Диодный мост из диодов схема

Диодный мост? Это совершенно не то, что Крымский. Это таковой небольшой диодный мостик, схема которого строится из маленьких совершенно электронных устройств — диодов. Их мы собираем даже своими руками. Да, соберите своими руками и увидите, что это просто и стремительно, нужно только знать, из чего и зачем. Он состоит из диодов.

Что такое диоды

Диоды — это электронные устройства с 2-мя электродами («ди» — два). Анод и катод.

Ранее, в эру стеклянных электронных вакуумных ламп, это была самая обычная из ламп. В ней конкретно около катода размещалась нить накаливания, как в лампочке. Катод от этого разогревался, и из него начинали выпрыгивать электроны все резвее и резвее. А не считая напряжения накала к электродам было приложено рабочее напряжение. И если на катод подать минус, а на анод плюс, то электроны от катода начинают отталкиваться, а к аноду притягиваться. Так как этому процессу в вакууме ничто не мешает, через вакуум и побежит ток, пропорциональный приложенному напряжению. А если поменять полюса — подать на анод минус, а на катод плюс, ток остановится. Так как анод холодный, а к катоду сейчас приложен положительный потенциал, который возвращает выброшенные накалом катода электроны назад. Вот так и вышел самый 1-ый и самый обычной нелинейный электрический элемент. В одну сторону ток он пропускает, а в другую — нет.

Практически такая же картина и в полупроводниковых диодиках. Только там нет вакуума, а жесткая пластинка полупроводника имеет свойство не препятствовать движению электронов в одну сторону и воспрещать их движение в обратную.

Весь секрет в N-P-переходе полупроводника.

Полупроводниковый диодик представляет собой пластинку, похожую на тонкий кружочек (либо квадратик) металла. Но это не металл, а две его стороны имеют чуток различные характеристики. Металлы характеризуется тем, что электроны в их кристаллической решетке практически не держатся, вылетают и болтаются между атомами кристалла по хоть какому поводу, самая маленькая температура, заставляющая ядра атомов на собственных местах немного вибрировать, вышибает электроны напрочь и массово. А на этом месте что появляется? Знамо дело, дырка. Так именуется атом, потерявший электрон. И выходит, что электроны беспорядочно мечутся по межатомному месту металла, а дырки тоже мечутся — только уже по самой кристаллической решетке. Так как если примыкающий атом «заметит» дырку, он до боли просто легким толчком закинет в нее свой электрон. И это можно осознать в оборотном смысле: вышло, это дырка проскочила из того атома в этот. И так дырки начинают жить тоже собственной самостоятельной жизнью и плутать как им взбредется. А повстречается им электрон — может произойти рекомбинация, когда электрон запрыгнет в эту самую дырку. Ну и все, отыскал свою судьбу. Только свободных электронов в металле видимо-невидимо, и потому стоит приложить к проводнику напряжение — как здесь же начнется уже более-менее упорядоченное движение электронов от минуса к плюсу, другими словами электрический ток. Соответственно, и дырки побегут, напротив, от плюса к минусу, другими словами как раз так, как люди обусловили когда-то Реальным направлением тока. Обусловили, еще ничего не зная ни о свободных электронах, ни о дырках.

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

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

1-ая проводимость названа дырочной — P (positive, положительная), 2-ая электронной — N (negative, отрицательная).

Но самое увлекательное, что два типа проводимости могут существовать в одном кусочке полупроводника. Вот той узкой пластинки, похожей на металл. С одной стороны в нее вводят донорную примесь, а с другой — акцепторную.

До боли просто: можно на базу из полупроводника — германия либо кремния — с одной стороны нанести материал-акцептор, фосфор, мышьяк либо сурьму. Температура плавления сурьмы чуток выше 980 ⁰С, а у полупроводников еще выше, около 1200–1400 ⁰С. Атомы акцептора (в большинстве случаев сурьмы, более других удобной в воззвании) внедряются в кристаллическую решетку полупроводника, делая его полупроводником типа P. Другую сторону обрабатывают алюминием либо индием — легкими и плавкими металлами. Довольно поместить капельку индия, просто капнуть с одной стороны при температуре плавления 430 ⁰С.

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

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

На границе этих 2-ух типов (границе между полупроводником с примесями 1-го типа и проводником с примесями другого) электроны заместо предстоящего движения будут «находить свою судьбу», другими словами встречаться с дырками и с ними создавать рекомбинацию. Такую зону счастливых электронных пар мы называем «зоной запрета», так как при рекомбинации атомы примесей становятся ионами (в N-зоне положительные, а в P-зоне отрицательные), и они делают электрическую разность потенциалов, всегда направленную от N проводимости к P проводимости. И вот сейчас, если прикладывать напряжение к наружным контактам диодика, и если полярность его совпадает с направлением этой разности потенциалов, то ток потечет через диодик, а если обратно ей, то нет. 1-ое направление (когда к P приложен плюс, а к N минус) именуется прямым, 2-ое (когда на P подан минус, а на N плюс) — оборотным.

Прямое направление диодика делает его по работе схожим на обыденное сопротивление, работающим по закону Ома.

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

Вот на таких устройствах и строятся выпрямительные мосты.

Выпрямительные мосты

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

В случае обыденного для наших сетей синусоидального сигнала в итоге работы диодика выходит «полусинусоида» тока (либо напряжения в нагрузке).

Синусоидальный сигнал

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

Дабы применять и вторую половину синусоиды, необходимо, дабы она не срезалась, а меняла символ на обратный. Вот и вышла схема диодного моста.

Диодный мост: механизм работы

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

Если нагрузкой создадим лампу накаливания, то никаких пульсаций света можем и не увидеть.

