Схема диодного моста фото — Морской флот

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.

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.

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.

В данной статье мы постараемся дать ответ, что же это, диодный мост схема его и каково предназначение. Как сразу слышно, в данном термине присутствует слово «диод». 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.

Предназначение диодного моста — преобразовывать напряжение переменное в напряжение постоянное.

Схема диодного моста

Схема диодного моста состоит из правильно соединенных четырех диодов, а чтобы эта схема была работоспособной, к ней нужно правильно подключить переменное напряжение.

На схеме, как и на корпусе моста две точки для подачи переменного напряжения обозначены значком «

». 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.

Но получается, что при таком методе получения из переменного напряжения постоянный ток, по этой «замечательной» схеме, диод оставляет только положительную полуволну, а отрицательную срезает. Вместе с ней он просто срезает половину мощности тока переменного напряжения. Такая потеря мощности — главный недостаток выпрямления тока одним диодом.

Вышеописанную ситуацию исправляет диодный мост схема которого разрабатывалась специально для того, чтобы отрицательную полуволну перевернуть. Получиться вторая положительная полуволна и вся мощность электрического тока будет сохранена. В результате диодный мост подает постоянный ток, с напряжением, пульсирующем в два раза большей частотой, чем частота сети переменного тока.

Уверен, схема в особом описании не нуждается, главное помнить, куда подключать переменное напряжение, а откуда получают постоянный ток. Теперь давайте посмотрим на работу диода и диодного моста на практике. На корпусе диода, практически любого производителя, катод помечен точкой или полоской. Для безопасности экспериментов используем трансформатор, выдающий двенадцать вольт.

На осциллографе видно, что максимальная амплитуда 16 с половиной вольт, следовательно, простые расчеты (делим на корень из двух максимальное амплитудное значение) говорят, что действующее напряжение имеет значение 11.8 В.

Теперь припаяем к проводу обмотки (вторичной, естественно) трансформатора диод и измеряем осциллографом. Видно, как диод срезал нижнюю, отрицательную часть графика напряжения. Соответственно, потерялась и половина мощности.

Теперь возьмем еще три таких же диода и собираем диодный мост. Подключаем к обмотке трансформатора диодный мост, там, где вход для переменного тока, а с двух оставшихся точек снимаем щупами прибора постоянное напряжение. Смотрим на осциллограф и видим на экране пульсирующее напряжение, но без потери мощности.

Как сделать диодный мост видео

Для того чтобы не возиться с диодами и пайкой, промышленность выпускает готовые диодные мосты в одном корпусе с четырьмя контактами, отечественные — побольше, а импортные покомпактнее. На диодных мостах советского производства промаркированы и контакты постоянного тока, и контакты для переменного напряжения.

Если подключить импортный диодный мост к переменному напряжению и осциллографу, вы увидите, что эта радиодеталь отлично работает, выдавая пульсирующий постоянный ток. Сам диодный мост если проверять, то только прозвонив каждый из четырех диодов.

Итак, теперь вы знаете для чего нужен в радиоэлектронике диодный мост схема и принцип действия которого описаны в данной статье. Следует отметить, что это весьма популярная деталь, широко применяемая в самой разнообразной радиоаппаратуре, подключаемой к электрической сети. Магнитофон, телевизор, зарядное устройство для мобилки — везде используется диодный мост.

Диодный мост – это мостовая схема соединения диодов, для выпрямления переменного тока в постоянный.

Диодные мосты являются простейшими и самыми распространенными выпрямителями, их используют в радиотехнике, электронике, автомобилях и в других сферах, там, где требуется получение пульсирующего постоянного напряжения.

Для лучшего понимания принципа работы диодного моста, рассмотрим работу одного диода:

Диод как полупроводниковый элемент, имеет один p-n переход, что дает ему возможность проводить ток только в одном направлении. Ток через диод начинает проходить при подключении анода к положительному, а катода к отрицательному полюсу источника. В обратной ситуации диод запирается, и ток через него не протекает.

Схема и принцип работы диодного моста

На данной схеме 4 диода соединенных по мостовой схеме подключены к источнику переменного напряжения 220В. В качестве нагрузки подключен резистор Rн.

Переменное напряжение на входе меняется не только по мгновенному значению, но и по знаку. При прохождении положительной полуволны (от 0 до π) к анодам диодов VD2 и VD4 приложено положительное напряжение относительно их катодов, что вызывает прохождение тока Iн через диоды и нагрузку Rн. В этот момент диоды VD1 и VD3 заперты и не пропускают ток, так как напряжение положительной полуволны для них является обратным.

В момент, когда входное напряжение пересекает точку π, оно меняет свой знак. В этом случае диоды VD1 и VD3 начинают пропускать ток, так как к их анодам приложено положительное напряжение относительно катодов, а диоды VD2 и VD4 оказываются запертыми. Это продолжается до точки 2π, где переменное входное напряжение снова меняет свой знак и весь процесс повторяется заново.

Важно отметить, что ток Iн протекающий через нагрузку Rн, не изменяется по направлению, т.е. является постоянным.

Но если обратить внимание на график, то можно заметить, что напряжение на выходе является не постоянным, а пульсирующим. Соответственно, выходной ток, появляющийся от такого напряжения и протекающий через активную нагрузку, будет также – пульсирующим. Данную пульсацию можно немного уменьшить с помощью параллельно включенного конденсатора к выходу диодного моста. Напряжение на конденсаторе, согласно закону коммутации, не может измениться мгновенно, а значит в данном случае, выходное напряжение примет более сглаженную форму.

Диодный Мост Схема Подключения — tokzamer.ru

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


Диодный мост — это практически обязательный элемент любого электронного устройства, питающегося от сети, будь то компьютер или выпрямитель для зарядки мобильного телефона. Ещё одним из плюсов такой сборки можно считать то, что при работе все диоды внутри неё находятся в одном тепловом режиме.

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.

Такая потеря мощности — главный недостаток выпрямления тока одним диодом.

Он состоит из 6 диодов, по паре диодов на каждую фазу.

Диодный мост. Принцип работы схемы.

Устройство выпрямителя и схема подключения

Минус диодных сборок в том, что если выходит из строя хотя бы один диод, то менять её придётся полностью. Это выход выпрямленного, пульсирующего напряжения тока. Он максимально передаёт габаритную мощность трансформатора.

Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. Теоретически, сделать из переменного напряжения постоянное можно и одним диодом, но для практики такое выпрямление не желательно.

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.

Читайте также: Документы необходимые для проведения аудита энергохозяйства

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.

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.

Статья по теме: Объем испытаний

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

Диодный мост — Help for engineer

Диодный мост

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.), в результате которого выходной сигнал будет иметь частоту в двое больше от входной, но всегда будет иметь положительную полярность.

Диодный мост наиболее распространён в виде «диодная сборка», что позволяет более легко устанавливать его в схему, или он может быть представлен в виде отдельных диодов. 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. Рисунок 2 – Схема диодного моста

Принцип работы

Принцип работы заключается в том, что когда на вход проходит положительная полуволна, открыты лишь 2 диода, остальные 2 закрыты.

Рисунок 3 – Выпрямление положительной полуволны

Рисунок 4 – Выпрямление положительной полуволны

Когда на входе появляется отрицательная полуволна, открываются 2 других диода.

Рисунок 5 – Выпрямление отрицательной полуволны

Рисунок 6 – Выпрямление отрицательной полуволны

Тогда в конечном результате на выходе мы получим выходной сигнал который у которого частота в двое больше чем у входного. Такое выпрямление называется двухполупериодное выпрямление. В случае выхода из строя одного из диодов, выпрямитель не перестанет работать, но теперь он будет проводить лишь одну полуволну, такое выпрямление будет называться однополупериодное выпрямление.

Разницу между одно- и двухполупериодным выпрямлением вы можете посмотреть на рисунке 5.

Рисунок 7 – Разница одно- и двух- полупериодного выпрямлением с одинаковым входным сигналом

Тут вы можете посмотреть обзор контактов реле времени для схемных решений необходимых для вашей ситуации.

Недостаточно прав для комментирования

Диодный мост: устройство, принцип работы и сферы применения

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

Устройство и принцип работы диодного моста

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

 

 

 

 

Основные этапы выпрямления синусоиды переменного тока:

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

Полученный на выходе выпрямительной схемы пульсирующий ток постоянным не является.

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

Полупроводниковые выпрямители из единичных диодов или сборок

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

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

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

Выпрямители в одно- и трехфазных сетях переменного тока

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

Виды диодных мостов по мощности

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

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

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

Области применения диодных мостов

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

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

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

Схема подключения диодного моста к трансформатору

Основой бытовой питающей сети является переменное напряжение 220В. Оно преобразуется в разнообразные пониженные уровни. Однако для питания многих приборов и устройств необходимо постоянное и стабильное напряжение. Основой преобразования служит диодный мост, установленный в схему стабилизатора после понижающего трансформатора.

Принцип работы диодного моста

Природа переменного напряжения такова, что оно по принципу волны меняет плюсовой всплеск на минусовой. Но для работы приборов с постоянным источником питания такой переворот недопустим. Требуется выпрямитель, а, возможно, и стабилизатор. Мост, как заправский регулировщик направляет положительную полуволну в одну сторону, а отрицательную — в другую. Создавая, таким образом, сортирующий фильтр на пути прохождения переменного тока. На выходе диодного моста получаются периодические пульсации соответствующей полярности, а для их первичного сглаживания применяют электролитический конденсатор большой ёмкости.

Устройство выпрямителя и схема подключения

На сегодняшний день не придумано ничего лучшего для полноценного выпрямления напряжения, чем обычный диодный мост. Он максимально передаёт габаритную мощность трансформатора. Работая с обеими полуволнами переменного напряжения, диодный мост выгодно отличается от однополупериодных выпрямителей.

Следуя из названия, собран мост из 4 или 6 диодов. Это зависит от подключения к однофазной или трёхфазной сети. Они имеют одинаковые электрические характеристики и соединены особым образом. Полупроводники, чем собственно и являются диоды, перенаправляют разноимённые полупериоды переменного напряжения на «плюсовой» или «минусовой» выводы. Создавая, таким образом, разность потенциалов на одноимённых выводах. Диоды, соответственно, и преобразовывают напряжение с выводов подключённого трансформатора.

Выпускаемый в форме одной детали, мост имеет 4 вывода:

» — вход переменного напряжения;
«

» — вход переменного напряжения;

«+» — положительный выход потенциала;

«–» — отрицательный выход потенциала.

Моноблок обладает значительными положительными достоинствами. Собранный в едином корпусе, он обеспечивает одинаковый тепловой режим работы всех его компонентов. Это стабилизирует характеристики диодов, включённых в его состав. Облегчается монтаж на печатную плату, и, соответственно, удешевляется весь процесс сборки.

Однако надо отметить и недостаток, вытекающий из применения единого корпуса. При выходе из строя одного диода требуется замена всей детали, исключая возможность удаления одного элемента.

