Diodisilta: laite, toimintaperiaate, tarkoitus, piirit

Määritelmä

Diodisilta on piiriratkaisu vaihtovirran tasasuuntaamiseen. Toinen nimi on täysaaltotasasuuntaaja. Se on rakennettu puolijohdetasasuuntaajadiodeista tai niiden lajikkeista - Schottky-diodeista.

Siltakytkentäkaavio olettaa, että on olemassa useita (yksivaiheiselle piirille - neljä) puolijohdediodia, joihin kuorma on kytketty.

Se voi koostua levylle juotetuista erillisistä elementeistä, mutta 2000-luvulla erillisessä paketissa kytketyt diodit ovat yleisempiä. Ulkoisesti se näyttää samalta kuin mikä tahansa muu elektroninen komponentti - jalat poistetaan tietyn vakiokoon kotelosta painetun piirilevyn raitoihin kytkemistä varten.

On syytä huomata, että useita yhteen koteloon yhdistettyjä venttiileitä, joita ei ole kytketty siltapiirin mukaan, kutsutaan diodikokoonpanoiksi.

Laajuudesta ja kytkentäkaaviosta riippuen diodisillat ovat:

• yksivaihe;
• kolmivaiheinen.

Kaavion merkintä voidaan tehdä kahdessa versiossa, mitä UGO: ta piirustuksessa käytetään, riippuu siitä, kootaanko silta yksittäisistä elementeistä vai käytetäänkö sitä valmiina.

Toimintaperiaate

Ymmärretään kuinka diodisilta toimii. Aluksi diodit kuljettavat virtaa yhteen suuntaan. Vaihtojännitteen tasasuuntaus johtuu diodien yksipuolisesta johtumisesta. Niiden oikean kytkennän ansiosta vaihtojännitteen negatiivinen puoliaalto syötetään kuormaan positiivisena. Yksinkertaisesti sanottuna se kääntää negatiivisen puoliaallon.

Yksinkertaisuuden ja selkeyden vuoksi tarkastelemme sen toimintaa käyttämällä esimerkkiä yksivaiheisesta täysaaltotasasuuntaajasta.

Piirin toimintaperiaate perustuu siihen, että diodit johtavat virtaa yhteen suuntaan ja on seuraava:

• Diodisillan tuloon syötetään vaihtuva sinimuotoinen signaali, esimerkiksi 220 V kotitalousvirtalähteestä (kytkentäkaaviossa diodisillan tulo on merkitty AC tai ~).
• Kukin sinimuotoisen jännitteen puoliaalloista (kuva alla) kulkee kaaviossa vinosti sijoitettujen hilaparien kautta.

Positiivisen puoliaallon välittävät diodit VD1, VD3 ja negatiivisen puolikkaan - VD2 ja VD4. Näet signaalin alla olevan piirin tulossa ja lähdössä.

Tällaista signaalia kutsutaan tasasuuntautuneeksi aaltoilujännitteeksi. Sen tasoittamiseksi piiriin lisätään kondensaattorilla varustettu suodatin.

Pääasialliset tunnusmerkit

Tarkastellaan puolijohdediodien pääominaisuuksia. Latinalaiset kirjaimet antavat nimensä englanninkielisessä teknisessä dokumentaatiossa (ns. Datasheet):

• V_rpm - huippu- tai maksimikäänteinen jännite. Kun tämä jännite ylittyy, pn-liitos tuhoutuu peruuttamattomasti.
• V_{r (rms)} - keskimääräinen käänteinen jännite. Normaali työhön, sama kuin U_arr kotimaisten komponenttien ominaisuuksissa.
• minä_o - keskimääräinen tasasuuntautunut virta, sama kuin minä_NS kotimaisesta.
• minä_fsm - huipputasasuunnattu virta.
• V_fm - jännitehäviö eteenpäin biasissa (avoin johtavassa tilassa) on yleensä 0,6-0,7 V ja enemmän suurvirtamalleissa.

Kun korjaat elektronisia laitteita ja virtalähteitä tai suunnittelemme niitä, aloittelijat kysyvät: kuinka valita oikea diodisilta?

