителей по сравнению с центральными ленточными выпрямителями предпочтительнее в качестве источника питания для цепей. Сварка Большая часть сварки выполняется с помощью машин, которые производят дугу постоянного тока. Выпрямитель представляет собой устройство, которое используется для преобразования дуги переменного тока в дугу постоянного тока. Это осуществляется путем подачи поляризованного напряжения. Образуемая дуга постоянного тока более плавная по сравнению с другими выпрямителями. Следовательно, в процессе сварки используются мостовые выпрямители. Модулирующие радиосигналы Мостовые выпрямители в модулирующих радиосигналах используются для определения амплитуды конкретного модулированного сигнала. Преимущества мостового выпрямителя Преимущества мостового выпрямителя следующие: Центральный ленточный трансформатор не требуется Мостовой выпрямитель не требует центрального ленточного трансформатора, как в схемах однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей. Это уменьшает размер схемы выпрямителя. Меньше затрат Единственная вторичная обмотка, необходимая для мостового выпрямителя, стоит меньше по сравнению с другими трансформаторами. Преобразование напряжения Мостовые выпрямители могут преобразовывать переменное высокое напряжение в низкое постоянное напряжение. Выходное напряжение представляет собой не чисто постоянный, а пульсирующий постоянный ток. Более высокий TUF Мостовые выпрямители имеют более высокий коэффициент использования трансформатора, чем центральные ленточные трансформаторы. Двойное выпрямление Процент выпрямления мостового выпрямителя вдвое больше, чем у однополупериодного выпрямителя. Недостатки мостового выпрямителя Мостовой выпрямитель имеет только один существенный недостаток. Для его построения требуется четыре диода. Это усложняет схему выпрямителя. Это также увеличивает падение напряжения из-за цепи выпрямителя. Другими недостатками, которые могут возникнуть из-за наличия четырех диодов, являются повышенные потери и более низкий КПД. Центральный ленточный выпрямитель и мостовой выпрямитель Центральный ленточный выпрямитель представляет собой тип двухполупериодного выпрямителя. Его функция и работа аналогичны двухполупериодному выпрямителю. Давайте обсудим общие различия между центральным ленточным выпрямителем и мостовым выпрямителем. Для выпрямителя с центральной лентой Категория Мостовой выпрямитель Центральный ленточный выпрямитель Строительство Для мостового выпрямителя требуются четыре диода, мгновенный источник питания и нагрузочный резистор. требуются два диода, трансформатор с центральной лентой и нагрузочный резистор. Трансформатор Не требует трансформатора. Требуется трансформатор с центральной лентой или вторичной обмоткой. Коэффициент использования трансформатора 0,810 0,672 Размер Меньше центрального ленточного трансформатора из-за отсутствия трансформатора. Размер больше, чем у мостового выпрямителя. Приложения Сварка и т. д. Питание светодиодов, двигателей и т. д. Следующая темаПолупериодный выпрямитель ← предыдущая следующий →

Мостовой выпрямитель — Справочник по электронике

Выпрямители представляют собой схемы, которые преобразуют переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Мостовой выпрямитель представляет собой тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используется стандартный трансформатор и четыре диода в мостовой конфигурации .

Мостовая конфигурация диодов позволяет выпрямлять полную волну переменного тока без использования трансформатора с отводом от средней точки, такого как стандартный двухполупериодный выпрямитель. Вместо этого мостовые выпрямители могут использовать стандартный трансформатор, что снижает стоимость схемы.

Мостовой выпрямитель – Содержание

Что такое мостовой выпрямитель?

Выпрямители невероятно полезны в области электроники, поскольку в большинстве электронных устройств используется постоянный ток, а электросеть (сетевое электричество) подает переменный ток.

Мостовые выпрямители являются наиболее часто используемым типом выпрямителей, поскольку они сочетают в себе преимущества двухполупериодного выпрямителя и при этом намного дешевле, чем двухполупериодный выпрямитель с трансформатором с отводом от средней точки. Мостовой выпрямитель представляет собой схему, которая позволяет пропускать полную форму волны переменного тока (AC), но использует стандартный трансформатор, что позволяет снизить стоимость.

В противоположность этому, однополупериодные выпрямители пропускают только одну половину (положительную) формы волны переменного тока, а для работы двухполупериодных выпрямителей требуются более дорогие трансформаторы с центральным отводом.

Компромисс заключается в том, что для работы мостовых выпрямителей требуется четыре диода в немного более сложной конфигурации.

The following table provides a comparison of each type of rectifier:

Мостовые выпрямители сочетают в себе лучшие качества двухполупериодных и двухполупериодных выпрямителей.

Как и двухполупериодные выпрямители, они намного эффективнее однополупериодных и обеспечивают более высокое качество выходного сигнала.

