Diódový mostík: zariadenie, princíp činnosti, účel, obvody

Definícia

Diódový mostík je obvodové riešenie na usmernenie striedavého prúdu. Ďalším názvom je usmerňovač s plnou vlnou. Je postavený z polovodičových usmerňovačov diód alebo ich odrôd - Schottkyho diódy.

Schéma pripojenia mostíka predpokladá prítomnosť niekoľkých (pre jednofázový obvod - štyri) polovodičových diód, ku ktorým je pripojená záťaž.

Môže pozostávať z diskrétnych prvkov spájkovaných na doske, ale v 21. storočí sú bežnejšie spojené diódy v samostatnom obale. Navonok to vyzerá ako každá iná elektronická súčiastka - nohy sú odstránené z puzdra určitej štandardnej veľkosti na pripojenie k dráham dosky plošných spojov.

Stojí za zmienku, že niekoľko ventilov kombinovaných v jednom kryte, ktoré nie sú spojené podľa mostíkového obvodu, sa nazývajú diódové zostavy.

V závislosti od rozsahu a schémy zapojenia sú diódové mostíky:

• jednofázový;
• trojfázový.

Označenie na schéme môže byť vykonané v dvoch verziách, ktoré UGO použiť na výkrese závisí od toho, či je most zostavený z jednotlivých prvkov alebo je použitý hotový.

Princíp fungovania

Poďme pochopiť, ako funguje diódový mostík. Na začiatok diódy prechádzajú prúdom v jednom smere. K usmerneniu striedavého napätia dochádza v dôsledku jednostranného vedenia diód. Vďaka ich správnemu zapojeniu sa záporná polvlna striedavého napätia privádza do záťaže vo forme kladnej. Jednoducho povedané, obráti negatívnu polvlnu.

Pre jednoduchosť a prehľadnosť zvážime jeho prevádzku na príklade jednofázového celovlnného usmerňovača.

Princíp činnosti obvodu je založený na skutočnosti, že diódy vedú prúd v jednom smere a je nasledovný:

• Na vstup diódového mostíka je privádzaný striedavý sínusový signál, napríklad 220 V z domáceho napájacieho zdroja (v schéme zapojenia je vstup diódového mostíka označený ako AC alebo ~).
• Každá z polvln sínusového napätia (obrázok nižšie) prechádza dvojicou brán umiestnených diagonálne na diagrame.

Kladnou polvlnou prechádzajú diódy VD1, VD3 a zápornou polovicou - VD2 a VD4. Nižšie môžete vidieť signál na vstupe a výstupe obvodu.

Takýto signál sa nazýva usmernené napätie zvlnenia. Na jeho vyhladenie je do obvodu pridaný filter s kondenzátorom.

Hlavné charakteristiky

Uvažujme o hlavných charakteristikách polovodičových diód. Latinské písmená uvádzajú svoje označenie v anglickej technickej dokumentácii (tzv. Datasheet):

• V_ot./min - špičkové alebo maximálne spätné napätie. Pri prekročení tohto napätia sa pn prechod nenávratne zničí.
• V_{r (rms)} - priemerné spätné napätie. Normálne pre prácu, rovnako ako U_arr v charakteristikách domácich komponentov.
• ja_o - priemerný usmernený prúd, rovnaký ako I_NS z domácich.
• ja_fsm - špičkový usmernený prúd.
• V_fm - pokles napätia v predpätí (v otvorenom vodivom stave) je zvyčajne 0,6-0,7V a viac pre modely s vysokým prúdom.

Pri opravách elektronických zariadení a napájacích zdrojov alebo ich navrhovaní sa začiatočníci pýtajú: ako si vybrať správny diódový mostík?

V tomto prípade budú pre vás najdôležitejšie parametre spätného napätia a prúdu. Napríklad, ak chcete vybrať diódový mostík 220 V, musíte sa pozrieť na modely s menovitým napätím vyšším ako 400 V a požadovaným prúdom, napríklad KBPC106 (alebo 108, 110). Jeho technické vlastnosti:

• maximálny usmernený prúd - 3A;
• špičkový prúd (krátkodobý) - 50A;
• spätné napätie - 600V (800V, 1000V pre KBPC108 a 110, v tomto poradí).

Zapamätajte si tieto vlastnosti a môžete ľahko určiť, ktorú možnosť si z katalógu vybrať.

Usmerňovacie obvody

Hlavným účelom je usmernenie prúdu v napájacích zdrojoch, medzi ostatnými komponentmi obvodu je možné rozlíšiť vstupný filter, ktorý je pripojený za usmerňovačom - je určený na vyhladenie zvlnenia. Poďme sa na túto problematiku pozrieť bližšie!

V prvom rade stojí za zmienku, že diódový mostík sa nazýva jednofázový usmerňovací obvod so 4 diódami alebo trojfázový zo 6 diód. Ale amatéri to často označujú ako obvod stredového usmerňovača.

V celovlnnom usmerňovači sa do záťaže privádzajú dve polvlny a v polvlnnom usmerňovači jedna.

Aby sme sa vyhli nejasnostiam, pochopme terminológiu.

Nižšie vidíte jednofázový celovlnný obvod, jeho správny názov je "Gretzov obvod", práve ten sa najčastejšie myslí pod názvom "diódový mostík".

Larionovov obvod je trojfázový diódový mostík, výstupom je celovlnný signál. Diódy v ňom prenášajú polvlny, otvárajú sa do sieťové napätie, t.j. striedavo: horná dióda fázy A a dióda spodnej fázy B, horná fáza B a spodná fáza C atď.

