Pont de diodes: appareil, principe de fonctionnement, fonction, circuits

Définition

Un pont de diodes est une solution de circuit pour redresser le courant alternatif. Un autre nom est un redresseur pleine onde. Il est construit à partir de diodes de redressement à semi-conducteur ou de leurs variétés - les diodes Schottky.

Le schéma de connexion en pont suppose la présence de plusieurs (pour un circuit monophasé - quatre) diodes semi-conductrices auxquelles la charge est connectée.

Il peut être constitué d'éléments discrets soudés sur une carte, mais au 21e siècle, les diodes connectées dans un boîtier séparé sont plus courantes. Extérieurement, il ressemble à n'importe quel autre composant électronique - les pattes sont retirées du boîtier d'une certaine taille standard pour se connecter aux pistes de la carte de circuit imprimé.

Il convient de noter que plusieurs vannes combinées dans un même boîtier, qui ne sont pas connectées selon un circuit en pont, sont appelées ensembles de diodes.

Selon la portée et le schéma de connexion, les ponts de diodes sont :

• monophasé;
• trois phases.

La désignation sur le schéma peut être effectuée en deux versions, l'UGO à utiliser dans le dessin dépend du fait que le pont est assemblé à partir d'éléments individuels ou qu'un pont prêt à l'emploi est utilisé.

Principe de fonctionnement

Comprenons comment fonctionne un pont de diodes. Pour commencer, les diodes font passer le courant dans un sens. Le redressement de la tension alternative se produit en raison de la conduction unilatérale des diodes. En raison de leur connexion correcte, l'alternance négative de la tension alternative est fournie à la charge sous la forme d'une alternance positive. En termes simples, il inverse la demi-onde négative.

Pour plus de simplicité et de clarté, nous allons considérer son fonctionnement à l'aide de l'exemple d'un redresseur double alternance monophasé.

Le principe de fonctionnement du circuit est basé sur le fait que les diodes conduisent le courant dans un sens et est le suivant:

• Un signal sinusoïdal alternatif est fourni à l'entrée du pont de diodes, par exemple 220V à partir d'une alimentation domestique (dans le schéma de connexion, l'entrée du pont de diodes est désignée par AC ou ~).
• Chacune des alternances de tension sinusoïdale (figure ci-dessous) est parcourue par une paire de grilles situées en diagonale sur le schéma.

La demi-onde positive est passée par les diodes VD1, VD3 et la demi-onde négative - par VD2 et VD4. Vous pouvez voir le signal à l'entrée et à la sortie du circuit ci-dessous.

Un tel signal est appelé tension d'ondulation redressée. Afin de le lisser, un filtre avec un condensateur est ajouté au circuit.

Caractéristiques principales

Considérons les principales caractéristiques des diodes semi-conductrices. Les lettres latines donnent leur désignation dans la documentation technique de langue anglaise (la soi-disant fiche technique):

• V_tr/min - tension de crête ou maximum inverse. Lorsque cette tension est dépassée, la jonction pn est irréversiblement détruite.
• V_{r (rms)} - tension inverse moyenne. Normal pour le travail, comme U_arr dans les caractéristiques des composants domestiques.
• je_o - courant redressé moyen, le même que I_N.-É. du domestique.
• je_fsm - courant de crête redressé.
• V_fm - la chute de tension en polarisation directe (à l'état conducteur ouvert) est généralement de 0,6-0,7V, et plus pour les modèles à courant élevé.

Lors de la réparation d'équipements électroniques et d'alimentations ou de leur conception, les débutants se demandent: comment choisir le bon pont de diodes ?

Dans ce cas, les paramètres les plus importants pour vous seront la tension et le courant inverses. Par exemple, pour sélectionner un pont de diodes 220V, vous devez regarder des modèles avec une tension nominale supérieure à 400V et le courant requis, par exemple, KBPC106 (ou 108, 110). Ses caractéristiques techniques :

• courant redressé maximal - 3A;
• courant de crête (court terme) - 50A;
• tension inverse - 600V (800V, 1000V pour KBPC108 et 110, respectivement).

Souvenez-vous de ces caractéristiques et vous pourrez facilement déterminer quelle option choisir dans le catalogue.

Circuits redresseurs

La rectification du courant dans les alimentations est l'objectif principal; parmi les autres composants du circuit, on distingue un filtre d'entrée, qui est connecté après le redresseur - il est conçu pour lisser les ondulations. Regardons de plus près ce problème !

Tout d'abord, il convient de noter qu'un pont de diodes est appelé circuit redresseur monophasé de 4 diodes ou triphasé de 6. Mais les amateurs appellent souvent cela un circuit redresseur médian.

Dans un redresseur double alternance, deux demi-ondes sont fournies à la charge et dans un redresseur demi-onde, une.

Pour éviter toute confusion, comprenons la terminologie.

Ci-dessous vous voyez un circuit pleine onde monophasé, son nom correct est "circuit de Gretz", c'est celui-ci que l'on désigne le plus souvent sous le nom de "pont de diodes".

Le circuit de Larionov est un pont de diodes triphasé, la sortie est un signal pleine onde. Les diodes qu'il contient transmettent des demi-ondes, s'ouvrant à tension de ligne, c'est à dire. alternativement: diode phase A supérieure et diode phase B inférieure, phase B supérieure et phase C inférieure, etc.