Лампа накаливания является устройством инерционным, в плане преобразования электричества в тепло и свет. Другими словами за 1/50 (при переменном напряжении) либо за 1/100 (при пульсирующим напряжении от диодного моста) толики секунды ее нить накала не успевает остыть, как уже идёт очередной импульс. В данном случае диодный мостик таковой схемы полностью подойдет.

В итоге этого температура спирали во времени представляет собой кривую, сглаживающую кривую напряжения, выходящего из диодного моста. И чем спираль массивнее, тем паче сглажена кривая ее температуры. В выпрямительных мостах сглаживание делается конденсатором, которые в состоянии, подобно спирали лампы, копить энергию, а позже медлительно ее отдавать.

Выпрямительный мост

Выпрямительный мост — это так отработанная, обычная и нужная схема, что для нее имеется принятое сокращенное графическое обозначение. Как выполнить диодный мост — здесь вообщем все очень просто. Следует только разобраться с концами диодов — какие плюс и какие минус. На входные два узелка подается переменное напряжение, потому к ним подходят как плюс диодов, так и минус: VD1 плюс, VD2 минус —на верхний, VD3 + и VD4 — на нижний. А выходные клеммы от моста получают уже знакопостоянное напряжение, потому их плюсы и минусы совпадают с +/- диодов. VD2, VD4 припаяем плюсами на плюсовой выход, VD1, VD3 — минусами на минусовой. Вот и вышел выпрямительный диодный мост.

Такие диодные мосты присоединяют нередко к обыкновенному трансформатору от блоков питания, понижающему к 12 вольтам. Диоды в данном случае подходят любые, только бы рабочий спектр напряжений был незначительно больше, чем на 12 вольт. Скажем, вольт на 20–35. Особенных требований нет, соединения низковольтные, для подключения довольно обыкновенной спайки.

Трехфазный диодный мост

Но делают диодные мосты и высоковольтные. Там все то же самое, только все элементы схемы рассчитываются на те номиналы напряжений, с которыми будет иметь дело диодный мост — с припасом, очевидно. Не считая того, можно выполнить его и для трехфазного напряжения. И он оказывается труднее однофазового не втрое, а исключительно в 1.5.

Подключить диодный мост к трансформатору тут необходимо в 3-х точках, по одной на каждую фазу. Принципной различия между спайкой диодного моста на три фазы и собранного под одну фазу нет. Разобраться с концами тут практически так же просто. Тут плюсы одних 3-х диодов и минусы других подключаются к выходам, после чего попарно спаиваются плюсы с минусами верхней и нижней тройки диодов, и в эти же три точки подаются фазы. Все, вы его собрали.

Диодный мост и двухполупериодный выпрямитель.

В одной из недавнешних статей мы разбирались с устройством и механизмом работы однополупериодного выпрямителя, итак вот, сейчас продолжим данную тему. И перейдем, как и собирались, к более сложной схеме выпрямителя, и в то же время самой пользующейся популярностью. Идет речь, конечно, о двухполупериодном выпрямителе, сердечком которого является диодный мост.

Диодный мост — это электронное устройство, которое как раз и создано для решения задачи выпрямления тока. Изобретателем этой схемы является германский физик Лео Гретц, потому также можно повстречать название мост Гретца, что очень разумно.

Базисный диодный мост состоит из 4-х диодов, соединенных следующим образом:

Но часто на принципных схемах можно повстречать облегченное обозначение:

Фактически, давайте разглядим конкретно схему двухполупериодного выпрямителя:

Тут также вероятны некоторые варианты, к примеру:

Невзирая на различное изображение, электрическое подключение остается постоянным, и все-же 1-ый вариант применяется существенно почаще, так что и мы будем придерживаться конкретно его.

Резистор R_н в данном примере играет роль полезной нагрузки. Как и при разборе однополупериодного выпрямителя разглядим случай с синусоидальным напряжением на входе:

В случае положительного полупериода сигнала ( U_ \gt 0 ), ток будет протекать через диоды D1 и D3 . Давайте разглядим путь тока более наглядно:

А на отрицательном полупериоде, напротив, диоды D1 и D3 будут закрыты, а протекание тока обеспечат D2 и D4 :

В обоих случаях ток через нагрузку будет течь в одном и том же направлении, от точки, помеченной знаком «+» на схеме, к точке «-«. А конкретно для этого мы и используем выпрямитель — дабы ток через нагрузку протекал исключительно в одном направлении, и в итоге выходной сигнал имеет таковой вид:

Сразу разумеется отличие от однополупериодной схемы, когда сигнал на выходе был лишь на протяжении 1-го полупериода. В данном же случае, ток через нагрузку течет как на положительном, так и на отрицательном полупериоде, потому схема и именуется 2-ухполупериодной.

Но! Также как и в случае с однополупериодным выпрямителем на выходе мы получаем пульсирующий ток, а не строго неизменный. Потому нужно применять сглаживающий фильтр, который в самом ординарном варианте может состоять из 1-го конденсатора:

Емкость должна быть таковой, дабы конденсатор не успевал стремительно разрядиться. Итак, добавляем конденсатор в схему выпрямителя и проверяем напряжение на нагрузке:

Совершенно другое дело &#x1f44d;

Есть особые диодные сборки, которые представляют из себя четыре одинаковых по чертам диодика, соединенные по мостовой схеме, помещенные в один корпус. Соответственно, такая сборка имеет четыре вывода, все в точности как на нашей схеме. Выводы, созданные для подключения переменного тока (входного сигнала) могут обозначаться эмблемой «~» либо знаками AC, классическими для переменного тока. Выводы же, к которым подключается нагрузка, обозначаются «+» и «-«. Но все это, естественно, персонально и находится в зависимости от использующегося устройства.