Как и двухполупериодные выпрямители, они дешевы и имеют меньший форм-фактор, чем двухполупериодные выпрямители.

Мостовые выпрямители используют четыре диода для выпрямления входного сигнала переменного тока. Термин «мост» относится к определенной конфигурации из четырех диодов , которая также называется диодным мостом или схемой Гретца.

Вся идея диодного моста заключается в том, что ток всегда протекает через нагрузку в одном и том же направлении. Это означает, что нагрузка видит последовательность положительных импульсов, а не переменный ток.

Таким образом, конфигурация диодного моста является способом использования свойств, присущих трансформатору и диодам.

В мостовом выпрямителе два диода используются для выпрямления положительной части сигнала переменного тока, а два диода используются для выпрямления отрицательной части сигнала переменного тока.

В результате получается форма выходного сигнала, идентичная выходному сигналу двухполупериодного выпрямителя с непрерывными импульсами.

Это значительное улучшение по сравнению с выходным сигналом HWR, форма сигнала которого состоит из импульсов, разделенных равными периодами, когда напряжение равно нулю (0).

Схема мостового выпрямителя

Подобно однополупериодным и двухполупериодным выпрямителям, мостовые выпрямители основаны на функциональности диодов . Диоды позволяют электрическому току течь только в одном направлении, основываясь на работе полупроводниковых p-n переходов. Ток в диоде может течь только от анода к катоду:

Ток может течь только от анода к катоду; он не может течь в обратном направлении, не повреждая диод. Это основная функция, которая используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Мостовые выпрямители используют четыре диода для преобразования входного переменного тока в выходной постоянный. Два диода выпрямляют положительную часть (полупериод) сигнала переменного тока, а второй диод выпрямляет вторую часть сигнала переменного тока.

Схема мостового выпрямителя

Полный мостовой выпрямитель состоит из следующих компонентов:

1) Источник переменного тока, подающий входной сигнал переменного тока на всю цепь. Скорее всего, это электроэнергия сети (сети), подаваемая через настенную розетку, но также может быть и другой источник переменного тока или функциональный генератор.

2) Понижающий трансформатор, который доводит пиковое напряжение до желаемого уровня. Выход понижающего трансформатора представляет собой сигнал переменного тока с желаемым напряжением.

3) Четыре диода (D ₁ , D ₂ , D ₃ и D ₄ ), которые выпрямляют переменный ток и создают импульсный выход постоянного тока.

4) Резистивная нагрузка R _L , которая имитирует цепь, питание которой обеспечивает мостовой выпрямитель.

Суммарная мощность схемы, В _из , измеряется по нагрузке R _L .

Работа мостового выпрямителя

Как работает мостовой выпрямитель?

Постоянный ток (DC) всегда течет в одном направлении, а переменный ток (AC) течет в обоих направлениях по синусоидальной схеме, называемой формой волны .

Как напряжение, так и ток имеют синусоидальный (синусоидальный) характер.

На изображении справа показана форма волны переменного тока 120 В в США с частотой 60 Гц.

Когда форма волны положительная, ток движется в прямом направлении.

Когда сигнал отрицательный, ток движется в «обратном» направлении.

Вот почему этот вид тока называется переменным током; течение меняет направление. Вместо того, чтобы электроны проходили через цепь, они раскачиваются вперед и назад в направлении, противоположном обычному току.

В мостовом выпрямителе два диода выпрямляют форму волны переменного тока, «отсекая» нижнюю полуволну сигнала переменного тока и оставляя только верхнюю полуволну.

Два других диода используются для направления тока через нагрузку и предотвращения короткого замыкания обратно на трансформатор.

Это приводит к импульсному сигналу постоянного тока через нагрузку.

Существует два отдельных этапа выпрямления с помощью мостового выпрямителя, каждый из которых соответствует полупериоду сигнала.

Первый полупериод

Во время первого полупериода «верх» вторичной обмотки трансформатора смещен положительно, а «низ» смещен отрицательно. Это означает, что ток хочет течь от верхней части трансформатора к нижней по часовой стрелке через цепь.

Когда ток достигает соединения между диодами D ₁ и D ₄ , он может проходить только через D ₁ . D ₁ активен, позволяя протекать току. D ₄ также важен, так как блокирует короткое замыкание через D ₂ и обратно на трансформатор.

Ток протекает через D ₁ и затем через нагрузку R _L . Он возвращается к диодному мосту, где отрицательный потенциал в нижней части трансформатора тянет его через D ₂ и обратно к трансформатору, завершив путь.

Выход первого полупериода

Выход первого полупериода представляет собой импульсный выход постоянного тока, идентичный выходу однополупериодного выпрямителя.