Par souci d'exhaustivité, vous devriez parler d'autres circuits redresseurs de tension alternative.

Redresseur demi-onde de 1 diode connectée en série avec la charge. Il est utilisé dans les alimentations de ballast, les alimentations miniatures de faible puissance, ainsi que dans les appareils peu exigeants en termes de coefficient d'ondulation. Une seule demi-onde est fournie à la charge.

Pleine onde avec un point médian - c'est ce qu'on appelle à tort un pont de 2 diodes. Ici, une seule diode conduit chaque alternance. Son avantage est un rendement plus élevé que celui du circuit de Gretz, en raison du plus petit nombre de portes semi-conductrices. Cependant, son utilisation est compliquée par le fait qu'un transformateur avec une prise médiane est nécessaire, ce qui est reflété dans le schéma de principe. Il ne peut pas être utilisé pour redresser la tension secteur 220V.

Redresseur constitué d'assemblages Schottky. Utilisé dans les alimentations à découpage, car les diodes Schottky ont moins de temps de récupération inverse, petit capacité de barrière (transition plus rapide de l'état ouvert à l'état fermé) et faible chute de tension directe (moins pertes). Le plus souvent, les Schottkies se trouvent dans des assemblages, avec une anode ou une cathode commune, comme le montre la figure ci-dessous.

Par conséquent, plusieurs assemblages sont nécessaires pour assembler le circuit en pont. Vous trouverez ci-dessous un exemple de 3 assemblages Schottky à cathode commune.

De 4 assemblages avec une cathode commune. Il diffère du précédent en ce qu'il peut supporter un courant plus élevé, avec les mêmes composants, car les Schottky y sont connectés en parallèle.

Sur les 2 assemblages Schottky, un avec une anode commune et un avec une cathode commune. En savoir plus qu'est-ce que l'anode et la cathode, vous pouvez dans notre article séparé.

Comment souder et connecter

Il n'est pas difficile d'étudier et de connaître les circuits, les principales difficultés surviennent lorsqu'un débutant décide de souder un pont de diodes de ses propres mains. Pour souder un redresseur de 4 exemplaires soviétiques de type kd202, utilisez l'illustration ci-dessous.

Pour assembler un pont de diodes à partir de diodes discrètes modernes telles que 1n4007 de faible puissance (et d'autres - elles se ressemblent toutes et ne diffèrent que par la taille), examinez attentivement l'illustration suivante.

Mais si vous ne l'assemblez pas à partir de pièces séparées, mais utilisez un pont prêt à l'emploi, voyez ci-dessous comment le connecter correctement au circuit.

De plus, les débutants seront intéressés à regarder une vidéo sur la façon de faire une simple alimentation 12V :

Champ d'application

Le plus souvent, les ponts de diodes sont utilisés dans les alimentations. Dans les alimentations de transformateur, ils sont connectés à l'enroulement secondaire du transformateur

Dans les alimentations à impulsions - à l'entrée secteur 220V. Dans ce cas, le circuit de commande électronique et le circuit d'alimentation de l'UPS sont alimentés à partir d'une tension secteur redressée et lissée (pas toujours) (atteignant environ 300-310 volts).

Il existe une tension alternative haute fréquence aux bornes de l'enroulement secondaire de l'alimentation à découpage. Afin de le redresser, des assemblages de doubles diodes Schottky sont installés. À cet égard, un circuit de redressement médian est souvent utilisé.

Dans les voitures et les motos, des ponts de diodes triphasés sont utilisés, assemblés selon le schéma Larionov avec trois vannes supplémentaires, car un triphasé est utilisé pour alimenter le réseau de bord Générateur. Le pont dans le générateur est réalisé sous la forme d'un secteur de cercle et est installé sur sa partie arrière.

L'exception concerne certaines voitures Toyota modernes et d'autres marques, elles utilisent un générateur à 6 phases pour mettre en œuvre un circuit de redressement à douze impulsions de 12 soupapes. Cela permet de réduire l'ondulation et d'augmenter le courant de sortie.

Méthodes de vérification

Un multimètre en mode test de diode est le meilleur pour tester un pont de diodes.

Pour ce faire, vous devez sonner le court-circuit d'entrée, puis celui de sortie (le pont de diodes doit être soudé).

Sans souder directement sur la carte, vous pouvez mesurer la chute de tension aux bornes des jonctions de diodes. Pour ce faire, vous devez déterminer le brochage du pont, généralement indiqué directement sur le boîtier, ce dont nous avons discuté ci-dessus.

L'écran du multimètre doit afficher des nombres dans la polarisation directe dans la plage de 500 à 800 mV et dans l'inverse - au-dessus de 1500 et à l'infini (en fonction du composant spécifique et de l'appareil de mesure). La même chose peut être faite en mode Ohmmètre, comme le montre la figure ci-dessous.

Ce processus est décrit plus en détail dans l'article "comment vérifier un pont de diodes", où, en plus de la méthode de test, nous avons également parlé des symptômes d'un dysfonctionnement. Découvrez également la vidéo sur la façon de tester un redresseur monophasé et un pont de diodes d'un générateur de voiture :

Ceci conclut notre explication détaillée. Nous espérons qu'il est maintenant devenu clair pour vous à quoi sert un pont de diodes et ce qu'il fait dans un circuit électrique. Si vous avez des questions, posez-les dans les commentaires sous l'article !

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