Несколько примеров диодных мостов в сборке:

И по традиции, в окончание статьи, резюмируем плюсы и минусы двухполупериодного выпрямителя по сопоставлению с однополупериодным:

• Прежде всего, так как тут применяются уже оба полупериода сигнала, то, естественно, КПД схемы больше.
• Не считая того, пульсирующее напряжение на выходе имеет в 2 раза огромную частоту, а такие пульсации сгладить проще.

Но, как и всегда, есть и свои недочеты:

• Во-1-х, это двойное падение напряжения. Так как при прохождении тока через диодик на самом диодике падает напряжение, то в этом случае оно удвоено, так как ток в конечном итоге проходит через два диодика. Вот поэтому в схеме двухполупериодного выпрямителя нередко отдают предпочтение диодикам Шоттки, имеющим пониженное падение напряжения.
• И 2-ой недочет, имеющий быстрее практический смысл. Если один из диодов диодного моста выйдет из строя, то схема просто перевоплотится в однополупериодный выпрямитель, но работать не закончит. Другими словами выходит, что возникшую делему можно будет и не увидеть сходу.

И вот на этом точно заканчиваем на сей день ) Всем спасибо за внимание, любые вопросы можно задавать на нашем форуме, в группе ВКонтакте либо в комментах к статье &#x1f91d;

Диодный мост из диодов схема

На автомобилях применяется трехфазный синхронный генератор переменного тока.

Для работы электрического оборудования нужен неизменный ток, потому выпрямитель -обязательный элемент генератора.

Трехфазный выпрямитель – это диодный мост по схеме Ларионова. Три плеча по два диодика

Диодный мост на 6 диодов и диодный мост на 8 диодов.

Трехфазный диодный мост по схеме Ларионова, имеет 6 диодов, три плеча по два диодика.

В диодном мосте может быть 8 диодов. Это в этом случае, когда применяется принцип увеличения мощности генератора за счет применения тока третьей гармоники, который можно отбирать от средней точки трехфазной звезды.

Генератор переменного тока в эталоне должен выдавать синусоидальное переменное напряжение, но этого не выходит, выходное напряжение по конструктивным причинам выходит искаженным. Другими словами, сильно несинусоидальным – это недочет генератора переменного тока, но его можно отчасти скомпенсировать тем, что третью гармонику несинусоидального переменного напряжения можно выделить и ее энергию применять .

Обмотка статора соединяется звездой и от средней точки звезды делается вывод, напряжение которое действует в средней точке, выпрямляется дополнительным плечом диодного моста, потому выходит мост на 8 диодов.

Многие конструкции диодных мостов делаются универсальными, для применения как 6 диодов, так и 8 диодов. В данном случае у 6 диодного моста позиции под 7 и 8 диоды просто остаются пустыми.

Примеры конструкций диодных мостов.

БПВО 76-105/15 8 диодов

БПВО 76-105/21 6 диодов

БВО 76.2-105/02 6 диодов без доп. диодов

БВО 3-105-02 8 диодов генераторов 3282.3771 и 7702.3701

На ВАЗ 2110, 12, 13, 14 штатно ставится генератор 9402.3701 либо 5102.3771 на 80 Ампер. с диодными мостами 6 диодов

Либо генераторы увеличенной мощности 3202. 3771 на 90 Ампер, либо 5102.3771 на 100 Ампер, с диодными мостами 8 диодов.

Конструкция генератора позволяет установить и 6 диодный и восьми диодный мост. Если генератор рассчитан на использование 6 диодного моста, то при установке восьми диодного моста просто ничего не поменяется, можно ставить. Если генератор рассчитан на установку восьми диодного моста, то внедрение 6 диодного моста, приведет к маленькому понижению наибольшего тока генератора, что в обыкновенной эксплуатации со штатным электрическим оборудованием будет допустимо.

Примеры схем генератора для ВАЗ 2110

На многих современных генераторах используются диодные мосты 8 диодов, но уже без дополнительных диодов. DENSO, BOSCH, Митсубиши

Видео: Как сделать диодный мост из советских диодов.

Проект по физике «Диодный мост»

                                   МБОУ Некрасовская СОШ

 

 

                                               

 

                                                  Диодный мост

                                Исследовательская работа по физике

 

                                          

 

 

 

 

 

 

 

                                Работу выполнил: обучающийся 10 «А» класса

                                                     Красков Иван Алексеевич

                                                                      

                                                   Руководитель: учитель физики МБОУ Некрасовской СОШ

                                                     Глазкова Светлана Борисовна

 

                        

                               п. Некрасовское, 2020

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.      Введение

  Для работы большинства приборов требуется не переменный ток, а постоянный. Такие устройства как телевизоры, компьютеры, электронные часы и др. работают на постоянном токе.   Поэтому возникает необходимость в выпрямлении переменного тока. Таким устройством является диодный мост.   Приборы низкого потребления электрического тока: магнитофон, видео камера, фотоаппарат, ингалятор и др. работают при напряжении от 4 до 14 Вольт. Но все они питаются от бытовой электрической сети. А ведь в обычной розетке переменное напряжение 220 Вольт с частотой 50 Герц! Таким образом возник вопрос о создании устройства, с помощью которого преобразуется переменное напряжение в постоянный электрический ток и из 220 В получается 4-5 В.

 

Цель: изобретение устройства, преобразующего переменный ток в постоянный.              Задачи: 1. Изучить работу диодного моста                                                                                       

2.      Собрать диодный мост

3.      Провести исследование осциллограмм входного и выходного напряжения для выпрямительного моста.

Гипотеза исследования – возможность создания устройства для питания маломощных устройств от сети переменного тока в домашних условиях

Предмет исследования: устройство преобразования переменного тока в постоянный.