Область применения

Электронные схемы питаются в основном постоянным напряжением. Компьютеры, например, используют потенциал в 5 вольт, а для ремонта электронных устройств применяются блоки питания на 12 и 24 вольта. Даже заряжая, уже привычный, смартфон для выпрямления напряжения используется всё те же 4 полупроводника. В автомобиле генератор вырабатывает трёхфазное переменное напряжение, и для дальнейшего применения его необходимо выпрямить и стабилизировать. Любое преобразование напряжения требует применения диодных мостов.

Самостоятельное изготовление

Начинающие радиолюбители часто сталкиваются с вопросом электропитания своих поделок. Часто приходится изготавливать блок питания своими руками. Однако не все знают как сделать диодный мост и при этом правильно подключить его к схеме стабилизатора. Следует подробно остановиться на этой задаче и способе её решения.

Диод — это полупроводник с двумя электродами. Они называются анод и катод. Преследуя цель сделать мост и правильно собрать его схему, необходимо взять 4 одинаковых выпрямительных диода. Проверить, по справочнику, соответствие проходящего тока и параметры расчётной мощности. Правильный подбор послужит основой надёжной работы выпрямителя.

Следующим шагом будет сборка отдельных элементов в диодный мост. Необходимо взять 2 диода и соединить анод одного с катодом другого. Сделать то же самое с оставшимися полупроводниками. Образовались две одинаковые пары со свободными электродами. Далее, соединяем катод одной сборки с соответствующим выводом второй. Повторим эту процедуру с оставшимися анодами. 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.

Таким образом, получилась классическая схема диодного моста. Осталось подать переменное напряжение с трансформатора и снимать практически постоянное. Однако пульсации на выходе диодного моста могут повлиять на работу подключённого устройства. Для сглаживания подобных всплесков применяются фильтры и электролитические конденсаторы большой ёмкости. Создавая более стабильное питание, необходимо использовать схемы стабилизаторов, подключаемых к выходу диодного моста.

Определение

Диодный мост – это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название – двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности – диодов Шоттки.

Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких (для однофазной цепи – четырёх) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.

Он может состоять из дискретных элементов, распаянных на плате, но в 21 веке чаще встречаются соединенные диоды в отдельном корпусе. Внешне это выглядит, как и любой другой электронный компонент – из корпуса определенного типоразмера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.

Стоит отметить, что несколько совмещенных в одном корпусе вентилей, которые соединены не по мостовой схеме, называют диодными сборками.

В зависимости от сферы применения и схемы подключения диодные мосты бывают:

Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какое использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается мост из отдельных элементов или используется готовый.

Принцип действия

Давайте разбираться, как работает диодный мост. Начнем с того, что диоды пропускают ток в одном направлении. Выпрямление переменного напряжения происходит за счет односторонней проводимости диодов. За счет правильного их подключения отрицательная полуволна переменного напряжения поступает к нагрузке в виде положительной. Простыми словами – он переворачивает отрицательную полуволну.

Для простоты и наглядности рассмотрим его работу на примере однофазного двухполупериодного выпрямителя.

Принцип работы схемы основам на том, что диоды проводят ток в одну сторону и состоит в следующем:

На вход диодного моста подают переменный синусоидальный сигнал, например 220В из бытовой электросети (на схеме подключения вход диодного моста обозначается как AC или

).

Каждая из полуволн синусоидального напряжения (рисунок ниже) пропускается парой вентилей, расположенных на схеме по диагонали.

Положительную полуволну пропускают диоды VD1, VD3, а отрицательную — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.

Такой сигнал называется – выпрямленное пульсирующее напряжение. Для того, чтобы его сгладить, в схему добавляется фильтр с конденсатором.

Основные характеристики

Рассмотрим основные характеристики полупроводниковых диодов. Латинскими буквами приведено их обозначение в англоязычной технической документации (т.н. Datasheet):

• V_rpm – пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения pn-переход необратимо разрушается.
• V_r(rms) – среднее обратное напряжение. Нормальное для работы, то же что и U_обр в характеристиках отечественных компонентов.
• I_o – средний выпрямленный ток, то же что и I_пр у отечественных.
• I_fsm – пиковый выпрямленный ток.
• V_fm – падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0.6-0.7В, и больше у высокотоковых моделей.

При ремонте электронной техники и блоков питания или их проектировании новички спрашивают: как правильно выбрать диодный мост?

В этом случае самыми важными для вас параметрами будут обратное напряжение и ток. Например, чтобы подобрать диодный мост на 220В, нужно смотреть на модели с номинальным напряжением больше 400В и нужный ток, например, KBPC106 (или 108, 110). Его технические характеристики:

• максимальный выпрямленный ток – 3А;
• пиковый ток (кратковременно) – 50А;
• обратное напряжение – 600В (800В, 1000В у KBPC108 и 110 соответственно).

Запомните эти характеристики и вы легко сможете определить, какой выбрать вариант по каталогу.

Схемы выпрямителей

Выпрямление тока в блоках питания – основное назначение, среди других компонентов схемы можно выделить входной фильтр, который подключают после выпрямителя – он предназначен для сглаживания пульсаций. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее!

В первую очередь стоит отметить, что диодным мостом называют схему однофазного выпрямителя из 4 диодов или трёхфазного из 6. Но любители часто так называют схему выпрямителя со средней точкой.

У двухполупериодного выпрямителя к нагрузке поступает две полуволны, а у однополупериодного – одна.

Чтобы не было путаницы, давайте разбираться в терминологии.

Ниже вы видите однофазную двухполупериодную схему, её правильное название «Схема Гретца», именно её чаще всего подразумевают под названием «диодный мост».

Схема Ларионова – трёхфазный диодный мост, на выходе сигнал двухполупериодный. Диоды в нём пропускают полуволны, открываясь на линейное напряжение, т.е. поочередно: верхний диод фазы A и нижний диод фазы B, верхний фазы B и нижний фазы C и т.д.

Для полноты картины следует рассказать и о других схемах выпрямителей переменного напряжения.

Однополупериодный выпрямитель из 1 диода, включенного последовательно с нагрузкой. Применяется в балластных блоках питания, маломощных миниатюрных блоках питания, а также в приборах, нетребовательных к коэффициенту пульсаций. К нагрузке поступает только одна полуволна.

Двухполупериодный со средней точкой – это и есть то, что ошибочно называют мостом из 2 диодов. Здесь каждую полуволну проводит только один диод. Её преимуществом является больший КПД, чем у схемы Гретца, за счет меньшего числа полупроводниковых вентилей. Однако её использование осложнено тем, что нужен трансформатор с отводом от средней точки, что отражено на схеме принципиальной. Её нельзя использовать для выпрямления сетевого напряжения 220В.

Выпрямитель из сборок Шоттки. Используется в импульсных блоках питания, потому что у диодов Шоттки меньше время обратного восстановления, малая барьерная ёмкость (быстрее переход из открытого состояния в закрытое) и малое прямое падение напряжения (меньше потерь). Чаще всего Шоттки встречаются в сборках, с общим анодом или катодом, как изображено на рисунке ниже.

Поэтому для сборки схемы моста потребуется несколько сборок. Ниже приведен пример из 3 сборок Шоттки с общим катодом.

Из 4 сборок с общим катодом. Отличается от предыдущей тем, что выдерживает больший ток, при тех же компонентах потому, что Шоттки в ней соединены параллельно.

Из 2 сборок Шоттки – одна с общим анодом и одна с общим катодом. Узнать о том, что такое анод и катод, вы можете в нашей отдельной статье.

Как спаять и подключить

Изучать и знать схемы не сложно, основные трудности возникают, когда новичок решает спаять диодный мост своими руками. Для пайки выпрямителя из 4 советских экземпляров типа кд202 используйте иллюстрацию приведенную ниже.

Для сборки диодного моста из современных дискретных диодов типа маломощных 1n4007 (и других – все выглядят аналогично и отличаются только размерами) внимательно посмотрите на следующую иллюстрацию.

Но если вы не собираете его из отдельных деталей, а используете готовый мост, то смотрите ниже, как правильно подключить его в цепь.

Также новичкам будет интересно посмотреть видео о том, как сделать простейший блок питания на 12В:

Область применения и назначение

Чаще всего диодные мосты используют в блоках питания. В трансформаторных БП они подключаются ко вторичной обмотке трансформатора

В импульсных БП – ко входу сети 220В. При этом электронная схема управления и силовая цепь ИБП питается от выпрямленного и сглаженного (не всегда) сетевого напряжения (достигает порядка 300-310 Вольт).

На выводах вторичной обмотки импульсного блока питания высокочастотное переменное напряжение. Для того, чтобы его выпрямить, устанавливают сборки из сдвоенных диодов Шоттки. В связи с этим часто используют схему выпрямления со средней точкой.

В автомобилях и мотоциклах используются трёхфазные диодные мосты, собранные по схеме Ларионова с тремя дополнительными вентилями, потому что для питания бортовой сети используется трёхфазный генератор. Мост в генераторе выполняется в виде сектора окружности и устанавливается на его задней части.

Исключение составляют некоторые современные автомобили Toyota и прочих марок, в них используют 6 фазный генератор, для реализации двенадцатипульсной схемы выпрямления из 12 вентилей. Это нужно для снижения пульсации и увеличения выходного тока.

Способы проверки

Для проверки диодного моста лучше всего подходит мультиметр в режиме проверки диодов.

Для этого нужно прозвонить на короткое замыкание входную, затем выходную (диодный мост должен быть выпаян).

Не выпаивая прямо на плате, вы можете измерить падение напряжения на переходах диодов. Для этого нужно определить цоколевку моста, обычно она указывается прямо на корпусе, что мы и рассматривали выше.

На экране мультиметра в прямом смещении должно отображаться цифры в пределах 500-800 мВ, а в обратном – выше 1500 и до бесконечности (зависит от конкретного компонента и измерительного прибора). Тоb же самое можно сделать в режиме Омметра, как показано на рисунке ниже.

Более подробно этот процесс описан в статье «как проверить диодный мост», где кроме методики проверки мы рассказали и о признаках неисправности. Также ознакомьтесь с видео о том, как проверить однофазный выпрямитель и диодный мост автомобильного генератора:

На этом мы и заканчиваем наше подробное объяснение. Надеемся, теперь вам стало понятно, для чего нужен диодный мост и что он делает в электрической цепи. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Выпрямитель – это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.

Определение

Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.

Различают два типа выпрямителей:

Однополупериодный. Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.

Двухполупериодный. Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя – это две основных характеристики.

Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?

Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.

Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.

Выходное напряжение

Основные величины переменного напряжения – амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.

Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.

Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что действующее напряжение в 1.41 раз меньше амплитудного. Или:

Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

Схемы

Однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода. Он просто не пропускает обратную полуволну. На выходе получается напряжение с сильными пульсациями от нуля до амплитудного значения входного напряжения.