Tässä tapauksessa tärkeimmät parametrit ovat käänteinen jännite ja virta. Esimerkiksi 220 V: n diodisillan valitsemiseksi sinun on tarkasteltava malleja, joiden nimellisjännite on yli 400 V ja vaadittu virta, esimerkiksi KBPC106 (tai 108, 110). Sen tekniset ominaisuudet:

• suurin tasasuuntautunut virta - 3A;
• huippuvirta (lyhytaikainen) - 50A;
• käänteinen jännite - 600 V (800 V, 1000 V KBPC108:lle ja 110:lle).

Muista nämä ominaisuudet ja voit helposti päättää, minkä vaihtoehdon valitset luettelosta.

Tasasuuntaajan piirit

Virran tasasuuntaus virtalähteissä on päätarkoitus, piirin muiden osien joukossa voidaan erottaa tulosuodatin, joka on kytketty tasasuuntaajan jälkeen - se on suunniteltu tasoittamaan aaltoilua. Katsotaanpa tätä asiaa tarkemmin!

Ensinnäkin on syytä huomata, että diodisiltaa kutsutaan yksivaiheiseksi tasasuuntauspiiriksi, jossa on 4 diodia tai kolmivaiheiseksi 6 diodista. Mutta amatöörit kutsuvat tätä usein keskipisteen tasasuuntaajan piiriksi.

Täysaaltotasasuuntaajassa kuormaan syötetään kaksi puoliaaltoa ja puoliaaltotasasuuntaajassa yksi.

Sekaannusten välttämiseksi on ymmärrettävä terminologia.

Alla näet yksivaiheisen täysaaltopiirin, sen oikea nimi on "Gretz-piiri", sitä tarkoitetaan useimmiten nimellä "diodisilta".

Larionovin piiri on kolmivaiheinen diodisilta, lähtö on täysaaltosignaali. Siinä olevat diodit lähettävät puoliaaltoja, jotka avautuvat verkkojännite, eli Vaihtoehtoisesti: ylempi vaihe A diodi ja alempi vaihe B diodi, ylempi vaihe B ja alempi vaihe C jne.

Täydellisyyden vuoksi kannattaa puhua muista AC-jännitteen tasasuuntaajan piireistä.

Puoliaaltotasasuuntaaja, jossa 1 diodi kytketty sarjaan kuorman kanssa. Sitä käytetään liitäntälaiteteholähteissä, pienitehoisissa miniatyyriteholähteissä sekä laitteissa, jotka eivät vaadi aaltoilukerrointa. Kuormaan syötetään vain yksi puoliaalto.

Täysaalto keskipisteellä - tätä kutsutaan virheellisesti 2 diodin sillaksi. Tässä vain yksi diodi johtaa kutakin puoliaaltoa. Sen etuna on suurempi hyötysuhde kuin Gretz-piirillä, koska puolijohdeportit ovat pienemmät. Sen käyttöä vaikeuttaa kuitenkin se, että tarvitaan muuntaja, jossa on keskipistehana, mikä näkyy kaaviossa. Sitä ei voi käyttää 220 V verkkojännitteen tasasuuntaamiseen.

Tasasuuntaaja Schottky-kokoonpanoista. Käytetään hakkuriteholähteissä, koska Schottky-diodeissa on vähemmän käänteistä palautumisaikaa, pieni sulkukapasitanssi (nopeampi siirtyminen avoimesta tilasta kiinni) ja alhainen myötäjännitehäviö (vähemmän tappiot). Useimmiten Schottkies löytyy kokoonpanoista, joissa on yhteinen anodi tai katodi, kuten alla olevassa kuvassa näkyy.

Siksi siltapiirin kokoamiseen tarvitaan useita kokoonpanoja. Alla on esimerkki kolmesta yleisestä Schottky-katodikokoonpanosta.

4 kokoonpanoa yhteisellä katodilla. Se eroaa edellisestä siinä, että se kestää suurempaa virtaa samoilla komponenteilla, koska Schottkyt on kytketty siihen rinnan.