Объект исследования: переменный и постоянный электрический ток.

Методы исследования: теоретические, экспериментальные, практические, анализ.

Приборы и материалы:

 

 

2. Теоретическая часть

2.1 Постоянный электрический ток

 Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц.

Постоянный ток (Direct Current – DC) – электрический ток, не изменяющийся по времени и по направлению. Постоянный ток можно получить из гальванических элементов, например, батареек и аккумуляторов.

 

2.2 Переменный ток (Alternative Current – AC) – электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным. Переменный ток получают с помощью генераторов переменного тока.

 

  Красной линией изображено постоянное напряжение, оно остаётся неизменным с течением времени, разве что изменяется при коммутации мощной нагрузки или КЗ. Зелеными волнами показан синусоидальный ток, он протекает то в одну, то в другую сторону, в отличие от постоянного тока, где электроны всегда протекают от минуса к плюсу, а направлением движения электрического тока выбран путь от плюса к минусу

 

 

 

 

 

 

2. 3 Что такое диод

Диод – электронный прибор, имеющий 2 электрода, основным функциональным свойством которого является низкое сопротивление при передаче тока в одну сторону и высокое при передаче в обратную. При передаче тока в одну сторону он проходит без проблем, а при передаче в другую, сопротивление многократно

 увеличивается, не давая току пройти без сильных потерь в мощности. При этом диод довольно сильно нагревается.

2.4 Виды диодов

·       Электровакуумные (кенотроны), 

·      Газоразрядные (газотроны, игнитроны, стабилитроны коронного и тлеющего разряда),

·         Полупроводниковые.

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев применяются полупроводниковые диоды.

2.5 Строение полупроводникового диода   

  Полупроводниковый диод состоит из небольшой пластинки полупроводниковых материалов (кремния или германия), одна сторона (часть пластинки) которой обладает электропроводимостью p-типа, то есть принимающей электроны (содержащей искусственно созданный недостаток электронов («дырочная»)), другая обладает электропроводимостью n-типа, отдающей электроны (содержащей избыток электронов («электронной»)).

Слой между ними называется p-n переходом. Здесь буквы p и n — первые в латинских словах negative — «отрицательный», и positive — «положительный». Сторона p-типа, у полупроводникового прибора является анодом (положительным электродом), а область n-типа — катодом (отрицательным электродом) диода.

Полупроводниковый диод состоит из полупроводников с разным типом примесной проводимости, либо из полупроводника и металла (диод Шоттки). Контакт между полупроводниками проводит ток в одном направлении (обладает односторонней проводимостью). Некоторые типы полупроводниковых диодов не имеют p-n-перехода, например, диоды Ганна.

2.6 Типы полупроводниковых диодов

1) Стабилитрон (диод Зенера) — диод, работающий в режиме обратимого пробоя p-n-перехода при приложении обратного напряжения. Используются для стабилизации напряжения.

2) Туннельный диод (диод Лео Эсаки) — диод, в котором используются квантовомеханические эффекты. На вольт-амперной характеристике имеет область так называемого отрицательного дифференциального сопротивления. Применяются в усилителях, генераторах и пр.

3) Обращённый диод — разновидность туннельного диода, имеющий гораздо более низкое падение напряжения в открытом состоянии, чем обычный диод. Принцип работы такого диода основан на туннельном эффекте.

4) Варикап (диод Джона Джеумма) — диод, обладающий большой ёмкостью при запертом p-n-переходе, зависящей от величины приложенного обратного напряжения. Применяются в качестве конденсаторов переменной ёмкости, управляемых напряжением.

5) Светодиод (диоды Генри Раунда) — диод, отличающийся от обычного диода тем, что при протекции прямого тока излучает фотоны при рекомбинации электронов и дырок в p-n-переходе. Выпускаются светодиоды с излучением в инфракрасном, видимом, а с недавних пор — и в ультрафиолетовом диапазоне.

6) Полупроводниковый лазер — диод, близкий по устройству к светодиоду, но имеющий оптический резонатор. Излучает узкий луч когерентного света.

7) Фотодиод — диод, в котором под действием света появляется значительный обратный ток. Также, под действием света, подобно солнечному элементу, способен генерировать небольшую ЭДС.

8) Солнечный элемент — диод, похожий на фотодиод, но работающий без смещения. Падающий на p-n-переход свет вызывает движение электронов и генерацию тока.

9) Диод Ганна — диод, используемый для генерации и преобразования частоты в СВЧ диапазоне.

10) Диод Шоттки — диод с малым падением напряжения при прямом включении.

11) Лавинный диод — диод, принцип работы которого основан на лавинном пробое (см. обратный участок вольт-амперной характеристики). Применяется для защиты цепей от перенапряжений.

12) Лавинно-пролётный диод — диод, принцип работы которого основан на лавинном умножении носителей заряда. Применяется для генерации колебаний в СВЧ технике.

13) Магнитодиод — диод, вольт-амперная характеристика которого существенно зависит от значения индукции магнитного поля и расположения его вектора относительно плоскости p-n-перехода.

14) Стабистор — диод, имеющий в начале прямой ветви вольт-амперной характеристики участок, позволяющий использовать его для стабилизации небольших напряжений (обычно от 0.5 до 3.0 В). В отличие от стабилитрона, у стабистора это напряжение мало зависит от температуры.

15) Смесительный диод — диод, предназначенный для перемножения двух высокочастотных сигналов.

16) pin-диод — диод, обладающий меньшей ёмкостью за счёт наличия между сильнолегированными полупроводниками p- и n-типов материала, характеризующегося собственной проводимостью. Используется в СВЧ технике, силовой электронике, как фотодетектор.

