Jembatan dioda: perangkat, prinsip operasi, tujuan, sirkuit

Definisi

Jembatan dioda adalah solusi sirkuit untuk penyearah arus bolak-balik. Nama lain adalah penyearah gelombang penuh. Itu dibangun dari dioda penyearah semikonduktor atau varietasnya - dioda Schottky.

Skema koneksi jembatan mengasumsikan adanya beberapa (untuk sirkuit fase tunggal - empat) dioda semikonduktor yang terhubung dengan beban.

Ini dapat terdiri dari elemen diskrit yang disolder pada papan, tetapi pada abad ke-21, dioda yang terhubung dalam paket terpisah lebih umum. Secara lahiriah, sepertinya komponen elektronik lainnya - kaki dikeluarkan dari kasing dengan ukuran standar tertentu untuk menghubungkan ke trek papan sirkuit tercetak.

Perlu dicatat bahwa beberapa katup yang digabungkan dalam satu rumahan, yang tidak terhubung sesuai dengan rangkaian jembatan, disebut rakitan dioda.

Tergantung pada ruang lingkup dan diagram koneksi, jembatan dioda adalah:

• Fase tunggal;
• tiga fase.

Penunjukan pada diagram dapat dilakukan dalam dua versi, yang digunakan UGO dalam gambar tergantung pada apakah jembatan dirakit dari elemen individu atau digunakan yang sudah jadi.

Prinsip operasi

Mari kita memahami cara kerja jembatan dioda. Untuk memulainya, dioda melewatkan arus dalam satu arah. Penyearahan tegangan bolak-balik terjadi karena konduksi satu sisi dioda. Karena koneksi yang benar, setengah gelombang negatif dari tegangan bolak-balik disuplai ke beban dalam bentuk positif. Dengan kata sederhana, ini membalikkan setengah gelombang negatif.

Untuk kesederhanaan dan kejelasan, kami akan mempertimbangkan operasinya menggunakan contoh penyearah gelombang penuh satu fase.

Prinsip operasi rangkaian didasarkan pada fakta bahwa dioda mengalirkan arus dalam satu arah dan adalah sebagai berikut:

• Sinyal sinusoidal bolak-balik disuplai ke input jembatan dioda, misalnya, 220V dari catu daya rumah tangga (dalam diagram koneksi, input jembatan dioda ditetapkan sebagai AC atau ~).
• Masing-masing setengah gelombang tegangan sinusoidal (gambar di bawah) dilewatkan oleh sepasang gerbang yang terletak secara diagonal pada diagram.

Setengah gelombang positif dilewatkan oleh dioda VD1, VD3, dan setengah negatif - oleh VD2 dan VD4. Anda dapat melihat sinyal pada input dan output dari rangkaian di bawah ini.

Sinyal seperti itu disebut tegangan riak yang diperbaiki. Untuk menghaluskannya, filter dengan kapasitor ditambahkan ke sirkuit.

Karakter utama

Mari kita pertimbangkan karakteristik utama dioda semikonduktor. Huruf Latin memberikan penunjukannya dalam dokumentasi teknis berbahasa Inggris (yang disebut Lembar Data):

• V_rpm - tegangan balik puncak atau maksimum. Ketika tegangan ini terlampaui, sambungan pn rusak secara permanen.
• V_{r (rms)} - tegangan balik rata-rata. Normal untuk bekerja, sama seperti U_arr dalam karakteristik komponen dalam negeri.
• Saya_Hai - arus rata-rata yang diperbaiki, sama dengan I_NS dari dalam negeri.
• Saya_fsm - puncak arus yang diperbaiki.
• V_fm - penurunan tegangan pada bias maju (dalam keadaan konduksi terbuka) biasanya 0,6-0,7V, dan lebih untuk model arus tinggi.

Saat memperbaiki peralatan elektronik dan catu daya atau mendesainnya, pemula bertanya: bagaimana memilih jembatan dioda yang tepat?