Kahdesta Schottky-kokoonpanosta toisessa on yhteinen anodi ja toisessa yhteinen katodi. Ota selvää mikä on anodi ja katodi, voit erillisessä artikkelissamme.

Kuinka juottaa ja liittää

Piirien tutkiminen ja tunteminen ei ole vaikeaa, suurimmat vaikeudet syntyvät, kun aloittelija päättää juottaa diodisillan omin käsin. Käytä alla olevaa kuvaa juottaaksesi neljän kd202-tyypin Neuvostoliiton tasasuuntaajan.

Kun haluat koota diodisillan nykyaikaisista erillisistä diodeista, kuten pienitehoisista 1n4007-diodeista (ja muista - ne kaikki näyttävät samalta ja eroavat vain koosta), katso huolellisesti seuraavaa kuvaa.

Mutta jos et kokoa sitä erillisistä osista, vaan käytät valmista siltaa, katso alla, kuinka se liitetään oikein piiriin.

Aloittelijat ovat myös kiinnostuneita katsomaan videota yksinkertaisen 12 V virtalähteen tekemisestä:

Laajuus ja tarkoitus

Useimmiten diodisiltoja käytetään virtalähteissä. Muuntajan teholähteissä ne on kytketty muuntajan toisiokäämiin

Impulssivirtalähteissä - 220 V verkkotuloon. Tässä tapauksessa UPS: n elektroninen ohjauspiiri ja virtapiiri saavat virtaa tasasuuntautuneesta ja tasoittetusta (ei aina) verkkojännitteestä (noin 300-310 volttia).

Hakkuriteholähteen toisiokäämin liittimissä on suurtaajuinen vaihtojännite. Sen suoristamiseksi asennetaan kaksinkertaiset Schottky-diodit. Tässä suhteessa käytetään usein keskipisteen tasasuuntauspiiriä.

Autoissa ja moottoripyörissä käytetään kolmivaiheisia diodisiltoja, jotka on koottu Larionovin kaavion mukaan kolme lisäventtiiliä, koska kolmivaiheista virtaa käytetään junaverkkoon generaattori. Generaattorissa oleva silta on tehty ympyrän sektorin muotoon ja asennettu sen takaosaan.

Poikkeuksena ovat jotkin nykyaikaiset Toyota-autot ja muut merkit, ne käyttävät 6-vaiheista generaattoria toteuttamaan 12 venttiilin kahdentoista pulssin tasasuuntauspiirin. Tämä vähentää aaltoilua ja lisää lähtövirtaa.

Varmistusmenetelmät

Dioditestitilassa oleva yleismittari on paras diodisillan testaamiseen.

Tätä varten sinun on soitettava tulooikosulku ja sitten lähtö (diodisilta on juotettava ulos).

Ilman juottamista suoraan levylle, voit mitata jännitehäviön diodiliitoksissa. Tätä varten sinun on määritettävä sillan nasta, yleensä se ilmoitetaan suoraan kotelossa, josta keskustelimme edellä.

Yleismittarin näytössä tulee näyttää numerot eteenpäin suunnassa välillä 500-800 mV ja taaksepäin - yli 1500 ja äärettömään (riippuen tietystä komponentista ja mittalaitteesta). Sama voidaan tehdä ohmimittaritilassa alla olevan kuvan mukaisesti.

Tämä prosessi on kuvattu yksityiskohtaisemmin artikkelissa "kuinka tarkistaa diodisilta", Missä testimenetelmän lisäksi puhuimme myös toimintahäiriön oireista. Katso myös video autogeneraattorin yksivaiheisen tasasuuntaajan ja diodisillan testaamisesta:

Tämä päättää yksityiskohtaisen selityksen. Toivomme, että nyt on tullut selväksi, mitä varten diodisilta on tarkoitettu ja mitä se tekee sähköpiirissä. Jos sinulla on kysyttävää, kysy ne artikkelin alla olevissa kommenteissa!

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

• Kuinka juottaa radiokomponentteja levyistä
• Yleismittarin käyttö - ohjeet nukkeille
• Kuinka alentaa jännitettä verkossa

Kuten(0)en pidä(0)