17) Точечный диод — диод, отличающийся низкой ёмкостью p-n-перехода и наличием на обратной ветви вольт-амперной характеристики участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Ранее использовались в СВЧ технике (благодаря низкой ёмкости p-n-перехода) и применялись в генераторах и усилителях (благодаря наличию на обратной ветви вольт-амперной характеристики участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением).

2.7  Строение электровакуумных (ламповые) диодов

Электровакуумные диоды представляют собой вакуумированный баллон с двумя электродами, один из них— катод — подогревается током, получаемым из специальной электрической цепи накала. При накале катода возникает термоэлектронная эмиссия и часть электронов покидает поверхность катода. Если к другому электроду — аноду — приложить положительное относительно катода напряжение, то под действием электрического поля электроны начнут двигаться к аноду создавая ток. Если к аноду приложить отрицательное напряжение, то электроны будут отталкиваться от анода и тока не будет. (1)

2.7 Назначение диодов

1) Диодные выпрямители. Диоды широко используются для преобразования переменного тока в постоянный (точнее, в однонаправленный пульсирующий). Диодный выпрямитель или диодный мост (4 диода для однофазной схемы, 6 — для трёхфазной полумостовой схемы или 12 — для трёхфазной полномостовой схемы)— основной компонент блоков питания практически всех электронных устройств. Диодный трёхфазный выпрямитель по схеме А. Н. Ларионова на трёх параллельных полумостах применяется в автомобильных генераторах, преобразует переменный трёхфазный ток генератора в постоянный ток бортовой сети автомобиля. Применение генератора переменного тока в сочетании с диодным выпрямителем вместо генератора постоянного тока с щёточно-коллекторным узлом позволило значительно уменьшить размеры автомобильного генератора и повысить его надёжность.

  В некоторых выпрямительных устройствах до сих пор применяются селеновые выпрямители. Это вызвано той их особенностью, что при превышении предельно допустимого тока, происходит выгорание селена (участками), не приводящее (до определённой степени) ни к потере выпрямительных свойств, ни к короткому замыканию — пробою.

  В высоковольтных выпрямителях применяются селеновые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых селеновых выпрямителей и кремниевые высоковольтные столбы из множества последовательно соединённых кремниевых диодов. Если соединено последовательно и согласно (в одну сторону) несколько диодов, пороговое напряжение, необходимое для отпирания всех диодов, увеличивается.

2) Диодные детекторы. Диоды в сочетании с конденсаторами применяются для выделения низкочастотной модуляции из амплитудно-модулированного радиосигнала или других модулированных сигналов. Диодные детекторы применяются в радиоприёмных устройствах (радиоприёмниках, телевизорах и им подобных). При работе диода используется квадратичный участок вольт-амперной характеристики.

3) Диодная защита. Диоды применяются для защиты устройств от неправильной полярности включения, защиты входов схем от перегрузки, защиты ключей от пробоя ЭДС самоиндукции, возникающей при выключении индуктивной нагрузки.

Для защиты входов аналоговых и цифровых схем от перегрузки используется цепочка из двух диодов, подключённых к шинам питания в обратном направлении как показано на рисунке. Часто такие диодные цепочки интегрируют в состав ИС на этапе проектирования кристалла, либо предусматриваться при разработке схем узлов, блоков, устройств. При защите от мощных помех, возникающих на длинных проводных линиях, например, при грозовых разрядах, может потребоваться использование более сложных схем, вместе с диодами включающих в себя резисторы, варисторы, разрядники.

2.7 Диодный мост

Диодный мост – это прибор для преобразования переменного тока в постоянный. Главным элементом является диод. На схеме диодный мост изображается следующим образом:

 

Диодный мост во многих случаях обозначают на принципиальных схемах упрощённо.  

2.8 Работа диодного моста.

1)  Однофазный полномостовый выпрямитель – диодный мост. С его помощью производят двухполупериодное выпрямление переменного тока. Схему эту придумал немецкий физик Лео Гретц, поэтому данное схемотехническое решение иногда называют «схема Гретца» или «мост Гретца».  Если на его вход (обозначен значком «~») подать переменный ток, полярность которого меняется с определённой частотой (50 герц, как в электросети), то на выходе (выводы «+» и «-») ток строго одной полярности. Ток будет иметь пульсации. Частота их будет вдвое больше, чем частота переменного тока, который подаётся на вход. 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. На принципиальных схемах блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока. Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Поэтому их корпус конструктивно выполнен с возможностью крепления на радиатор. Любую мостовую сборку можно заменить 4-мя отдельными диодами, которые соответствуют нужным параметрам. Это бывает необходимо, когда нужной сборки нет под рукой.

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

Выпрямление положительной полуволны

{\displaystyle \leftarrow } {\displaystyle \rightarrow }

Выпрямление отрицательной полуволны

Анимация принципа работы

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

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

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

Эта же схема может быть использована при питании ответственных нагрузок постоянным током в целях их защиты от переполюсовки.

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

2) Однополупериодным выпрямителем называется выпрямление с помощью 1 диода.

 

2.9 Преимущества двухполупериодного выпрямления с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:

·         получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе

·         избежать постоянного тока подмагничивания в питающем трансформаторе

·         увеличить коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (для однополупериодного выпрямителя он составляет около 0,45, так как через нагрузку протекает только один полупериод переменного тока), что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки:

·         Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно в низковольтных схемах. Одновременно удваиваются потери энергии (рассеяние тепла) на выпрямительных диодах, что ощутимо снижает КПД мощных низковольтных (на напряжение в несколько вольт) выпрямителей. Частично этот недостаток может быть преодолён за счет использования диодов Шоттки с малым падением напряжения. Также меньшими потерями энергии при мощном низковольтном выпрямлении обладает двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, в котором ток в каждом полупериоде протекает не через два, а через один диод.