Если говорить совсем простым языком, то в этой схеме к нагрузке поступает половина от входного напряжения. Но это не совсем корректно.

Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны от входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, так вот напряжение на выходе выпрямителя то же ниже по величине, чем действующее переменное на входе.

Но, если сгладить пульсации с помощью конденсатора, то, чем меньшими будут пульсации, тем ближе напряжение будет к амплитудному.

О сглаживания пульсаций мы поговорим позже. А сейчас рассмотрим схемы диодных мостов.

1. Выпрямитель по схеме Гретца или диодный мост;

2. Выпрямитель со средней точкой.

Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста – четыре диода соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:

Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в современных импульсных блоках питания, или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

Вторая схема – выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.

По своей сути – это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым – к отводу от середины обмоток.

Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком – использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.

Сглаживание пульсаций

Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

Для сглаживания пульсаций используют фильтры – параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

Но самый распространенный и простой вариант – это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости – десятки тысяч микрофарад.

Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.

Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор – тем меньше пульсации.

Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:

где R – сопротивление нагрузки, а C – емкость сглаживающего конденсатора.

Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t. Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.

Отсюда следует – чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их еще называют полярными или поляризованными.

Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва – у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.

Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).

Чтобы посчитать емкость сглаживающего конденсатора можно использовать приближенную формулу:

Где Iн – ток нагрузки, Uн – напряжение нагрузки, Kн – коэффициент пульсаций.

Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить керамический конденсатор как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.

Как сделать блок питания своими руками?

Простейший блок питания постоянного тока состоит из трёх элементов:

Если нужно получить высокое напряжение, и вы пренебрегаете гальванической развязкой то можно исключить трансформатор из списка, тогда вы получите постоянное напряжение вплоть до 300-310В. Такая схема стоит на входе импульсных блоков питания, например, такого как у вас на компьютере. О них мы недавно писали большую статью – Как устроен компьютерный блок питания.

Это нестабилизированный блок питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Напряжение на его выходе больше чем переменное напряжение вторичной обмотке. Это значит, что если у вас трансформатор 220/12 (первичная на 220В, а вторичная на 12В), то на выходе вы получите 15-17В постоянки. Эта величина зависит от емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему можно использовать для питания любой нагрузки, если для нее неважно, то, что напряжение может «плавать» при изменениях напряжения питающей сети.

У конденсатора две основных характеристики – емкость и напряжение. Как подбирать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения – нет. Напряжение конденсатора должно превышать амплитудное напряжение на выходе выпрямителя хотя бы в половину. Если фактическое напряжение на обкладках конденсатора превысит номинальное – велика вероятность его выхода из строя.

Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом по напряжению, но сейчас все используют дешевые электролиты из Китая, где в лучшем случае есть малый запас, а в худшем – и указанного номинального напряжения не выдержит. Поэтому не экономьте на надежности.

Стабилизированный блок питания отличается от предыдущего всего лишь наличием стабилизатора напряжения (или тока). Простейший вариант – использовать L78xx или другие линейные стабилизаторы, типа отечественного КРЕН.

Так вы можете получить любое напряжение, единственное условие при использовании подобных стабилизаторов, это то, напряжение до стабилизатора должно превышать стабилизированную (выходную) величину хотя бы на 1.5В. Рассмотрим, что написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

Входное напряжение не должно превышать 35В, для стабилизаторов от 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов на 20-24В.

Входное напряжение должно превышать выходное на 2-2.5В.

Т.е. для стабилизированного БП на 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, чтобы выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, чтобы избежать просадок, будет идеальным решением применять трансформатора с вторичной обмоткой на 12В.

Но выходной ток достаточно скромный – всего 1.5А, его можно усилить с помощью проходного транзистора. Если у вас есть PNP-транзисторы, можно использовать эту схему:

На ней изображено только подключение линейного стабилизатора «левая» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

Если у вас есть NPN-транзисторы типа КТ803/КТ805/КТ808, то подойдет эта:

Стоит отметить, что во второй схеме выходное напряжение будет меньше напряжения стабилизации на 0.6В – это падение на переходе эмиттер база, подробнее об этом мы писали в статье о биполярных транзисторах. Для компенсации этого падения в цепь был введен диод D1.

Можно и в параллель установить два линейных стабилизатора, но не нужно! Из-за возможных отклонений при изготовлении нагрузка будет распределяться неравномерно и один из них может из-за этого сгореть.

Установите и транзистор, и линейный стабилизатор на радиатор, желательно на разные радиаторы. Они сильно греются.

Регулируемые блоки питания

Простейший регулируемый блок питания можно сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её ток тоже до 1.5 А, вы можете усилить схему проходным транзистором, как было описано выше.

Вот более наглядная схема для сборки регулируемого блока питания.

Чтобы получить больший ток можно и использовать более мощный регулируемый стабилизатор LM350.

В последних двух схемах есть индикация включения, которая показывает наличие напряжения на выходе диодного моста, выключатель 220В, предохранитель первичной обмотки.

Вот пример регулируемого зарядного устройства для аккумулятора с тиристорным регулятором в первичной обмотке, по сути такой же регулируемый блок питания.

Кстати похожей схемой регулируют и сварочный ток:

Заключение

Выпрямитель используется в источниках питания для получения постоянного тока из переменного. Без его участия не получится запитать нагрузку постоянного тока, например светодиодную ленту или радиоприемник.

Также используются в разнообразных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, есть ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов от первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а во вторичной обмотке установлен только диодный мост. Переключатель устанавливают со стороны высокого напряжения, так как, там в разы ниже ток и его контакты не будут пригорать от этого.

По схемам из статьи вы можете собрать простейший блок питания как для постоянной работы с каким-то устройством, так и для тестирования своих электронных самоделок.

Схемы не отличаются высоким КПД, но выдают стабилизированное напряжение без особых пульсаций, следует проверить емкости конденсаторов и рассчитать под конкретную нагрузку. Они отлично подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и не создадут дополнительного фона. Регулируемый блок питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам для проверки реле регулятора напряжения генератора.

Регулируемый блок питания используется во всех областях электроники, а если его улучшить защитой от КЗ или стабилизатором тока на двух транзисторах, то вы получите почти полноценный лабораторный блок питания.

Методика проверки диодного моста

Поскольку в электронике всё чаще применяются диодные мосты в одном корпусе, то встаёт вопрос о методике их проверки. Мне частенько задают вопрос: «Как проверить диодный мост?».

О проверке обычных диодов я уже рассказывал, но тему проверки диодных сборок как-то упустил из виду. Заполним этот пробел.

Для начала вспомним основные свойства диода и схему диодного моста (так называемую схему Гретца).

Как известно, диод пропускает ток только в одном направлении – это его основное свойство. Схема диодного моста по схеме Гретца приведена на рисунке.

К выводам со значком «~» подводится переменное напряжение, полярность подключения тут не важна. Проще говоря, два вывода «~», это вход переменного напряжения.

С выводов «+» и «-» снимается уже постоянное напряжение. На самом деле оно пульсирующее, но сейчас не об этом.

Иногда выводы для подключения переменного напряжения (~) маркируются также AC, что означает Alternating Current – в переводе с английского «переменный ток».

Итак, память освежили, теперь подумаем о том, как же нам проверить диодный мост мультиметром.

Для экспериментов возьмём диодную сборку RS407 на прямой ток 4 ампера и обратное напряжение 1000 вольт. Также нам потребуется любой цифровой мультиметр.

Включаем мультиметр в режим проверки диода. Обычно он совмещён с режимом «прозвонки» и обозначен на панели прибора символом диода.

Чтобы было более наглядно, нарисуем схему диодного моста на бумаге и будем ориентироваться на рисунок. Далее проверим диоды, которые на рисунке обозначены под номером 1 и 2. Для этого подключаем к минусовому выводу диодного моста плюсовой щуп мультиметра (красный). А минусовой щуп (чёрный) подключаем к выводам моста со значком «~» или аббревиатурой AC. Так как диода два, то проделываем эту операцию по очереди.

Так как в таком случае диоды будут включены в прямом (проводящем) направлении, то на дисплее мультиметра мы увидим числа вроде 0,562V (562 mV). Это падение напряжения на P-N переходе открытого диода. Его ещё называют пороговым, т.е. чтобы открыть диод, нужно превысить данное напряжение. В зарубежных даташитах этот параметр называется Forward Voltage или Forward Voltage Drop (сокращённо Vf), что в вольном переводе означает «падение напряжения в прямом включении».

Для кремниевых диодов пороговое напряжение (Vf) составляет 400…1000 mV.

Теперь подключаем чёрный щуп к другому выводу моста со значком «~» или сокращением AC. Результат должен быть аналогичный. Вот взгляните.

Как видим, этот диод также проводит ток в прямом включении, а величина порогового напряжения чуть-чуть отличается (566 mV), это нормально.

Чтобы 100% удостовериться в исправности диодов 1 и 2, проверим их при обратном включении. Для этого к минусовому выводу моста («-«) подключаем минусовой, чёрный щуп мультиметра, а красный плюсовой щуп поочерёдно подключаем к выводам, обозначенным символом «~».

Проверка одного диода…

…второго.

В обоих случаях на дисплее будет отображаться единица, что свидетельствует о высоком сопротивлении P-N перехода. В таком включении диоды ток не пропускают. Они исправны.

Итак, диоды под номером 1 и 2 мы проверили и убедились в том, что они пропускают ток в одном направлении.

Теперь проверяем другую часть моста — диоды 3 и 4. Для этого к плюсовому выводу моста подключаем минусовой щуп мультиметра и по очереди соединяем красный щуп мультиметра с выводами AC диодной сборки. Это будет проверка диодов при прямом включении.

Как видим, диоды 3 и 4 исправны. Для большей уверенности меняем щупы и проверяем их при обратном включении, аналогично тому, как это делали с диодами 1 и 2. В обоих случаях на дисплее должна быть единица.

Многим такая методика проверки может показаться сложной и нудной. Да, я бы назвал такую проверку «дотошной», но она очень эффективна, так как мы проверяем все диоды сборки по отдельности.

Быстрая проверка диодного моста.

Есть и более быстрый вариант проверки диодного моста. На рисунке, что на фото, видно, что диоды 1 и 3 включены последовательно. Значит можно проверить их сразу. Вот так.

Подключаем к минусовому выводу моста плюсовой щуп мультиметра, а к плюсовому — минусовой щуп. На дисплее должно отобразиться что-то вроде этого.

Так как диоды 1 и 3 включены последовательно, то пороговые напряжения переходов будут складываться. В данном случае оно равно 1,045V. Но не будем спешить! Диоды 2 и 4 тоже включены последовательно и в прямом включении. Мало того, они соединены параллельно последовательной ветке из диодов 1 и 3. А это значит, что измерительный ток разделится и также потечёт и через эту ветку. Таким образом, мы проверяем сразу все 4 диода. Если хотя бы один из диодов будет пробит, то мы уже получим на дисплее не значение около 1 вольта, а минимум в два раза меньше, около 0,5V. В дальнейшем мы в этом убедимся, а пока поменяем щупы местами и проверим диоды в обратном включении.

