Diodebro: enhet, operasjonsprinsipp, formål, kretser

Definisjon

En diodebro er en kretsløsning for å likerette vekselstrøm. Et annet navn er en fullbølge likeretter. Den er bygget av halvleder likeretterdioder eller deres varianter - Schottky-dioder.

Broforbindelsesskjemaet antar tilstedeværelsen av flere (for en enfasekrets - fire) halvlederdioder som lasten er koblet til.

Den kan bestå av diskrete elementer loddet på et brett, men i det 21. århundre er tilkoblede dioder i en egen pakke mer vanlig. Utad ser det ut som enhver annen elektronisk komponent - ben fjernes fra etuiet med en viss standardstørrelse for tilkobling til sporene til det trykte kretskortet.

Det er verdt å merke seg at flere ventiler kombinert i ett hus, som ikke er koblet i henhold til en brokrets, kalles diodesammenstillinger.

Avhengig av omfang og koblingsskjema er diodebroer:

• enkel fase;
• trefase.

Betegnelsen på diagrammet kan utføres i to versjoner, som UGO å bruke i tegningen avhenger av om broen er satt sammen av individuelle elementer eller en ferdig laget.

Driftsprinsipp

La oss forstå hvordan en diodebro fungerer. Til å begynne med sender dioder strøm i én retning. Rettingen av vekselspenningen skjer på grunn av den ensidige ledningen av diodene. På grunn av deres korrekte tilkobling tilføres den negative halvbølgen til vekselspenningen til lasten i form av en positiv. Med enkle ord snur den den negative halvbølgen.

For enkelhets skyld og klarhet vil vi vurdere driften ved å bruke eksemplet på en enfaset fullbølgelikeretter.

Prinsippet for drift av kretsen er basert på det faktum at diodene leder strøm i en retning og er som følger:

• Et vekslende sinusformet signal leveres til inngangen til diodebroen, for eksempel 220V fra en husholdningsstrømforsyning (i koblingsskjemaet er inngangen til diodebroen betegnet som AC eller ~).
• Hver av halvbølgene med sinusformet spenning (figur nedenfor) passeres av et par porter plassert diagonalt på diagrammet.

Den positive halvbølgen passeres av diodene VD1, VD3, og den negative halvdelen - av VD2 og VD4. Du kan se signalet ved inngangen og utgangen til kretsen nedenfor.

Et slikt signal kalles en likerettet krusningsspenning. For å jevne ut det, legges et filter med en kondensator til kretsen.

Hovedtrekk

La oss vurdere hovedegenskapene til halvlederdioder. Latinske bokstaver gir sin betegnelse i den engelskspråklige tekniske dokumentasjonen (det såkalte databladet):

• V_rpm - topp eller maksimal reversspenning. Når denne spenningen overskrides, blir pn-krysset irreversibelt ødelagt.
• V_{r (rms)} - gjennomsnittlig reversspenning. Normal for jobb, samme som U_arr i egenskapene til husholdningskomponenter.
• Jeg_o - gjennomsnittlig likerettet strøm, det samme som I_NS fra innenlands.
• Jeg_fsm - topp likerettet strøm.
• V_fm - spenningsfall i forspenning (i åpen ledende tilstand) er vanligvis 0,6-0,7V, og mer for høystrømsmodeller.

Når du reparerer elektronisk utstyr og strømforsyninger eller designer dem, spør nybegynnere: hvordan velge riktig diodebro?

I dette tilfellet vil de viktigste parametrene for deg være omvendt spenning og strøm. For eksempel, for å velge en 220V diodebro, må du se på modeller med en nominell spenning større enn 400V og den nødvendige strømmen, for eksempel KBPC106 (eller 108, 110). Dens tekniske egenskaper:

• maksimal likrettet strøm - 3A;
• toppstrøm (kortsiktig) - 50A;
• reversspenning - 600V (800V, 1000V for henholdsvis KBPC108 og 110).

Husk disse egenskapene, og du kan enkelt bestemme hvilket alternativ du skal velge fra katalogen.

Likeretterkretser

Rettingsstrøm i strømforsyninger er hovedformålet; blant andre komponenter i kretsen kan det skilles ut et inngangsfilter som er koblet til etter likeretteren - det er designet for å jevne ut krusninger. La oss se nærmere på denne saken!

Først av alt er det verdt å merke seg at en diodebro kalles en enfaset likeretterkrets med 4 dioder eller en trefaset på 6. Men amatører refererer ofte til dette som en midtpunkt likeretterkrets.

I en helbølge likeretter tilføres to halvbølger til lasten, og i en halvbølge likeretter en.

For å unngå forvirring, la oss forstå terminologien.

Nedenfor ser du en enfaset fullbølgekrets, dens korrekte navn er "Gretz-krets", det er denne som oftest menes under navnet "diodebro".

Larionovs krets er en trefaset diodebro, utgangen er et fullbølgesignal. Diodene i den sender halvbølger, åpner til linjespenning, dvs. vekselvis: øvre fase A-diode og nedre fase B-diode, øvre fase B og nedre fase C osv.