·         При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

2.10 Применение 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. Кроме этого, он нашёл применение не только в трансформаторных блоках питания, но и в импульсных. Примером импульсного блока питания, в котором применяется данная схема, может служить рядовой компьютерный блок питания. На его плате легко обнаружить либо выпрямительный мост из отдельных мощных диодов, либо одну диодную сборку. В сварочных аппаратах можно обнаружить очень мощные диодные мосты, которые крепятся к теплоотводу.

  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: 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

.

Диод Шоттки

 

Диоды Шоттки имеют очень малое падение напряжения и обладают повышенным быстродействием по сравнению с обычными диодами.

Ставить вместо диода Шоттки обычный диод не рекомендуется, обычный диод может быстро выйти из строя. Обозначается на схемах такой диод так:

Стабилитрон

Стабилитрон препятствует превышению напряжения выше определённого порога на конкретном участке схемы. Может выполнять как защитные так и ограничительные функции, работают они только в цепях постоянного тока. При подключении следует соблюдать полярность. Однотипные стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений.

Стабилитроны на схемах обозначаются следующим образом:

Основным параметром стабилитронов является напряжение стабилизации, стабилитроны имеют различные напряжения стабилизации, например 3в, 5в, 8.2в, 12в, 18в и т.п.

Варикап

Варикап (по другому емкостной диод) меняет своё сопротивление в зависимости от поданного на него напряжения. Применяется как управляемый конденсатор переменной емкости, например, для настройки высокочастотных колебательных контуров.

Тиристор

Тиристор имеет два устойчивых состояния: 1) закрытое, то есть состояние низкой проводимости, 2) открытое, то есть состояние высокой проводимости. Другими словами он способен под действием сигнала переходить из закрытого состояния в открытое.

Тиристор имеет три вывода, кроме Анода и Катода еще и управляющий электрод — используется для перевода тиристора во включенное состояние. Современные импортные тиристоры выпускаются и в корпусах ТО-220 и ТО-92.

Тиристоры часто используются в схемах для регулировки мощностей, для плавного пуска двигателей или включения лампочек. Тиристоры позволяют управлять большими токами. У некоторых типов тиристоров максимальный прямой ток достигает 5000 А и более, а значение напряжений в закрытом состоянии до 5 кВ. Мощные силовые тиристоры вида Т143(500-16) применяются в шкафах управления эл.двигателями, частотниках.

Симистор

Симистор используется в системах, питающихся переменным напряжением, его можно представить как два тиристора, которые  включены встречно-параллельно. Симистор пропускает ток в обоих направлениях.

Светодиод

Светодиод излучает свет при пропускании через него электрического тока. Светодиоды применяются в устройствах индикации приборов, в электронных компонентах (оптронах), сотовых телефонах для подсветки дисплея и клавиатуры, мощные светодиоды используют как источник света в фонарях и т.д. Светодиоды бывают разного цвета свечения, RGB и т.д.

Обозначение на схемах:

Подробнее про светодиоды можно почитать здесь.

Инфракрасный  диод

Инфракрасные светодиоды (сокращенно ИК диоды) излучают свет в инфракрасном диапазоне . Области применения инфракрасных светодиодов это оптические контрольно-измерительные приборы, устройства дистанционного управления, оптронные коммутационные устройства, беспроводные линии связи. Ик диоды обозначаются так же как и светодиоды.

Инфракрасные диоды излучают свет вне видимого диапазона,  свечение ИК диода можно увидеть и посмотреть например через камеру сотового телефона, данные диоды так же применяют в камерах видеонаблюдения, особенно на уличных камерах чтобы в темное время суток была видна картинка.

Фотодиод

Фотодиод преобразует свет попавший на его фоточувствительную область, в электрический ток, находит применение в преобразовании света в электрический сигнал.

Фото диоды (а так же фоторезисторы, фототранзисторы) можно сравнить с солнечными батареями. Обозначаются на схемах так:

3.      Практическая часть

 

4.      Заключение

 

 

5.      Выводы:

1.      Диодный мост служит для преобразования переменного тока в постоянный.

2.      Собранный диодный мост является двухполупериодным выпрямителем.

3.      С помощью осцилографа наблюдал линии входного и выходного напряжения для выпрямительного моста.

 

6.      Список литературы:

 

7.      Приложение

 

 

Как собрать собственный блок питания » maxEmbedded

Этот пост был написан Вишвамом, фанатом электроники и потрясающим гитаристом. Он является основным членом roboVITics. Не забудьте поделиться своим мнением после прочтения!

Источник питания — это устройство, которое подает точное напряжение на другое устройство в соответствии с его потребностями.

Сегодня на рынке доступно множество источников питания, таких как регулируемые, нерегулируемые, переменные и т. д., и решение о выборе правильного полностью зависит от того, с каким устройством вы пытаетесь работать с источником питания. Источники питания, часто называемые адаптерами питания или просто адаптерами, доступны с различными напряжениями, с различной силой тока, что является ничем иным, как максимальной способностью источника питания подавать ток на нагрузку (нагрузка — это устройство, которое вы пытаетесь подавать). власть до).

Можно было бы спросить себя, «Почему я делаю это сам, когда это доступно на рынке?» Ответ таков — даже если вы его купите, через какое-то время он обязательно перестанет работать (и поверьте мне, блоки питания перестают работать без каких-либо предварительных показаний, сегодня они будут работать, а завтра просто перестанут работать). прекрати работать!). Таким образом, если вы создадите его самостоятельно, вы всегда будете знать, как его отремонтировать, так как вы будете точно знать, какой компонент / часть схемы что делает. А дальше, знание того, как построить один, позволит вам отремонтировать уже купленные, не тратя деньги на новый.