Dalam hal ini, parameter terpenting bagi Anda adalah tegangan dan arus balik. Misalnya, untuk memilih jembatan dioda 220V, Anda perlu melihat model dengan tegangan nominal lebih besar dari 400V dan arus yang diperlukan, misalnya, KBPC106 (atau 108, 110). Karakteristik teknisnya:

• arus diperbaiki maksimum - 3A;
• arus puncak (jangka pendek) - 50A;
• tegangan balik - 600V (800V, 1000V untuk KBPC108 dan 110, masing-masing).

Ingat karakteristik ini dan Anda dapat dengan mudah menentukan opsi mana yang akan dipilih dari katalog.

Sirkuit penyearah

Menyearahkan arus dalam catu daya adalah tujuan utama; di antara komponen lain dari rangkaian, filter input dapat dibedakan, yang dihubungkan setelah penyearah - dirancang untuk menghaluskan riak. Mari kita lihat lebih dekat masalah ini!

Pertama-tama, perlu dicatat bahwa jembatan dioda disebut rangkaian penyearah satu fase dari 4 dioda atau tiga fase dari 6. Tetapi para amatir sering menyebut ini sebagai rangkaian penyearah titik tengah.

Dalam penyearah gelombang penuh, dua setengah gelombang disuplai ke beban, dan dalam penyearah setengah gelombang, satu.

Untuk menghindari kebingungan, mari kita pahami terminologinya.

Di bawah ini Anda melihat sirkuit gelombang penuh fase tunggal, nama yang benar adalah "sirkuit Gretz", inilah yang paling sering dimaksudkan dengan nama "jembatan dioda".

Sirkuit Larionov adalah jembatan dioda tiga fase, outputnya adalah sinyal gelombang penuh. Dioda di dalamnya mentransmisikan setengah gelombang, membuka ke tegangan saluran, yaitu bergantian: dioda fase atas A dan dioda fase bawah B, fase atas B dan fase bawah C, dll.

Demi kelengkapan, Anda harus berbicara tentang rangkaian penyearah tegangan AC lainnya.

Penyearah setengah gelombang dari 1 dioda dihubungkan secara seri dengan beban. Ini digunakan dalam catu daya ballast, catu daya miniatur berdaya rendah, serta pada perangkat yang tidak menuntut koefisien riak. Hanya satu setengah gelombang yang disuplai ke beban.

Gelombang penuh dengan titik tengah - inilah yang secara keliru disebut jembatan 2 dioda. Di sini, hanya satu dioda yang menghantarkan setiap setengah gelombang. Keuntungannya adalah efisiensi yang lebih tinggi daripada sirkuit Gretz, karena jumlah gerbang semikonduktor yang lebih kecil. Namun, penggunaannya diperumit oleh fakta bahwa transformator dengan keran titik tengah diperlukan, yang tercermin dalam diagram skematik. Itu tidak dapat digunakan untuk memperbaiki tegangan listrik 220V.

Rectifier terbuat dari rakitan Schottky. Digunakan dalam mengganti catu daya, karena dioda Schottky memiliki waktu pemulihan terbalik yang lebih sedikit, kecil kapasitansi penghalang (transisi lebih cepat dari keadaan terbuka ke keadaan tertutup) dan penurunan tegangan maju yang rendah (kurang kerugian). Paling sering, Schottkies ditemukan dalam rakitan, dengan anoda atau katoda umum, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Oleh karena itu, diperlukan beberapa rakitan untuk merakit rangkaian jembatan. Di bawah ini adalah contoh dari 3 rakitan katoda umum Schottky.

Dari 4 rakitan dengan katoda umum. Ini berbeda dari yang sebelumnya karena dapat menahan arus yang lebih tinggi, dengan komponen yang sama, karena Schottky terhubung secara paralel di dalamnya.

Dari 2 rakitan Schottky, satu dengan anoda umum dan satu dengan katoda umum. Belajar tentang apa itu anoda dan katoda, Anda bisa melakukannya di artikel terpisah kami.