Как видим, прибор показывает единицу – сопротивление диодов велико.

А теперь возьмём заведомо неисправный диодный мост. У меня в наличии оказался диодный мост с маркировкой KBL06. Один из его диодов пробит. Проводим быструю проверку.

Как видим на фото, пороговое напряжение двух последовательно включенных диодов равно 554 милливольтам (554 mV). В таком случае, величина порогового напряжения на одном диоде будет равно около 277 mV, что для кремниевых диодов маловато. А теперь внимание! Перекинем плюсовой щуп на соседние выводы AC диодного моста. На одном из них прибор покажет нулевое сопротивление, и прибор противно запищит! Мы нашли пробитый диод внутри диодной сборки.

Меняем щупы мультиметра местами, чтобы проверить диод в обратном включении. Напомню, что в обратном включении диод ток не пропускает, он закрыт.

На дисплее тоже, что и раньше. Сопротивление P-N перехода диода равно 0. Мы убедились в том, что один из диодов (3 или 4) сборки пробит. Такой мост нельзя применять, он неисправен.

Как видим, диодный мост можно проверить и быстро, но это не факт, что он окажется исправен. Представьте ситуацию, когда будут пробиты диоды 1 и 4. В таком случае при быстрой проверке прибор нам покажет на дисплее значение около 200 mV (для выпрямительных кремниевых диодов). В обратном включении прибор покажет единицу, так как исправные диоды 3 и 4 не пропустят ток в обратном направлении. Закрыв глаза на весьма малое значение в 200 mV, мы допустим ошибку, и сделаем неверный вывод об исправности моста. Поэтому в особо важных случаях желательно проводить полную проверку диодного моста.

Как уже было сказано, наиболее часто диоды выходят из строя по причине пробоя P-N перехода. Но на практике может встретиться другая неисправность диода – обрыв. Обрыв, это когда диод не проводит ток ни в прямом, ни в обратном включении, он является своего рода изолятором. В таком случае, мультиметр при проверке диода в прямом и обратном включении всегда будет отображать единицу (высокое сопротивление).

Выпрямление 12 вольт переменного тока. Диодный мост

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

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

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

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

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

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

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

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

Ну а теперь к делу.

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

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

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

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

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

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

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

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

Для однополупериодного выпрямителя формула несколько отличается:

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

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

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

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

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

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

А вот и схема диодного моста:

Иногда в схемах его обозначают и так:

Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Но чтобы схемка диодного моста заработала, мы должны правильно соединить диоды, и правильно подать на них переменное напряжение. Слева мы видим два значка «~». На эти два вывода мы подаем переменное напряжение, а снимаем постоянное напряжение с других двух выводов: с плюса и минуса.

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

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

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

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

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

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

Для начала возьмем диод.

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

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

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

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

Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт — это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.

Припаяем к одному концу вторичной обмотки транса наш диод.

Цепляемся снова щупами осцилла

Смотрим на осцилл

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

Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост.

Цепляемся ко вторичной обмотке транса по схеме диодного моста.

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

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

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

А вот и советский:

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

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

А вот и осциллограмма:

Значит импортный диодный мостик работает чики-пуки.

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

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

Как работает диодный мост

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

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

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

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

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

Применение диодных мостов

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

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

Как сделать диодный мост

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

Принцип действия полупроводникового диода

Рис. 1

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

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

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

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

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

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

Рис. 2

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

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

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

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

Выпрямитель на основе диодного моста

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

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

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

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

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

Похожие записи:

Что такое мостовые диоды? | Полупроводник

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

Для однофазного переменного тока

Для трехфазного переменного тока

Как использовать мостовые диоды… Двухполупериодное выпрямление

• Входное напряжение: AC

• Выходное напряжение: пульсирующее / постоянное

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

Значение сертификации мостовых диодов UL

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

Пример обозначения каталога

• следующий «Что такое диоды TVS?»

• Перечень продукции «Мостовые диоды»

Диодный выпрямитель с индуктивной нагрузкой

Принцип работы

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

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

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

Влияние индукторов

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

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

Эксперименты

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

Дискретные полупроводниковые приборы | Диоды — Мостовые выпрямители

MBTD 9000D

13DIDKR-ND

мА 5 мкА при 100 В

BRIDGE RECT 1PHASE 1KV 1A 4SOPA

$ 0,62000

130,940 — Immediate

9192 Diodes Incorporated ABS10A-13DICT-ND ABS10A-13DIDKR-ND

—

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Single Стандартный

1 кВ

1 A

1.1 В при 1 А

5 мкА при 1000 В

-55 ° C ~ 150 ° C (TJ)

Поверхностный монтаж

4-SMD, крыло чайки

4-SOPA

МОСТ RECT 1PHASE 1KV 800MA MBS

0,62000 долл. США

186,582 — Немедленно

Diodes Incorporated

Diodes Incorporated

MBT0003

—

Лента и катушка (TR) Режущая лента (CT) Digi-Reel®

Активный

Однофазный

Стандартный

902 902 9017 мАч 1.1 В при 800 мА

5 мкА при 1000 В

-55 ° C ~ 150 ° C (TJ)

Поверхностный монтаж

TO-269AA, 4-BESOP

MBS

МОСТ ПРЯМОЙ 1P 600V 500MA MBS-1

$ 0,53000

176,909 — Немедленно

Micro Commercial Co

Micro Commercial Co

1

MB NCT6S-9 TPMSTR- MB6S-TPMSDKR-ND

—

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Однофазный

2 Стандарт

1 В при 400 мА

5 мкА при 600 В

-55 ° C ~ 150 ° C (TJ)

Поверхностный монтаж

TO-269AA, 4-BESOP

MBS-1

МОСТ ПРЯМОЙ 1П 100В 500МА МБС-1

$ 0.53000

24,598 — Немедленно

Micro Commercial Co

Micro Commercial Co

1

MB1S-TPMSTR-ND MB1S-TPMSCT-ND — MB1S-TPMSCT-ND —

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Active

Однофазный

Стандартный

100 В

500 мА

1 В при 400 мА

-55 ° C ~ 150 ° C (TJ)