1. Медные провода с допустимой нагрузкой по току не менее 1 А для сети переменного тока
2. Понижающий трансформатор
3. 1N4007 Кремнеземные диоды (×4)
4. Конденсатор 1000 мкФ
5. Конденсатор 10 мкФ
6. Регулятор напряжения (78XX) (XX — требуемое выходное напряжение. Я объясню эту концепцию позже)
7. Паяльник
8. Припой
9. Печатная плата общего назначения
10. Гнездо адаптера (для подачи выходного напряжения на устройство с определенной розеткой)
11. 2-контактный штекер

Дополнительно

1. Светодиод (для индикации)
2. Резистор (Значение поясняется позже)
3. Радиатор для регулятора напряжения (для более высоких выходных токов)
4. Переключатель SPST

Трансформаторы

Трансформаторы представляют собой устройства, которые понижают относительно более высокое входное напряжение переменного тока до более низкого выходного переменного напряжения. Найти входные и выходные клеммы трансформатора очень сложно. Обратитесь к следующему рисунку или к Интернету, чтобы понять, где что находится.

Клеммы ввода-вывода трансформатора

В основном трансформатор имеет две стороны, где заканчивается обмотка катушки внутри трансформатора. На обоих концах по два провода (если только вы не используете трансформатор с отводом от середины для двухполупериодного выпрямления). На трансформаторе с одной стороны будет три клеммы, а с другой — две. Тот, у которого три клеммы, является понижающим выходом трансформатора, а тот, у которого две клеммы, предназначен для подачи входного напряжения.

Регуляторы напряжения

Регуляторы напряжения серии 78XX широко используются во всем мире. XX обозначает напряжение, которое регулятор будет регулировать как выходное, исходя из входного напряжения. Например, 7805 будет регулировать напряжение до 5В. Точно так же 7812 будет регулировать напряжение до 12В. При работе с этими регуляторами напряжения следует помнить, что им требуется как минимум на 2 вольта больше, чем их выходное напряжение в качестве входного. Например, 7805 потребуется не менее 7 В, а 7812 — не менее 14 В в качестве входов. Это избыточное напряжение, которое необходимо подать на регуляторы напряжения, называется Напряжение отключения .

ПРИМЕЧАНИЕ: Входной контакт обозначен как «1», заземление — как «2», а выход — как «3».

Схема регулятора напряжения

Диодный мост

Мостовой выпрямитель состоит из сборки четырех обычных диодов, с помощью которых мы можем преобразовывать переменное напряжение в постоянное. Установлено, что это лучшая модель для преобразования переменного тока в постоянный по сравнению с двухполупериодными и двухполупериодными выпрямителями. Вы можете использовать любую модель, которую хотите, но я использую ее для повышения эффективности (если вы используете модель двухполупериодного выпрямителя, вам понадобится трансформатор с центральным отводом, и вы сможете использовать только половину мощности). преобразованное напряжение).

Следует отметить, что диоды падают примерно на 0,7 В каждый при прямом смещении. Таким образом, при мостовом выпрямлении мы падаем на 1,4 В, потому что в один момент времени два диода проводят ток, и каждый падает на 0,7 В. В случае двухполупериодного выпрямителя будет падать только 0,7 В.

Так как же эта капля повлияет на нас? Что ж, это пригодится при выборе правильного понижающего напряжения для трансформатора. Видите ли, нашему регулятору напряжения нужно на 2 Вольта больше, чем его выходное напряжение. Для пояснения предположим, что мы делаем адаптер на 12 В. Таким образом, регулятору напряжения требуется не менее 14 вольт на входе. Таким образом, выход диодов (который идет на регулятор напряжения) должен быть больше или равен 14 Вольтам. Теперь о входном напряжении диодов. В сумме они упадут на 1,4 Вольта, поэтому входное напряжение на них должно быть больше или равно 14,0 + 1,4 = 15,4 Вольта. Поэтому я бы, вероятно, использовал для этого понижающий трансформатор от 220 до 18 вольт.

Таким образом, понижающее напряжение трансформатора должно быть по крайней мере на 3,4 В больше, чем требуемое выходное напряжение источника питания.

Схема и иллюстрация диода

Цепь фильтра

Мы фильтруем как вход, так и выход регулятора напряжения, чтобы получить как можно более плавное напряжение постоянного тока от нашего адаптера, для которого мы используем конденсаторы. Конденсаторы — это самые простые доступные фильтры тока, они пропускают переменный ток и блокируют постоянный, поэтому они используются параллельно с выходом. Кроме того, если на входе или выходе есть пульсации, конденсатор выпрямляет их, разряжая накопленный в нем заряд.

Схема и иллюстрация конденсатора

Вот принципиальная схема источника питания:

Принципиальная схема

Как это работает

Сеть переменного тока подается на трансформатор, который понижает 230 вольт до желаемого напряжения . Мостовой выпрямитель следует за трансформатором, таким образом, преобразуя переменное напряжение в постоянное на выходе и через фильтрующий конденсатор подает его непосредственно на вход (вывод 1) регулятора напряжения. Общий вывод (вывод 2) регулятора напряжения заземлен. Выход (вывод 3) стабилизатора напряжения сначала фильтруется конденсатором, а затем снимается выход.

Соберите схему на печатной плате общего назначения и используйте 2-контактный разъем (5 А) для подключения входа трансформатора к сети переменного тока с помощью изолированных медных проводов.

Если вы хотите включить устройство, купленное на рынке, вам необходимо припаять выход блока питания к разъему адаптера. Этот разъем адаптера бывает разных форм и размеров и полностью зависит от вашего устройства. Я включил изображение наиболее распространенного типа гнезда адаптера.