Cara menyolder dan menghubungkan

Tidak sulit untuk mempelajari dan mengetahui sirkuit, kesulitan utama muncul ketika seorang pemula memutuskan untuk menyolder jembatan dioda dengan tangannya sendiri. Untuk menyolder penyearah 4 salinan Soviet tipe kd202, gunakan ilustrasi di bawah ini.

Untuk merakit jembatan dioda dari dioda diskrit modern seperti 1n4007 berdaya rendah (dan lainnya - semuanya terlihat sama dan hanya berbeda ukurannya), perhatikan ilustrasi berikut dengan cermat.

Tetapi jika Anda tidak merakitnya dari bagian yang terpisah, tetapi menggunakan jembatan yang sudah jadi, maka lihat di bawah ini cara menghubungkannya dengan benar ke sirkuit.

Juga, pemula akan tertarik untuk menonton video tentang cara membuat catu daya 12V sederhana:

Ruang lingkup dan tujuan

Paling sering, jembatan dioda digunakan dalam catu daya. Dalam catu daya transformator, mereka terhubung ke belitan sekunder transformator

Dalam catu daya impuls - ke input listrik 220V. Dalam hal ini, sirkuit kontrol elektronik dan sirkuit daya UPS ditenagai dari tegangan listrik yang diperbaiki dan dihaluskan (tidak selalu) (mencapai sekitar 300-310 volt).

Ada tegangan bolak-balik frekuensi tinggi di terminal belitan sekunder catu daya switching. Untuk meluruskannya, rakitan dioda Schottky ganda dipasang. Dalam hal ini, sirkuit penyearah titik tengah sering digunakan.

Di mobil dan sepeda motor, jembatan dioda tiga fase digunakan, dirakit sesuai dengan skema Larionov dengan tiga katup tambahan, karena tiga fase digunakan untuk memberi daya pada jaringan terpasang generator. Jembatan pada generator dibuat dalam bentuk sektor lingkaran dan dipasang pada bagian belakangnya.

Pengecualian adalah beberapa mobil Toyota modern dan merek lain, mereka menggunakan generator 6 fase untuk menerapkan rangkaian penyearah dua belas pulsa dari 12 katup. Ini untuk mengurangi riak dan meningkatkan arus keluaran.

Metode verifikasi

Multimeter dalam mode uji dioda adalah yang terbaik untuk menguji jembatan dioda.

Untuk melakukan ini, Anda perlu membunyikan hubung singkat input, lalu output (jembatan dioda harus disolder).

Tanpa menyolder langsung di papan, Anda dapat mengukur penurunan tegangan di persimpangan dioda. Untuk melakukan ini, Anda perlu menentukan pinout jembatan, biasanya ditunjukkan langsung pada kasing, yang telah kita bahas di atas.

Layar multimeter harus menampilkan angka dalam bias maju dalam kisaran 500-800 mV, dan sebaliknya - di atas 1500 dan hingga tak terbatas (tergantung pada komponen spesifik dan alat pengukur). Hal yang sama dapat dilakukan dalam mode Ohmmeter, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Proses ini dijelaskan secara lebih rinci dalam artikel "cara memeriksa jembatan dioda", Di mana, selain metode pengujian, kami juga berbicara tentang gejala kerusakan. Lihat juga video tentang cara menguji penyearah satu fasa dan jembatan dioda generator mobil:

Ini menyimpulkan penjelasan rinci kami. Kami berharap sekarang menjadi jelas bagi Anda untuk apa jembatan dioda dan apa fungsinya dalam rangkaian listrik. Jika Anda memiliki pertanyaan, tanyakan di komentar di bawah artikel!

Bahan terkait:

• Cara menyolder komponen radio dari papan
• Cara menggunakan multimeter - instruksi untuk boneka
• Cara menurunkan tegangan di jaringan

Suka(0)saya tidak suka(0)