Pre úplnosť by ste mali hovoriť o iných obvodoch usmerňovača striedavého napätia.

Polvlnný usmerňovač s 1 diódou zapojenou do série so záťažou. Používa sa v predradných zdrojoch, miniatúrnych zdrojoch s nízkym výkonom, ako aj v zariadeniach nenáročných na koeficient zvlnenia. Do záťaže sa privádza len jedna polvlna.

Celá vlna so stredom - to je to, čo sa mylne nazýva most 2 diód. Tu vedie každú polvlnu iba jedna dióda. Jeho výhodou je vyššia účinnosť ako u Gretzovho obvodu, kvôli menšiemu počtu polovodičových hradel. Jeho použitie je však komplikované skutočnosťou, že je potrebný transformátor so stredovým odbočením, čo sa odráža v schematickom diagrame. Nedá sa použiť na usmernenie sieťového napätia 220V.

Usmerňovač vyrobený zo Schottkyho zostáv. Používa sa v spínaných zdrojoch napájania, pretože Schottkyho diódy majú kratší čas spätného zotavenia, malé bariérová kapacita (rýchlejší prechod z otvoreného do uzavretého stavu) a nízky pokles napätia v priepustnom smere (menej straty). Najčastejšie sa Schottkies nachádzajú v zostavách so spoločnou anódou alebo katódou, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Preto je na zostavenie mostíkového okruhu potrebných niekoľko zostáv. Nižšie je uvedený príklad 3 zostáv Schottkyho spoločnej katódy.

Zo 4 zostáv so spoločnou katódou. Od predošlého sa líši tým, že znesie aj vyšší prúd, pri rovnakých súčiastkach, pretože Schottkyho sú v ňom zapojené paralelne.

Z 2 Schottkyho zostáv jedna so spoločnou anódou a jedna so spoločnou katódou. Dozvedieť sa o čo je anóda a katóda, môžete v našom samostatnom článku.

Ako spájkovať a spájať

Nie je ťažké študovať a poznať obvody, hlavné ťažkosti vznikajú, keď sa začiatočník rozhodne spájkovať diódový mostík vlastnými rukami. Na spájkovanie usmerňovača 4 sovietskych kópií typu kd202 použite nasledujúci obrázok.

Ak chcete zostaviť diódový mostík z moderných diskrétnych diód, ako je nízkoenergetický 1n4007 (a iné - všetky vyzerajú rovnako a líšia sa iba veľkosťou), pozorne si pozrite nasledujúci obrázok.

Ak ho však nezostavíte zo samostatných častí, ale použijete hotový mostík, nižšie si pozrite, ako ho správne pripojiť k okruhu.

Začiatočníci budú mať tiež záujem sledovať video o tom, ako vytvoriť jednoduchý 12V zdroj:

Rozsah a účel

Najčastejšie sa v napájacích zdrojoch používajú diódové mostíky. V transformátorových zdrojoch sú pripojené k sekundárnemu vinutiu transformátora

V impulzných zdrojoch - na sieťový vstup 220V. V tomto prípade sú elektronický riadiaci obvod a napájací obvod UPS napájané z usmerneného a vyhladeného (nie vždy) sieťového napätia (dosahuje asi 300-310 voltov).

Na svorkách sekundárneho vinutia spínaného zdroja je vysokofrekvenčné striedavé napätie. Na jeho vyrovnanie sú inštalované zostavy dvojitých Schottkyho diód. V tomto ohľade sa často používa stredový rektifikačný obvod.

V automobiloch a motocykloch sa používajú trojfázové diódové mostíky zostavené podľa Larionovovej schémy s tri prídavné ventily, pretože na napájanie palubnej siete sa používa trojfázový generátor. Most v generátore je vyrobený vo forme sektora kruhu a je inštalovaný na jeho zadnej časti.

Výnimkou sú niektoré moderné automobily Toyota a iné značky, tie využívajú 6-fázový generátor na implementáciu dvanásťpulzného rektifikačného obvodu s 12 ventilmi. Ide o zníženie zvlnenia a zvýšenie výstupného prúdu.

Metódy overovania

Na testovanie diódového mostíka je najlepší multimeter v režime testovania diód.

Aby ste to urobili, musíte zazvoniť na vstupnom skrate, potom na výstupe (diódový mostík musí byť zaspájkovaný).

Bez spájkovania priamo na doske môžete merať pokles napätia na prechodoch diód. Aby ste to dosiahli, musíte určiť pinout mosta, zvyčajne je to uvedené priamo na puzdre, o ktorom sme hovorili vyššie.

Na obrazovke multimetra by sa mali zobrazovať čísla v predpätí v rozsahu 500-800 mV a v opačnom smere - nad 1500 a do nekonečna (v závislosti od konkrétneho komponentu a meracieho zariadenia). To isté možno urobiť v režime Ohmmeter, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Tento proces je podrobnejšie opísaný v článku "ako skontrolovať diódový mostík“, Kde sme okrem testovacej metódy hovorili aj o príznakoch poruchy. Pozrite si aj video o tom, ako otestovať jednofázový usmerňovač a diódový mostík generátora auta:

Týmto končíme naše podrobné vysvetlenie. Dúfame, že teraz je vám jasné, na čo slúži diódový mostík a čo robí v elektrickom obvode. Ak máte nejaké otázky, opýtajte sa ich v komentároch pod článkom!

Súvisiace materiály:

• Ako spájkovať rádiové komponenty z dosiek
• Ako používať multimeter - návod pre figuríny
• Ako znížiť napätie v sieti

Páči sa mi to(0)nemám rád(0)