For fullstendighetens skyld bør du snakke om andre AC-spenningslikeretterkretser.

Halvbølge likeretter av 1 diode koblet i serie med lasten. Den brukes i ballaststrømforsyninger, miniatyrstrømforsyninger med lav effekt, så vel som i enheter som er lite krevende for krusningskoeffisienten. Kun en halvbølge tilføres lasten.

Fullbølge med et midtpunkt - dette er det som feilaktig kalles en bro med 2 dioder. Her leder kun én diode hver halvbølge. Fordelen er høyere effektivitet enn Gretz-kretsen, på grunn av det mindre antallet halvlederporter. Imidlertid er bruken komplisert av det faktum at det er nødvendig med en transformator med et midtpunktkran, noe som gjenspeiles i det skjematiske diagrammet. Den kan ikke brukes til å rette opp 220V nettspenning.

Likeretter laget av Schottky-montasjer. Brukes til å bytte strømforsyning, fordi Schottky-dioder har mindre reverseringstid, liten barrierekapasitans (raskere overgang fra åpen til lukket tilstand) og lavt spenningsfall fremover (mindre tap). Oftest finnes Schottkies i sammenstillinger, med en felles anode eller katode, som vist i figuren nedenfor.

Derfor kreves det flere sammenstillinger for å sette sammen brokretsen. Nedenfor er et eksempel på 3 vanlige katode Schottky-enheter.

Av 4 enheter med felles katode. Den skiller seg fra den forrige ved at den tåler en høyere strøm, med de samme komponentene, fordi Schottkys er koblet parallelt i den.

Av de 2 Schottky-enhetene, en med felles anode og en med felles katode. Lære om hva er anode og katode, kan du i vår separate artikkel.

Hvordan lodde og koble til

Det er ikke vanskelig å studere og kjenne kretsene, hovedvanskene oppstår når en nybegynner bestemmer seg for å lodde en diodebro med egne hender. For å lodde en likeretter av 4 sovjetiske kopier av typen kd202, bruk illustrasjonen nedenfor.

For å sette sammen en diodebro fra moderne diskrete dioder som laveffekt 1n4007 (og andre - de ser alle like ut og er bare forskjellige i størrelse), se nøye på følgende illustrasjon.

Men hvis du ikke setter den sammen fra separate deler, men bruker en ferdig bro, så se nedenfor hvordan du kobler den riktig til kretsen.

Nybegynnere vil også være interessert i å se en video om hvordan man lager en enkel 12V strømforsyning:

Omfang og formål

Oftest brukes diodebroer i strømforsyninger. I transformatorstrømforsyninger er de koblet til sekundærviklingen til transformatoren

I impulsstrømforsyninger - til 220V nettinngang. I dette tilfellet drives den elektroniske kontrollkretsen og strømkretsen til UPS-en fra en utjevnet og jevnet (ikke alltid) nettspenning (når ca. 300-310 volt).

Det er en høyfrekvent vekselspenning ved terminalene til sekundærviklingen til byttestrømforsyningen. For å rette den ut, er det installert sammenstillinger av doble Schottky-dioder. I denne forbindelse brukes ofte en midtpunktsrettingskrets.

I biler og motorsykler brukes trefasede diodebroer, satt sammen i henhold til Larionov-skjemaet med tre ekstra ventiler, fordi en trefase brukes til å drive nettverket ombord generator. Broen i generatoren er laget i form av en sektor av en sirkel og er installert på dens bakre del.

Unntaket er noen moderne Toyota-biler og andre merker, de bruker en 6-fase generator for å implementere en tolv-puls likerettingskrets med 12 ventiler. Dette er for å redusere rippel og øke utgangsstrømmen.

Verifikasjonsmetoder

Et multimeter i diodetestmodus er best for å teste en diodebro.

For å gjøre dette må du ringe inngangskortslutningen, deretter utgangen (diodebroen må loddes ut).

Uten lodding direkte på brettet kan du måle spenningsfallet over diodekryssene. For å gjøre dette, må du bestemme pinouten til broen, vanligvis er det angitt direkte på saken, som vi diskuterte ovenfor.

Multimeterskjermen skal vise tall i foroverforspenningen i området 500-800 mV, og omvendt - over 1500 og til uendelig (avhengig av den spesifikke komponenten og måleenheten). Det samme kan gjøres i Ohmmeter-modus, som vist i figuren nedenfor.

Denne prosessen er beskrevet mer detaljert i artikkelen "hvordan sjekke en diodebro", Hvor vi i tillegg til testmetoden også snakket om symptomene på funksjonsfeil. Sjekk også ut videoen om hvordan du tester en enfaset likeretter og diodebro til en bilgenerator:

Dette avslutter vår detaljerte forklaring. Vi håper at det nå har blitt klart for deg hva en diodebro er for noe og hva den gjør i en elektrisk krets. Hvis du har spørsmål, spør dem i kommentarene under artikkelen!

Relatert materiale:

• Hvordan lodde radiokomponenter fra brett
• Hvordan bruke et multimeter - instruksjon for dummies
• Hvordan senke spenningen i nettet

Som(0)jeg liker ikke(0)