Этот выход имеет периоды с положительным импульсом и равные периоды, в течение которых выход равен нулю (0).

Второй полупериод

Во время второго полупериода нижняя часть трансформатора теперь смещена положительно, а верхняя часть трансформатора смещена отрицательно. Это означает, что ток должен течь снизу вверх по цепи против часовой стрелки.

Ток выходит из нижней части трансформатора и проходит к соединению между D ₂ и D ₃ , но он может проходить только через D ₃ . D ₂ предотвращает короткое замыкание в верхней части трансформатора, заставляя ток проходить через D ₃ и через нагрузку.

Ток проходит через нагрузку в том же направлении, что и в течение первого полупериода.

Это «уловка» мостового выпрямителя; ток всегда проходит через нагрузку в одном и том же направлении , тем самым функционируя как постоянный ток с точки зрения нагрузки.

Ток снова проходит к стыку между D ₂ и D ₄ , но на этот раз он притягивается отрицательным потенциалом в верхней части трансформатора, проходит через D ₄ и завершает путь.

Выходной сигнал второго полупериода представляет собой сигнал, идентичный выходному сигналу первого полупериода, но сдвинутый по фазе на 180 градусов.

Это означает, что если D ₁ пульсирует, то D ₂ выключен. Поскольку D ₂ пульсирует, D ₁ выключен.

Выход второго полупериода

Выход D ₂ затем объединяется с выходом диода D ₁ , образуя сигнал с постоянными импульсами:

Мы видим, что этот выход идентичен выходу двухполупериодный выпрямитель.

Таким образом, элегантная конструкция мостового выпрямителя обеспечивает выходную мощность, для которой обычно требуется трансформатор вдвое большего размера.

Формула мостового выпрямителя

Эквивалентное выходное напряжение постоянного тока мостового выпрямителя идентично выходному напряжению двухполупериодного выпрямителя. это среднее значение импульса напряжения .

Это можно найти, используя пиковое напряжение (V _пик ) по следующей формуле:

 V_{DC} = \frac{2V_{peak}}{\pi} 

вывод в конце этого урока, если вам интересно.

Однако пиковое напряжение не совсем соответствует пиковому входному напряжению переменного тока. Каждый диод имеет падение напряжения, называемое прямым напряжением. Для кремниевых диодов падение напряжения составляет около 0,7 вольта. Итак, V _пик равен пиковому напряжению переменного тока минус прямое напряжение диода:

 V_{пик} = V_{ACпик} -(2 х 0,7 В)=V_{ACпик} - 1,4 В 

Следовательно, среднее Выходное напряжение постоянного тока может быть напрямую связано с пиком формы волны переменного тока:

 V_{DC} = \frac{2(V_{ACpeak}-1,4 В)}{\pi} 

Мостовой выпрямитель с емкостным фильтром

Мостовой выпрямитель обеспечивает более качественный выходной сигнал, чем однополупериодный выпрямитель. Однако он по-прежнему имеет импульсы, которые снижаются до нуля, а затем снова поднимаются до пика.

Как и у других выпрямителей, выходную мощность двухполупериодного выпрямителя можно значительно улучшить, добавив в схему сглаживающий конденсатор .

Схема фильтра конденсатора мостового выпрямителя

Конденсатор накапливает заряд, когда напряжение увеличивается на «восходящем» участке волны. На конденсаторе создается соответствующее напряжение.

Когда напряжение начинает снижаться, конденсатор начинает действовать как второй источник напряжения, высвобождая накопленный заряд.

Вместо того, чтобы падать до нуля, новая форма сигнала медленно отклоняется от пикового напряжения по мере разрядки конденсатора.

Таким образом, конденсатор буферизует общее напряжение, измеренное на нагрузке.

Затем конденсатор перезаряжается во время следующего цикла, и процесс начинается снова.

 Среднее = \frac{2V_{peak}}{\pi - 0} = \frac{2V_{peak}} {\pi} 

 V_i = V_{m}\sin{2\pi ft} 

 I = \frac{V_i}{2R_f+R_L}=\frac{V_{m}}{2R_f+R_L}\sin{2\pi ft} 

 I_m = \frac{V_m}{2R_f+R_L} 

 I = I_m \ sin{2\pi ft} 

 I_{rms} = \frac{I_m}{\sqrt2} 

 f=\frac{I_{rms}}{I_{DC}} = \frac{\frac{I_m}{\sqrt{2} }}{\frac{2I_m}{\pi}} =\frac{\pi}{2\sqrt{2}} \приблизительно 1,1107 

 I = I_{DC} + I' 

 \gamma = \frac{I_{rms}'}{I_{DC}} 92-1} \приблизительно 0,483 

 PIV=V_m 

 V_{BR} > V_m