Поверхностный монтаж

TO-269AA, 4-BESOP

MBS-1

BRIDGE RECT 1P 400V 800MA 4- DIP

0 руб.66000

99,990 — Немедленно

Diodes Incorporated

Diodes Incorporated

1

HD04DITR-ND HD04DICT 9202 HD ) Cut Tape (CT) Digi-Reel® 902 55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Активный Однофазный Стандартный 400 В 800 мА 1 В при 400 мА 5 мкА при 400 В Поверхностный монтаж 4-SMD, Gull Wing 4-MiniDIP BRIDGE RECT 1P 200V 800MA 4-DIP $ 0.66000 69,158 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 HD02DITR-ND HD02DICT 9202 HD ) Cut Tape (CT) Digi-Reel® 902 55 ° C ~ 150 ° C (TJ) 20 Стандартный 200 Активный Однофазный Стандартный 200 В 800 мА 1 В при 400 мА 5 мкА при 200 В 55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 4-SMD, крыло чайки 4-MiniDIP BRIDGE RECT 1P 600V 800MA 4-DIP $ 0.76000 111927 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 HD06DITR-ND HD06DICT 9-ND ) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Активный Однофазный Стандартный 600 В 800 мА 1 В при 400 мА 5 мкА при 60030 В Поверхностный монтаж 4-SMD, крыло чайки 4-MiniDIP BRIDGE RECT 1P 200V TO269AA $ 0.63000 19,389 — Немедленно Vishay General Semiconductor — Подразделение диодов Vishay General Semiconductor — Подразделение диодов 1 MB2S-E3 / 80GITD MB2S-E3 / 80GITD MB2S-E3 / 80GITD MB2S-E3 / 80GIT MB2S-E3 / 80GIDKR-ND — Лента и катушка (TR) Обрезанная лента (CT) Digi-Reel® Активный Однофазный 2 Стандартный 2 Стандартный 500 мА 1 В при 400 мА 5 мкА при 200 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж TO-269AA, 4-BESOP TO-269AA (MBS ) BRIDGE RECT 1PH 100V 500MA 4SOIC $ 0.60000 76,541 — Немедленно onsemi onsemi 1 MB1STR-ND MB1SCT-ND MB1SD 9206R- Cut Tape (CT) Digi-Reel® Активный Однофазный Стандартный 100 В 500 мА 1 В при 500 мА 5 мкА при 100 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж TO-269AA, 4-BESOP 4-SOIC BRIDGE RECT 1PHASE 100V 1A DF-S $.76000 51,276 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 DF01S-TDITR-ND DF01S-TDITR-ND DF01S-3-DF01S-TDICT-901 Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Стандартный 100 В 1 A 1,1 В при 1 A 10 µA @ 100 В -65 ° C ~ 150 ° C (TJ) Крепление на поверхность 4-SMD, крыло чайки DF-S BRIDGE RECT 1P 200V 500MA 4SOIC $ 0.63000 $ 0.70000 902 мВ при 2 А3-ND DF10S-3 DF10S-3 Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® $ 0.84000 2 A 34 004 — Немедленно onsemi onsemi 1 MB2STR-ND MB2SCT-ND MB2SD 9206- Cut Tape (CT) Digi-Reel® Активный Однофазный Стандартный 200 В 500 мА 1 В при 500 мА 5 мкА при 200 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж TO-269AA, 4-BESOP 4-SOIC BRIDGE RECT 1P 400V 500MA 4SOIC $ 0.63000 2709 — Немедленно onsemi onsemi 1 MB4STR-ND MB4SCT-ND MB4SD9206-ND Cut Tape (CT) Digi-Reel® Активный Однофазный Стандартный 400 В 500 мА 1 В при 500 мА 5 мкА при 400 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж TO-269AA, 4-BESOP 4-SOIC BRIDGE RECT 1PHASE 600V 1A DF-S $.63000 46,818 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 DF06S-TDITR-ND — DF0172D- DF0172-TDICT- DF0172D- Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Стандартный 600 В 1 A 1,1 В при 1 A 10 µA @ 600 В -65 ° C ~ 150 ° C (TJ) Крепление на поверхность 4-SMD, крыло чайки DF-S BRIDGE RECT 1PHASE 60V 2A MBS 43,677 — Немедленно Диодные решения SMC Диодные решения SMC 1 1655-1887-2-ND 1655-1887-1-ND 1655-1887-1-ND -ND — Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Schottky 60 V 100 мкА при 60 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 4-SMD, крыло чайки MBS BRIDGEKV 1PH 1A 4MICRODIP $ 0.70000 410,401 — Немедленно onsemi onsemi 1 MDB10SFSTR-ND MDB10SFSCT-ND MDB10SFSCT-ND7S TR202 Cut Tape (CT) Digi-Reel® Активный Однофазный Стандартный 1 кВ 1 A 1,1 В при 1 A 10 мкА при 1000 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 4-SMD, Gull Wing 4-MicroDIP / SMD BRIDGE RECT 1P 600V 1A 4MICRODIP $.70000 104,684 — Немедленно onsemi onsemi 1 MDB6SFSTR-ND MDB6SFSCT-ND MDB6SFSCT-NDR S 9000Dape0003 Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Стандартный 600 В 1 A 1,1 В при 1 A 10 мкА при 600 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Крепление на поверхность 4-SMD, Gull Wing 4-MicroDIP / SMD МОСТОВОЙ ПРЯМОЙ 1 ФАЗЫ 800 В 1A DF-S $.74000 33,516 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 DF08S-TDITR-ND DF08S- DF0172D- DF017D- Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Стандартный 800 В 1 A 1,1 В при 1 A 10 µA @ 800 В -65 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 4-SMD, крыло чайки DF-S МОСТОВОЙ ПРЯМОЙ 1 ФАЗА 1KV 1A DF-S 0 руб.79000 50260 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 DF10S-TDITR-ND DF10S- Active Однофазный Стандартный 1 кВ 1 A 1,1 В при 1 A 10 µA 10 µA @ 1000 В -65 ° C ~ 150 ° C (TJ) Крепление на поверхность 4-SMD, крыло чайки DF-S BRIDGE RECT 1PHASE 400V 2A DFS 9182 42,838 — Немедленно Comchip Technology Comchip Technology 1 641-1464-2-ND 641-1464-1-ND -60002 641 — Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Стандартный 400 В 2 2 A 10 мкА при 400 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 4-SMD, крыло чайки DFS BRIDGE RECT 1PHASE 1KV5A DF-S 0,95000 долл. США 58,500 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 DF202 DF10-DIT Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Стандартный 1 кВ 1.5 A 1,1 В при 1,5 A 10 мкА при 1000 В -65 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж 4-SMD, крыло чайки DF-S BRIDGE RECT 1 ФАЗА 100 В 1 А MBS $ 0,98000 23,912 — Немедленно Comchip Technology Comchip Technology 1 -1-ND 641-1429-6-ND — Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Schottky 100 В 1 A 850 мВ при 1 A 500 мкА при 100 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Поверхностный монтаж TO-269AA, 4-BESOP MBS МОСТ ПРЯМОЙ 1ФАЗА 40В 2А $ 1 .04000 12,970 — Немедленно Bourns Inc. Bourns Inc. 1 CD-HD2004TR-ND CD-HD2004CT-ND7D CD-HD2004CT-ND7D Tape & Reel (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Schottky 40 В 2 A 500 мВ при 2 A 500 мВ @ 2 200 мкА при 40 В -55 ° C ~ 125 ° C (TC) Поверхностный монтаж Чип, вогнутые клеммы — BRIDGE RECT 1P 1KV 500MA 4SOIC $ 094000 1 доллар.04000 55 ° C ~ 150 ° C (TJ) 47,662 — Немедленно 11,241,000 — Заводская onsemi onsemi 1 MB10STR-ND MB10SCT206 9172 MB10SCT-ND 9017 Катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Стандартный 1 кВ 500 мА 1 В при 500 мА 5 мкА при 1000 В -55 ° C ~ 150 ° C (TJ) Крепление на поверхность TO-269AA, 4-BESOP 4-SOIC BRIDGE RECT 1P 600V 500MA 4-DIP 32,439 — Немедленно Diodes Incorporated Diodes Incorporated 1 RH06DITR-ND RH06DITR-ND RH03H06DICT-ND ) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Активный Однофазный Стандартный 600 В 500 мА 1,15 В при 400 мА 5 мкА при 60030 В Крепление на поверхность 4-SMD, Gull Wing 4-MiniDIP BRIDGE RECT 1PHASE 60V 1A MBS $ 1.10000 176,382 — Немедленно Comchip Technology Comchip Technology 1 641-1431-2-ND 641-1431-1-ND 9-60002 641-14 — Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel® Active Однофазный Schottky 60 В 1 A 1 A 500 мкА при 60 В -55 ° C ~ 125 ° C (TJ) Поверхностный монтаж TO-269AA, 4-BESOP MBS 10 принципиальных схем полного мостового выпрямителя В этом посте мы узнаем о концепции двухполупериодной схемы мостового выпрямителя , 10-ти мостовой выпрямитель с использованием диода и тиристора.И почему мостовая схема двухполупериодного выпрямителя является наиболее часто используемой схемой выпрямителя в силовой электронной схеме. 1. Что такое двухполупериодная мостовая схема выпрямителя? Двухполупериодная схема мостового выпрямителя — это схема, в которой используются 4 диода или тринистора, соединенные вместе, образуя замкнутый мост для преобразования сигнала переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения. Что такое двухполупериодная схема мостового выпрямителя? Ток до выпрямления — переменный ток, ток после выпрямления моста — постоянный ток с пульсациями.Чтобы выровнять выходное напряжение до чистого постоянного напряжения, мы можем добавить конденсатор параллельно резистору для фильтрации выходного сигнала. В схемах выпрямителя можно использовать трансформаторы для изменения уровня переменного напряжения в соответствии с каждым приложением. Одна из причин, по которой мостовые выпрямители предпочтительнее однополупериодных выпрямителей, заключается в том, что двухполупериодные выпрямители выпрямляют как положительные, так и отрицательные полупериоды входного переменного тока. Это делает их более эффективными, чем однополупериодные выпрямители. Поскольку полный мостовой выпрямитель выпрямляет все 360 градусов на входе, их выход имеет среднее значение и частоту в два раза больше, чем выход полуволновых выпрямителей. 2. Схема выпрямителя на 4 диодах 2.1 Схема двухполупериодного мостового выпрямителя с резистивной нагрузкой Схема разработана с использованием 4 диодов с именами D1, D2, D3, D4. Диоды расположены так, что в каждом полупериоде напряжение проходит только через два диода. Схема выпрямительного диодного моста с резистивной нагрузкой Принцип работы :: + В положительном цикле: напряжение питания Vin> 0, диоды D1 и D2 смещены в прямом направлении, а диоды D3, D4 смещены в обратном направлении.Таким образом, диоды D1 и D2 будут проводить, ток проходит через D1, резистор и через D2 возвращается к источнику питания. Если рассматривать диод как идеальный, падение напряжения на диоде равно нулю, тогда: Vout = Vin. + В отрицательном цикле: напряжение питания Vin <0, диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, а диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении. Следовательно, диоды D3 и D4 в течение отрицательного полупериода проводят ток через резистор D3 и через D4. Заметим, что ток в этом случае имеет то же направление, что и ток в положительном цикле: Vout = - Vs> 0, Iout> 0. 2.2 Схема выпрямителя с нагрузкой RL В этом случае управляемая выходная нагрузка представляет собой резистор, включенный последовательно с катушкой индуктивности со значением L = 0,1H. Схема двухполупериодного диодного мостового выпрямителя с нагрузкой RL Принцип работы: Во время положительного полупериода диоды D1 и D2 будут проводить, тогда как во время отрицательного полупериода диоды D3 и D4 будут проводить. В обоих случаях выходное напряжение на нагрузке всегда положительно: Vout = | Vin | > 0. Однако компонент нагрузки индуктивный, поэтому ток отстает от напряжения. В конце каждого полупериода, когда напряжение достигает 0 В, значение тока все еще больше 0. Следовательно, ток будет продолжать увеличиваться после каждого полупериода. Когда ток стабилен, амплитуда колебаний тока очень мала. 2.3 Схема выпрямителя с нагрузкой RL Для схемы двухполупериодного мостового выпрямителя с нагрузкой RLE выходное напряжение будет: Vout = VRL + VE.Будем моделировать схему в двух случаях: L = 0,1H и L = 0,015H. Схема выпрямителя с нагрузкой РЛЭ Принцип работы: + В первом цикле диапазон выходного тока равен нулю. Поскольку напряжение источника теперь меньше E, диоды смещены в обратном направлении. Следовательно, напряжение на нагрузке: Vout = VE, Iout = 0. + Когда напряжение питания больше, чем E, диоды D1 и D2 смещены в прямом направлении, поэтому они проводят.Выходное напряжение будет равно напряжению источника. + В случае L = 0,1H * Ближе к концу положительного цикла: поскольку напряжение источника меньше E, диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении. Катушка индуктивности теряет мощность, поэтому нагрузка высвобождает энергию, создавая ток в том же направлении, что и исходный ток. Этот ток продолжает поддерживать диоды D1 и D2 в проводящем состоянии до конца положительного цикла. * В начале отрицательного полупериода источник питания меняет направление: диоды D3 и D4 имеют обратное смещение.