Очень распространенный тип разъема адаптера

Если вы хотите подать питание на самодельную схему или устройство, то вам, вероятно, следует подключить выходные провода источника питания напрямую к вашей схеме.

Важно отметить, что вам нужно будет позаботиться о полярности при использовании этого источника питания, так как большинство устройств, которые вы будете включать, будут работать только при прямом смещении и не будут иметь встроенного выпрямителя для исправления неправильного положения. полярности.

Соединительные порты разъема адаптера

Почти для всех устройств потребуется плюс на наконечнике и заземление на гильзе, за исключением некоторых, например, в музыкальной индустрии, почти всем устройствам потребуется заземление на наконечнике. , и позитив на рукаве.

Вы можете последовательно добавить светодиод с токоограничивающим резистором для индикации работы блока питания. Значение сопротивления рассчитывается следующим образом:

 R = (Vвых – 3)/0,02 Ом 

Где R – значение последовательного сопротивления, а Vвых – выходное напряжение регулятора напряжения (а также источника питания).

Схема и изображение резистора

ПРИМЕЧАНИЕ: Значение резистора не обязательно должно быть точно таким, как рассчитано по этой формуле, оно может быть любым близким к расчетному значению, предпочтительно больше.

Схема и изображение светодиода

В дополнение к светодиоду вы также можете добавить переключатель для управления режимом включения/выключения источника питания.

Вы также можете использовать радиатор, который представляет собой металлический проводник тепла, прикрепленный к регулятору напряжения с помощью болта. Применяется в случае, если нам нужны сильноточные выходы от блока питания и греется регулятор напряжения.

Радиатор

Здесь я сделал блок питания на 12 В для питания платы микроконтроллера. Он отлично работает и стоит где-то около 100 баксов (индийских рупий).

ПРИМЕЧАНИЕ: Все платы микроконтроллеров должны иметь положительный контакт на конце и заземление на втулке.

Это адаптер на 12 В, который я сделал

1. Перед пайкой деталей на печатной плате спланируйте расположение схемы на ней, это помогает сэкономить место и дает меньше возможностей для ошибок при пайке.
2. Если вы новичок в схемах и пайке, я бы посоветовал вам сначала выполнить эту настройку на макетной плате и проверить ваши соединения, а после того, как эта схема заработает на макетной плате, перенести эту схему на печатную плату и припаять.
3. Будьте осторожны , так как вы работаете напрямую с сетью переменного тока.
4. Заранее проверьте, какое напряжение требуется для устройства, которое вы пытаетесь включить с помощью вашего источника питания. Вы можете сжечь некоторые устройства всего парой лишних вольт.
5. Регуляторы напряжения серии 78XX способны обеспечивать ток до 700 мА при использовании радиатора.

Вот и все. Если вам нравится этот пост, у вас есть какие-либо мнения относительно него или какие-либо дополнительные вопросы и проекты, пожалуйста, прокомментируйте ниже. Кроме того, подпишитесь на maxEmbedded, чтобы оставаться в курсе! Ваше здоровье!

Vishwam Aggarwal
vishwam@delta. robovitics.in

Как это:

Как нагрузка …

Honda CSC29 RECTIFER REGINARSERSBLESE

HONDA CSC29 RECTIFER REGINARSERSBLES

Honda CSC29 RECTIFER REGINARS ASTERSBLARS

9

Honda CSC29 Сборка мост. (и 3 других автора)

• Избранное: 2
• Завершений: 4

Сложность

Трудно

Шаги

8

Необходимое время

40 минут — 1 час

Секции

2

• Передняя крышка генератора 2 шага
• Сборка моста Rectifer 6 шагов

Флаги

0

• НазадHonda CSC29
• Полный экран
• Опции

• История
• Скачать PDF
• Править
• Перевести
• Встроить это руководство

• org/HowToDirection»>

  Снимите 4 гайки 7,9 мм с помощью отвертки с торцевым ключом 7,9 мм

• Одна из гаек находится под L-образным кронштейном. Снимите L-образный кронштейн и 3 обведенные гайки, прежде чем пытаться снять оставшуюся гайку 9.0004

• С генератора необходимо снять две крышки. Этот шаг описывает, как снять заднюю крышку.

Редактировать

• Снять крышку с корпуса генератора

• org/HowToDirection»>

  После того, как вы это сделаете, вы сможете увидеть внутренние компоненты генератора переменного тока, особенно узел моста, в котором находятся выпрямитель, регулятор напряжения и щетки.

Редактировать

• Сняв крышку генератора, с помощью крестообразной отвертки № 2 выкрутите два 6-миллиметровых винта, которые удерживают крышку щетки на месте.

• Снимите узел крышки щетки с генератора. Возможно, вам придется вставить иглу в маленькое отверстие, чтобы отделить щетки от ротора. Вытащите его, не прилагая больших усилий, чтобы избежать повреждений.

• Избегайте отсоединения проводов, если не указано иное!

Редактировать

• Найдите и отвинтите винты 3, 6 мм, удерживающие узел моста на месте

• Перемычка в сборе крепится к генератору с помощью 4 винтов. Один из этих винтов был удален на предыдущем шаге.

Редактировать

• org/HowToDirection»>

  Найдите медные провода, соединяющие статор с перемычкой в ​​сборе. По периметру моста есть 3 набора по 2 отведения, всего 6 отведений.

• Эти провода необходимо отрезать, чтобы снять мост с генератора. Эти выводы должны быть спаяны вместе при повторной сборке. Держите срез как можно более чистым.

• Используйте кусачки, чтобы перерезать все 6 проводов по периметру моста.

Редактировать

• При необходимости осторожно приподнимите верхнюю часть моста с генератора с помощью монтировки