Но потому что катушки индуктивности пропускают через них ток, в результате чего D3 и D4 продолжают проводить ток. Если значение L достаточно велико, чтобы поддерживать D3 и D4 до Vin> E, выходной ток будет непрерывным. + корпус L = 0,015H Когда Vin 3. Схема двухполупериодного выпрямителя с фильтрующим конденсатором Схема диодного моста использует конденсатор, подключенный параллельно выходной нагрузке, поэтому напряжение нагрузки равно напряжению на конденсаторе: Vout = VC = VRL + VE. Двухполупериодная схема мостового выпрямителя с фильтрующим конденсатором Принцип работы + В первом цикле, когда напряжение питания увеличивается, конденсатор начинает заряжаться: Vout = Vin = VC.Когда напряжение питания достигает своего пикового значения и начинает уменьшаться, конденсатор разряжает напряжение на нагрузке. + Конденсатор разряжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не станет меньше входного напряжения | Vin |, конденсатор снова заряжается: Vout = | Vin |. + Мы видим, что чем короче время разряда конденсатора, тем меньше пульсации выходного напряжения. Время разряда зависит от номинала резистора R и номинала конденсатора C. Если мы продолжим увеличивать конденсатор C до достаточно большого значения, будет получено стандартное напряжение постоянного тока. 4. Схема управляемого выпрямителя с использованием тиристоров 4.1 Схема управляемого двухполупериодного выпрямителя с резистивной нагрузкой В схеме управляемого выпрямителя вместо диодов используются 4 тиристора. В положительном цикле SCR 1 и SCR2 будут проводить, в отрицательном полупериоде SCR3 и SCR4 будут проводить. + Поскольку SCR1 и SCR 2 будут проводить одновременно, мы подадим управляющий сигнал на управляющие контакты SCR1 и SCR2 одновременно во время положительного цикла. + Аналогично, управляющий импульс будет подан на два управляющих контакта SCR3 и SCR4 одновременно во время отрицательного цикла. Двухполупериодная мостовая схема управляемого выпрямителя с R-нагрузкой Принцип работы + Во время положительного цикла SCR1 и SCR2 смещены в прямом направлении, поэтому во время управляющего импульса G1G2 SCR1 и SCR2 будут проводить. Ток будет проходить через SCR1, R, через SCR2, если мы проигнорируем падение напряжения на SCR, выходное напряжение будет равно напряжению источника: Vo = Vs. + Во время отрицательного полупериода, когда есть управляющий импульс G3G4, SCR2 и SCR2 будут немедленно проводить. Ток, протекающий через нагрузку, имеет то же направление, что и ток, протекающий через нагрузку во время положительного цикла (и Vo = | Vs |). 4.2 Схема управляемого двухполупериодного выпрямителя с нагрузкой RL Схема управляемого двухполупериодного мостового выпрямителя с нагрузкой RL Принцип работы: В положительном цикле: при наличии управляющего импульса G1G2, SCR1 и SCR2 действуют одновременно.В начале отрицательного цикла: поскольку нагрузка является индуктивной, при отключении питания нагрузка генерирует ток, протекающий через SCR3 и SCR4. Время, в течение которого нагрузка генерирует ток, зависит от значения L: . + L = 0,015H, нагрузка генерирует ток в течение короткого времени, после того, как в нагрузке заканчивается энергия, напряжение возвращается к 0. Ток нагрузки прерывается. + L = 0,1H, нагрузка генерирует ток до тех пор, пока не появится управляющий импульс G3G4, поэтому ток на нагрузке будет непрерывным. => Мы обнаружили, что при нагрузке RL управляемая двухполупериодная схема мостового выпрямителя имеет части с отрицательным напряжением. 4.3 Схема управляемого выпрямителя с нагрузкой RLE Схема выпрямителя с нагрузкой РЛЭ Разница между выпрямителем нагрузки RLE и выпрямителем нагрузки RL заключается в том, что, когда напряжение питания меньше E, SCR смещается в обратном направлении. И когда SCR не проводит, выходное напряжение равно E: Vo = E, когда SCR проводит, выходное напряжение равно напряжению источника. 5. Схема полууправляемого выпрямителя Полууправляемая мостовая схема будет использовать два диода и два SCR. Преимущество схемы с полууправляемым мостовым выпрямителем заключается в том, что она может максимизировать угол управления и больше не иметь отрицательных диапазонов напряжения, как в схеме с 4 тиристорами. Схема полууправляемого выпрямителя с резистивной нагрузкой, форма выходного сигнала такая же, как у мостовой схемы с 4 тиристорами. Поэтому мы будем изучать только схемы полууправляемых выпрямителей с нагрузкой RL. 5.1 Асимметричный полууправляемый мостовой выпрямитель Асимметричная мостовая схема полууправления имеет следующую схему подключения: два тиристора подключены в один столбец, два диода подключены в другом столбце мостовой схемы. Асимметричный двухполупериодный мостовой выпрямитель с полууправлением с нагрузкой RL Принцип работы: + В положительном цикле, когда есть управляющий импульс G1, SCR1 и D1 будут проводить.В отрицательном цикле, когда есть управляющий импульс G2, SCR4 и D3 будут проводить. Выходное напряжение будет равно значению напряжения питания Vo = | Vin |. + В начале каждого цикла, когда нет управляющего импульса, тиристоры не проводят, поэтому напряжение на нагрузке равно 0. В это время нагрузка генерирует ток через два диода D2 и D3 (ток проходит через D2 и D3, потому что сопротивление проходит, пересекая этот путь, наименьшее). Следовательно, напряжение на нагрузке равно нулю, а ток через нагрузку имеет то же направление, что и исходный ток. => Выходное напряжение не имеет частей с отрицательным напряжением, и ток через нагрузку является непрерывным. 5.2 Симметричная схема полууправляемого выпрямителя Симметричная полууправляемая мостовая схема подключается следующим образом: SCR1 последовательно с диодом D4 на одной ветви мостовой схемы. SCR 3 и диод D2 последовательно соединены друг с другом в другой ветви. Схема симметричного полууправляемого мостового выпрямителя Принцип работы: В положительном цикле, когда есть управляющий импульс G1, SCR1 и диод D2 будут проводить: Vo = Vs.В начале отрицательного цикла нагрузка отключается, поэтому нагрузка генерирует ток через тиристор 1 и диод D4: Vo = 0. Когда появляется следующий управляющий импульс G3, SCR3 и D4 включаются: Vo = | Vs |. В начале следующего положительного цикла нагрузка излучает энергию через SCR4 и диод D2: Vo = 0. => Мы видим, что форма выходного сигнала этой схемы аналогична форме сигнала асимметричной схемы. Выходное напряжение не имеет отрицательного значения, а ток нагрузки постоянный. 6. Применение схемы полного мостового выпрямителя Двухполупериодная мостовая выпрямительная схема очень часто используется в однофазном электрическом оборудовании, таком как телевизоры, сварочные аппараты, источники питания ATX, зарядные устройства для телефонов, компьютеры и т. Д. На рисунке ниже представлена ​​принципиальная схема источника питания 5 В постоянного тока с использованием выпрямительной цепи. Схема мостового выпрямителя преобразует напряжение 12 В переменного тока в напряжение постоянного тока. Затем мы используем IC 7805, чтобы зафиксировать выходное напряжение на 5 В. Цепь питания с диодно-выпрямительным мостом Следующая схема представляет собой удвоитель напряжения, который может использовать 110/220 В переменного тока до 310 В постоянного тока.Эта схема часто используется в блоках питания ATX. Люди будут использовать высокое постоянное напряжение для увеличения мощности выходного источника, выходное напряжение через импульсный трансформатор будет снижено до 5 — 12В, поэтому возможность подачи тока будет высокой. Схема выпрямительного диодного моста в блоке питания См. Видео: Анимация мостового выпрямителя >>> Похожие сообщения: Схема однополупериодного выпрямителя (8 контуров) Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением (7 цепей) Однофазный двухполупериодный выпрямитель (6 цепей) Схема 3-х фазного выпрямителя 8 принципиальных схем Полнополупериодный мостовой выпрямитель (неуправляемый) — рабочий, конструкция, с резистивной нагрузкой, с индуктивной нагрузкой Как показано на данной схеме двухполупериодного мостового выпрямителя, он состоит из четырех диодов, при условии, что четыре диода соединены между собой. мостовая схема.Так из-за этого тип схемы получил название мостовой выпрямитель. В цепи, в которой появляется выпрямленное выходное напряжение, подключен резистор, называемый нагрузочным резистором R L Отрицательный цикл пути тока мостового выпрямителя Положительный цикл пути тока мостового выпрямителя Форма волны на выходе мостового выпрямителя Работа мостового выпрямителя Во время положительный вход полупериода M вторичной обмотки является положительным, а N отрицательным. Диод D 1 и D 3 становится смещенным вперед, тогда как D 2 и D 4 имеют обратное смещение.Следовательно, ток течет по точкам M, E, A, B, C, F и N, образуя падение на R L . Во время полупериода отрицательного входа вторичная клемма N становится положительной, а M отрицательной. Теперь D 2 и D 4 — это прямое смещение, а D 1 и D 3 — обратное смещение. Теперь ток течет по точкам N, E, A, B, C, F и M. Следовательно, мы обнаруживаем, что ток продолжает течь через сопротивление нагрузки R L в том же направлении (A, B). в течение обоих полупериодов входного переменного тока точка A мостового выпрямителя всегда действует как анод, а точка C — как катод.Его частота вдвое больше, чем частота питания. С резистивной нагрузкой Двухполупериодное выпрямление можно также получить с помощью мостового выпрямителя, подобного показанному на рисунке 1. В этом двухполупериодном мостовом выпрямителе используются четыре диода. Во время положительного полупериода напряжения источника (рис. 2 (а)) диоды D2 и D3 смещены в прямом направлении и поэтому могут быть заменены замкнутым переключателем. Ток нагрузки в течение этого периода проходит через D2 и нагрузку R, а затем через D3 и обратно к источнику.Это вызывает положительное падение на R. Рисунок 1: Двухполупериодная мостовая схема выпрямителя На рисунке 2 (b) показана двухполупериодная мостовая схема во время отрицательного полупериода напряжения источника. Теперь диоды D1 и D4 смещены в прямом направлении и поэтому могут быть заменены замкнутыми переключателями. Путь тока нагрузки теперь проходит через D4, через R, а затем через D1 к источнику. Путь тока через R находится в том же направлении, что и раньше, поэтому есть положительное падение через R в течение обоих полупериодов.Таким образом, двухполупериодный мостовой выпрямитель заставляет ток нагрузки течь в течение обоих полупериодов. На рисунке 2 (c) показаны соответствующие формы сигналов. Средние и среднеквадратичные значения напряжения и тока аналогичны значениям для двухполупериодного корпуса с центральным ответвлением. Однако форма волны напряжения на диоде на рисунке 3 показывает, что каждый диод должен выдерживать обратное напряжение, равное только V m . Рисунок 2: Двухполупериодный мостовой выпрямитель (a) Положительный полупериод (b) Отрицательный полупериод (c) Форма волны Рейтинг PIV для диодов ≥ V м Поскольку существует два пути для тока нагрузки , средний ток диода составляет лишь половину среднего тока нагрузки: I D (avg) = I (avg) /2 Пример: Двухполупериодный мостовой выпрямитель 5.7 поддерживается источником 120 В. Если сопротивление нагрузки составляет 10,8 Ом, найдите Пиковое напряжение нагрузки Постоянное напряжение на нагрузке Постоянный ток нагрузки Средний ток в каждом диоде Средняя выходная мощность Эффективность выпрямителя Коэффициент пульсаций Коэффициент мощности Решение: Пиковое напряжение нагрузки В м = √ 2 В RMS = (1.414) (120) = 170 В Постоянное напряжение на нагрузке В o (средн.) = 0,636 x 170 = 108 В Постоянный ток нагрузки I o (средн.) = 108 / 10,8 = 10 A Средний ток в каждом диоде, поскольку диоды переносят ток нагрузки в альтернативном полупериоде I D (avg) = I o (avg) /2 = 10/2 = 5 A Average выходная мощность P o (средн.) = V o (сред.) x I o (сред.) = 108 x 10 = 1080 Вт КПД выпрямителя η = 8 / π 2 = 0 .81 или 81% Коэффициент пульсации Коэффициент мощности PF = P / S = (В o (средн.) x I o (средн.) ) / (V RMS x I ) RMS ) = (108 x 10) / (120 x 10) = 0,9 С индуктивной (RL) нагрузкой Добавление индуктивности последовательно с сопротивлением нагрузки изменяет форму кривой напряжения и тока. На рисунке 3 показан мостовой выпрямитель с индуктивной нагрузкой. Предположим, что индуктивность L примерно равна R.ток нагрузки больше не состоит из полусинусоидальных волн, но средний ток по-прежнему такой же, как указано в уравнении I o (avg) = 2l м / π = 2V m / πR AC Линейный ток больше не является синусоидальным, а представляет собой примерно прямоугольную форму волны. На рис. 4 показаны кривые напряжения и тока. Рисунок 3: Двухполупериодный мостовой выпрямитель с индуктивной нагрузкой Если мы увеличим индуктивность нагрузки до тех пор, пока она не станет намного больше, чем R, пульсации на нагрузке станут небольшими.Если мы предположим, что индуктивность нагрузки бесконечна, ток нагрузки станет постоянным, и поведение схемы будет таким, как показано формами волны на рисунке 4 (b). Диоды D 2 и D 3 проводят постоянный ток нагрузки в положительном полупериоде, а диоды D 1 и D 4 делают то же самое в отрицательном полупериоде. Источник тока определяется выражением: i s = i 3 — i 1 = i 2 — i 4 Хотя это не синусоида, ток источника переменного тока переменная форма волны прямоугольной формы.Нагрузка всегда подключена к источнику, но в чередующихся полупериодах подключение меняется на противоположное. Выходное напряжение (В или ) представляет собой двухполупериодный выпрямленный сигнал. Его среднее значение можно определить из В o (средн.) = V L (сред.) + V R (сред.) Рисунок 4: Двухполупериодный мостовой выпрямитель с индуктивной нагрузкой (a) Формы сигнала для (L = R) (b) Форма сигнала для (L >> R) Где V R — напряжение на резисторе, а V L — индуцированное напряжение на индуктивности.В периодической эксплуатации V L (средн.) . среднее напряжение на катушке индуктивности должно быть равно нулю. Следовательно, В R (средн.) = В o (средн.) = (2 В м ) / π = 0,636 В м Среднее напряжение нагрузки такое же, как для резистивного корпуса. Средний ток нагрузки может быть определен из I o (avg) = V R (avg) / R = 0,636 (V m / R) Поскольку ток нагрузки сейчас является практически постоянным, его среднеквадратичное, максимальное и среднее значения одинаковы. I RMS = I o (avg) Поскольку диоды в мосту проводят чередующиеся полупериоды, средний ток в каждом диоде составляет I D (avg) = I o (средн.) /2 И среднеквадратичный ток в каждом диоде составляет I D (среднеквадратичное значение) = I o (средн.) / √ 2 Пример: A полный -волновой мостовой выпрямитель с нагрузкой RL подключается к источнику 120 В, сопротивление нагрузки 10 Ом и L >> R, находим Среднее напряжение нагрузки Средний ток нагрузки Максимальный ток нагрузки Среднеквадратичное значение тока нагрузки Среднее значение тока в каждом диоде Среднеквадратичное значение тока в каждом диоде Мощность, подаваемая на нагрузку Решение: Пиковое напряжение нагрузки В м = √ 2 В RMS = (1.414) (120) = 170 В Среднее напряжение нагрузки В o (средн.) = 0,636 x 170 = 108 В Средний ток нагрузки В o (средн.) / R = 108/10 = 10,8 А Максимальный ток нагрузки = средний ток нагрузки = 10,8 А Действующее значение тока нагрузки = средний ток нагрузки = 10,8 А Средний ток в каждом диоде I D (средн.) = I o (средн.) /2 = 10,8 / 2 = 10.8/2 = 5,4 A RMS ток в каждом диоде I D (RMS) = I o (средн.) / √ 2 = 10,8 / √ 2 = 7,6 A Питание подается на нагрузка I 2 RMS R = 10,8 2 x 10 = 1167 Вт Интегрированные 4H-кремниевые диоды и мостовые схемы для применения в агрессивных средах, электроника Высокотемпературная электроника Микро-электромеханические системы (MEMS) и датчики, которые могут работать при температуре от 300 ° C до 600 ° C, находят широкое применение в суровых условиях, таких как разведка нефти / газа, геотермальная разработка, промышленные производственные процессы и освоение космоса.4H-карбид кремния (SiC) является хорошим материалом для работы в жестких условиях окружающей среды из-за его широкой запрещенной зоны, высокой подвижности носителей, превосходной термической и химической стабильности и высокой напряженности электрического поля пробоя. В этой работе были изучены несколько устройств и интегральных схем на основе 4H-SiC, включая p-n-диоды, датчики температуры p-n-диодов, мостовые выпрямители и мостовые схемы для дифференциальных емкостных датчиков давления. 4H SiC p-n диоды от комнатной температуры до 600 ° C были продемонстрированы с помощью теоретических исследований, моделирования, изготовления и определения характеристик.Изготовленные 4H-SiC p-n-диоды показывают напряжение включения от 2,6 В до 1,3 В, что хорошо согласуется с результатами моделирования с помощью технологии автоматизированного проектирования (TCAD) от 2,7 В до 1,45 В при повышении температуры с 17 ° C до 600 ° C. Планарно-интегральные схемы диодного мостового выпрямителя из 4H-SiC проанализированы, смоделированы с помощью SPICE (программа моделирования с акцентом на интегральные схемы), изготовлены и охарактеризованы. Экспериментально изготовленные выпрямители работают до 500 ° C с эффективностью преобразования напряжения 73.6% при комнатной температуре и 89,1% при 500 ° C. Высокопроизводительные датчики температуры от 17 ° C до 600 ° C с использованием круглых 4H-SiC p-n диодов проанализированы, смоделированы TCAD Sentaurus, изготовлены и испытаны. Датчики температуры на 4H-SiC p-n диоде обеспечивают высокую чувствительность: 2,9 мВ / ° C при 0,1 мкА и 4,7 мВ / ° C при 1 мА в широком диапазоне температур от 17 ° C до 600 ° C. Наконец, исследуются планарные интегральные диодные мостовые схемы из 4H-SiC для преобразования дифференциального емкостного датчика давления.Выводится принцип работы трансдукционной схемы. Схема смоделирована SPICE, изготовлена ​​и испытана с чувствительностью 9,3 мВ / пФ на частоте 1 МГц и частотой отсечки 3 дБ 2,5 МГц. Эти результаты показывают большой потенциал для устройств и схем на основе 4H-SiC, работающих в электронике в жестких условиях окружающей среды, МЭМС и сенсорных устройствах. Мостовой выпрямитель — Справочная электроника Меню курса Модуль 1 — Введение в теорию электричества Модуль 2 — Фундаментальные концепции Модуль 3 — Цепи постоянного тока Введение в схемы постоянного тока Резисторы и схемы резисторов Конденсаторы и схемы конденсаторов Модуль 5 — Полупроводники Модуль 6 — Аналоговые схемы Выпрямители — это схемы, которые преобразуют переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).Выпрямители невероятно полезны в области электроники, потому что большинство электронных устройств используют постоянный ток, но электросеть (электросеть) подает переменный ток. Мостовые выпрямители являются наиболее часто используемым типом выпрямителей, поскольку они сочетают в себе преимущества двухполупериодного выпрямителя, но лишь немного дороже, чем полуволновый выпрямитель. Мостовой выпрямитель — это схема, которая пропускает полную форму волны переменного тока (AC), но использует стандартный трансформатор, что снижает стоимость. Напротив, однополупериодные выпрямители пропускают только половину (положительную половину) сигнала переменного тока, а двухполупериодные выпрямители требуют для работы более дорогих трансформаторов с центральным ответвлением. Компромисс заключается в том, что для работы мостовых выпрямителей требуется четыре диода в несколько более сложной конфигурации. В следующей таблице приводится сравнение каждого типа выпрямителя. Тип Количество диодов Тип трансформатора Выход Полуволновой выпрямитель 9017 9017 Полнополупериодный выпрямитель 2 С отводом по центру Двухполупериодный Мостовой выпрямитель 4 Нормальный Мостовой выпрямитель Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, которые преобразуют входной переменный ток в импульсный выход постоянного тока.На выпрямитель подается переменное напряжение от понижающего трансформатора. Мостовые выпрямители объединяют в себе лучшие свойства как однополупериодных, так и двухполупериодных выпрямителей. Подобно двухполупериодным выпрямителям, они намного эффективнее, чем однополупериодные выпрямители, и обеспечивают более высокое качество выходного сигнала. Как и однополупериодные выпрямители, они дешевы и имеют меньший форм-фактор, чем двухполупериодные выпрямители. В мостовых выпрямителях для выпрямления входного сигнала переменного тока используются четыре диода. Термин «мост» относится к особой конфигурации из четырех диодов , которую также называют диодным мостом или схемой Гретца. Вся идея диодного моста заключается в том, что ток всегда течет через нагрузку в одном и том же направлении. Это означает, что нагрузка воспринимает последовательность положительных импульсов, а не переменного тока. Таким образом, конфигурация диодного моста — это способ 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 выходной сигнал идентичен выходному сигналу двухполупериодного выпрямителя и имеет непрерывные импульсы. Это значительное улучшение по сравнению с выходом HWR, форма волны которого состоит из импульсов, разделенных равными периодами, при которых 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, в зависимости от работы полупроводниковых p-n-переходов.Ток в диоде может течь только от анода к катоду: Ток течет от анода к катоду. Ток может течь только от анода к катоду; он не может течь в обратном направлении, не повредив диод. Это основная функция, которая используется для преобразования переменного тока в постоянный. В мостовых выпрямителях используются четыре диода для преобразования входного переменного тока в выход постоянного тока. Два диода выпрямляют положительную часть (полупериод) формы волны переменного тока, а второй диод выпрямляет вторую часть формы волны переменного тока. Схема мостового выпрямителя Полный мостовой выпрямитель состоит из следующих компонентов: 1) Источник переменного тока, который подает сигнал входного переменного тока для всей цепи. Скорее всего, это электросеть, подаваемая через стенную розетку, но также может быть другой источник переменного тока или функциональный генератор. 2) Понижающий трансформатор, который доводит пиковое напряжение до желаемого уровня. Выходной сигнал 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) Активная нагрузка R L , которая имитирует схему, на которую мостовой выпрямитель подает питание. Суммарный выход цепи, V out , измеряется на нагрузке R L . Работа мостового выпрямителя Как работает мостовой выпрямитель? Постоянный ток (DC) всегда течет в одном направлении, но переменный ток (AC) течет в обоих направлениях по синусоидальной схеме, называемой формой волны . И напряжение, и ток имеют синусоидальную (синусоидальную) форму. На изображении справа показан сигнал напряжения 120 В переменного тока в США, который имеет частоту 60 Гц. Синусоидальная форма стандартного сигнала переменного тока 120 В, 60 Гц (электросеть в США). Синусоидальная волна, показывающая направленность тока с положительным и отрицательным напряжением. Когда напряжение положительное, ток движется в «прямом» направлении. Когда напряжение отрицательное, ток движется в «обратном» направлении. Когда форма волны положительная, ток движется в «прямом» направлении. Когда форма волны отрицательная, ток движется в «обратном» направлении. Вот почему этот тип тока называется переменным током; ток меняет направление. Вместо того, чтобы обрабатывать электроны через цепь, они раскачивают 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 пропускания тока через нагрузку и предотвращения короткого замыкания обратно на трансформатор. В результате через нагрузку проходит импульсный сигнал постоянного тока . Импульсный выход постоянного тока однополупериодного выпрямителя. Выпрямитель отфильтровывает отрицательную часть сигнала переменного тока, оставляя только положительные импульсы. Есть две отдельные стадии выпрямления с помощью мостового выпрямителя, каждая из которых соответствует полупериоду формы волны. Первый полуцикл Во время первого полупериода «верх» вторичных обмоток трансформатора смещен положительно, а «низ» — отрицательно. Это означает, что ток должен течь через цепь сверху вниз по часовой стрелке. Когда ток достигает соединения между диодами D 1 и D 4 , он может проходить только через D 1 . D 1 активен, пропуская ток.D 4 также важен, так как он блокирует короткое замыкание через D 2 и обратно на трансформатор. Ток протекает через D 1 , а затем через нагрузку R L . Он возвращается к диодному мосту, где отрицательный потенциал внизу трансформатора протягивает его через D 2 и обратно к трансформатору, завершая путь. В течение первого полупериода ток течет сверху трансформатора через D1, через RL, через D2 к низу трансформатора. Выход первого полупериода Выход первого полупериода представляет собой импульсный выход постоянного тока, идентичный выходу полуволнового выпрямителя. Этот выход имеет периоды с положительным импульсом и равные периоды, в течение которых выход равен нулю (0). Второй полуцикл Во время второго полупериода нижняя часть трансформатора теперь смещена положительно, а верхняя часть трансформатора — отрицательно. Это означает, что ток должен течь снизу вверх по цепи против часовой стрелки. Ток покидает нижнюю часть трансформатора и проходит к стыку между D 2 и D 3 , но может проходить только через D 3 . D 2 предотвращает короткое замыкание обратно на верхнюю часть трансформатора, заставляя ток проходить через D 3 и через нагрузку. Ток проходит через нагрузку в том же направлении, что и в течение первого полупериода. Во время второго полупериода ток течет снизу трансформатора через D3, через RL, через D4 к верху трансформатора. Это «трюк» за мостовым выпрямителем; : ток всегда проходит через нагрузку в одном и том же направлении , тем самым действуя как постоянный ток с точки зрения нагрузки. Ток снова проходит к стыку между D 2 и D 4 , но на этот раз он вытягивается отрицательным потенциалом в верхней части трансформатора, проходит вверх через D 4 и завершает путь. Выходной сигнал второго полупериода представляет собой сигнал, который идентичен выходному сигналу первого полупериода, но сдвинут по фазе на 180 градусов. Это означает, что, поскольку D 1 пульсирует, D 2 выключен. Поскольку D 2 мигает, D 1 выключен. Выход второго полупериода Выходной сигнал D 2 затем объединяется с выходным сигналом диода D 1 , формируя форму волны с постоянными импульсами: Мы видим, что этот выход идентичен выходу двухполупериодного выпрямителя. Таким образом, элегантный дизайн мостового выпрямителя дает выход, для которого 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} Примечание : вы можете найти вывод в конце этого руководства, если вам интересно. Однако пиковое напряжение не совсем соответствует пиковому входному напряжению переменного тока.На каждом диоде наблюдается падение напряжения, называемое прямым напряжением. Для кремниевых диодов падение напряжения составляет около 0,7 В. Таким образом, V пик равен пиковому напряжению переменного тока минус прямое напряжение диода: V_ {пик} = V_ {ACpeak} - (2 \ times .7V) = V_ {ACpeak} - 1,4V 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 конденсаторным фильтром Мостовой выпрямитель дает более качественный выходной сигнал, чем полуволновой выпрямитель.Тем не менее, он по-прежнему показывает импульсы, которые полностью снижаются до нуля, а затем снова повышаются до пика. Как и другие выпрямители, выход двухполупериодного выпрямителя можно значительно улучшить, добавив в схему сглаживающий конденсатор . Схема конденсаторного фильтра мостового выпрямителя Конденсатор сохраняет заряд, когда напряжение увеличивается во время «восходящего» участка волны. Соответствующее напряжение создается на конденсаторе. Когда напряжение начинает уменьшаться, конденсатор начинает действовать как второй источник напряжения, высвобождая накопленный заряд. Вместо того, чтобы падать до нуля, новая форма волны медленно спадает от пикового напряжения по мере разряда конденсатора. Таким образом, конденсатор буферизует полное напряжение, измеренное на нагрузке. Затем конденсатор перезаряжается во время следующего цикла, и процесс начинается снова. Выход мостового выпрямителя со сглаживающим конденсаторным фильтром.Пунктирная кривая представляет собой выход выпрямителя без конденсатора. Сплошная линия представляет улучшенную форму волны из-за включения конденсатора. Это приводит к форме волны, которая намного больше напоминает идеальный сигнал постоянного тока, который был бы плоской линией. Преимущества и недостатки мостовых выпрямителей Мостовые выпрямители настолько распространены, потому что они сочетают в себе основные преимущества как однополупериодных, так и двухполупериодных выпрямителей. Однако выходной сигнал мостового выпрямителя, даже со сглаживающим конденсатором, все еще не имеет особенно высокого качества по сравнению со стандартным сигналом постоянного тока, который имеет плоскую форму волны. По этой причине очень важно реализовать более сложные схемы фильтрации, чтобы довести выходной сигнал мостового выпрямителя до приемлемого для электроники качества. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые из наиболее важных схем фильтрации, начиная с L-фильтра. Вывод формулы мостового выпрямителя Вычисление формулы для среднего выхода мостового выпрямителя идентично вычислению двухполупериодного выпрямителя.Так что, если вы уже читали руководство по двухполупериодным выпрямителям, то, что будет дальше, будет обзором. Среднее значение любой кривой можно найти, найдя площадь под кривой и разделив ее на размер оси x, по которой мы пытаемся вычислить среднее значение. В этом случае мы пытаемся найти среднее значение верхней половины синусоидальной кривой, которое соответствует импульсному выходу постоянного тока полуволнового выпрямителя. Изображение синусоидального импульса. Среднее значение импульса состоит из площади, разделенной на ширину импульса.{\ pi} = -V_ {пик} [\ cos \ pi — \ cos 0] = -V_ {пик} [-1-1] = — V_ {пик} [- 2] = 2V_ {пик} Итак, 2V пик — это площадь под кривой. Чтобы вычислить среднее значение, мы просто делим его на размерную «длину» оси x между точками a и b. Точка a находится в нуле, а точка b находится в точке π, поэтому она равна π — 0 или π: Среднее значение = \ frac {2V_ {peak}} {\ pi - 0} = \ frac {2V_ {peak}} {\ pi} Ток в мостовых выпрямителях Мы можем получить ток в мостовом выпрямителе, используя ту же процедуру, которую мы использовали для полуволнового выпрямителя. Мы начнем с того, что заметим, что ток в мостовом выпрямителе периодически (как синусоида) изменяется в зависимости от напряжения. Давайте использовать термин V и для обозначения напряжения, исходящего от вторичных обмоток трансформатора: Затем мы можем использовать закон Ома для получения тока, и мы должны отметить, что ток будет ограничен двумя типами сопротивления: (1) сопротивление нагрузки R L и (2) прямое сопротивление диода R f .Прямое сопротивление можно определить с помощью ВАХ диода. I = \ frac {V_i} {2R_f + R_L} = \ frac {V_ {m}} {2R_f + R_L} \ sin {2 \ pi ft} Мы также можем определить новый термин I m , снова используя закон Ома. Это поможет нам немного упростить это уравнение и поможет в будущих расчетах: I_m = \ frac {V_m} {2R_f + R_L} Следовательно, в пересчете на I м , текущее значение: Мы также можем определить еще один полезный термин, α, чтобы еще больше упростить это уравнение: Следовательно, текущий: Обратите внимание, что все, что мы сделали, это определили ток как синусоидальную волну и использовали I m и α для упрощения.2} {2} Следовательно, действующее значение тока составляет: I_ {rms} = \ frac {I_m} {\ sqrt2} Форм-фактор мостового выпрямителя Форм-фактор (сокращенно f ) — это величина, используемая для сравнения среднеквадратичных и средних значений функции. Определяется как отношение среднеквадратичного значения тока к среднему: f = \ frac {I_ {rms}} {I_ {DC}} = \ frac {\ frac {I_m} {\ sqrt {2}}} {\ frac {2I_m} {\ pi}} = \ frac {\ pi} {2 \ sqrt {2}} \ приблизительно 1.1107 Мостовой выпрямитель, выход переменного тока Общий выходной ток можно разделить на составляющую постоянного и переменного тока. Составляющая постоянного тока идентична среднему значению по всей форме сигнала, I DC , и мы можем выразить эту составляющую переменного тока как I ’. Где I ’представляет собой переменную составляющую выходного сигнала. Оказывается, среднеквадратичное значение I ’само по себе является важным фактором. Мы можем определить I ’как разницу между полным током и постоянной составляющей тока: Затем мы можем найти среднеквадратичное значение I ’, вычислив квадратный корень из квадрата его среднего значения: I_ {rms} '= \ sqrt {\ frac {1} {2 \ pi} \ int_0 ^ {2 \ pi} I' ^ 2 \, d \ alpha} = \ sqrt {\ frac {1} {2 \ pi} \ int_0 ^ {2 \ pi} (I-I_ {DC}) ^ 2 \, d \ alpha} Как и раньше, мы можем упростить это, возведя обе стороны в квадрат: I_ {rms} '^ {2} = \ frac {1} {2 \ pi} \ int_0 ^ {2 \ pi} (I-I_ {DC}) ^ 2 \, d \ alpha = \ frac {1} {2 \ pi} \ int_0 ^ {2 \ pi} I ^ 2-2I (I_ {DC}) + I_ {DC} ^ 2 \, d \ alpha Это можно разделить на три отдельных термина. 2-1} \ приблизительно 0.483 Высокий коэффициент пульсации указывает на то, что сигнал все еще имеет большую составляющую переменного тока, что указывает на то, что результирующий ток далек от идеального сигнала постоянного тока. КПД мостового выпрямителя КПД схемы — это мера ее выходной мощности по отношению к входной мощности. Эффективность обозначается греческой буквой эта (η). Чтобы вычислить КПД, мы должны найти выходную мощность как компонентов постоянного, так и переменного тока формы выходного сигнала.2} \ frac {R_L} {2R_f + R_L} = 0,81 \ frac {R_L} {2R_f + R_L} Таким образом, мы видим, что максимально возможный КПД однополупериодного выпрямителя составляет 81% . Это вдвое больше, чем у однополупериодного выпрямителя. Коэффициент использования трансформатора полнополупериодного выпрямителя (TUF) Коэффициент использования трансформатора — это отношение выходной мощности постоянного тока к номинальной мощности переменного тока вторичной обмотки. alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника