Diodbrygga: enhet, funktionsprincip, syfte, kretsar

Definition

En diodbrygga är en kretslösning för att likrikta växelström. Ett annat namn är en helvågslikriktare. Den är byggd av halvledarlikriktardioder eller deras varianter - Schottky-dioder.

Broanslutningsschemat förutsätter närvaron av flera (för en enfaskrets - fyra) halvledardioder till vilka lasten är ansluten.

Den kan bestå av diskreta element lödda på ett kort, men på 2000-talet är anslutna dioder i ett separat paket vanligare. Utåt ser det ut som vilken annan elektronisk komponent som helst - benen tas bort från fallet med en viss standardstorlek för anslutning till spåren på det tryckta kretskortet.

Det är värt att notera att flera ventiler kombinerade i ett fall, som inte är anslutna enligt en bryggkrets, kallas diodaggregat.

Beroende på omfattning och anslutningsschema är diodbryggor:

• en fas;
• tre fas.

Beteckningen på diagrammet kan utföras i två versioner, vilka UGO att använda i ritningen beror på om bron är sammansatt av enskilda element eller en färdiggjord används.

Funktionsprincip

Låt oss förstå hur en diodbro fungerar. Till att börja med skickar dioder ström i en riktning. Likriktningen av växelspänningen sker på grund av diodernas ensidiga ledning. På grund av deras korrekta anslutning tillförs den negativa halvvågen av växelspänningen till lasten i form av en positiv. Med enkla ord vänder det den negativa halvvågen.

För enkelhetens skull och tydligheten kommer vi att överväga dess funktion med exemplet på en enfas fullvågslikriktare.

Principen för driften av kretsen är baserad på det faktum att dioderna leder ström i en riktning och är som följer:

• En alternerande sinusformad signal matas till diodbryggans ingång, till exempel 220V från en hushållsströmkälla (i anslutningsschemat är diodbryggans ingång betecknad som AC eller ~).
• Var och en av halvvågorna av sinusformad spänning (bilden nedan) passeras av ett par grindar placerade diagonalt på diagrammet.

Den positiva halvvågen passerar av dioderna VD1, VD3 och den negativa halvan - av VD2 och VD4. Du kan se signalen vid ingången och utgången av kretsen nedan.

En sådan signal kallas en likriktad rippelspänning. För att jämna ut det läggs ett filter med en kondensator till kretsen.

Viktigaste egenskaperna

Låt oss överväga de viktigaste egenskaperna hos halvledardioder. Latinska bokstäver anger sin beteckning i den engelskspråkiga tekniska dokumentationen (det så kallade databladet):

• V_rpm - topp eller maximal backspänning. När denna spänning överskrids förstörs pn-övergången irreversibelt.
• V_{r (rms)} - genomsnittlig backspänning. Normal för arbete, samma som U_arr i egenskaperna hos inhemska komponenter.
• jag_o - genomsnittlig likriktad ström, samma som I_NS från inrikes.
• jag_fsm - topplikriktad ström.
• V_fm - spänningsfall i framåtförspänning (i öppet ledande tillstånd) är vanligtvis 0,6-0,7V, och mer för högströmsmodeller.

När du reparerar elektronisk utrustning och strömförsörjning eller designar dem frågar nybörjare: hur väljer man rätt diodbro?

I det här fallet kommer de viktigaste parametrarna för dig att vara omvänd spänning och ström. Till exempel, för att välja en 220V diodbrygga, måste du titta på modeller med en nominell spänning större än 400V och den erforderliga strömmen, till exempel KBPC106 (eller 108, 110). Dess tekniska egenskaper:

• maximal likriktad ström - 3A;
• toppström (kortvarig) - 50A;
• omvänd spänning - 600V (800V, 1000V för KBPC108 respektive 110).

Kom ihåg dessa egenskaper och du kan enkelt bestämma vilket alternativ du ska välja från katalogen.

Likriktarkretsar

Likriktande ström i nätaggregat är huvudsyftet; bland andra komponenter i kretsen kan ett ingångsfilter urskiljas, som är anslutet efter likriktaren - det är utformat för att jämna ut krusningar. Låt oss ta en närmare titt på denna fråga!

Först och främst är det värt att notera att en diodbrygga kallas en enfas likriktarkrets med 4 dioder eller en trefas en av 6. Men amatörer hänvisar ofta till detta som en mittpunktslikriktarkrets.

I en helvågslikriktare tillförs två halvvågor till lasten och i en halvvågslikriktare en.

För att undvika förvirring, låt oss förstå terminologin.

Nedan ser du en enfas helvågskrets, dess korrekta namn är "Gretz-krets", det är denna som oftast menas under namnet "diodbrygga".

Larionovs krets är en trefas diodbrygga, utgången är en fullvågssignal. Dioderna i den sänder halvvågor, öppnar sig mot linjespänning, dvs. växelvis: övre fas A-diod och nedre fas B-diod, övre fas B och nedre fas C osv.

För fullständighetens skull bör du tala om andra växelspänningslikriktarkretsar.

Halvvågslikriktare av 1 diod kopplad i serie med lasten. Den används i ballastströmförsörjning, lågeffekts miniatyrströmförsörjning, såväl som i enheter som inte kräver krusningskoefficienten. Endast en halvvåg tillförs lasten.

Helvåg med en mittpunkt - det här är vad som felaktigt kallas en brygga med 2 dioder. Här leder endast en diod varje halvvåg. Dess fördel är högre effektivitet än Gretz-kretsen, på grund av det mindre antalet halvledargrindar. Dess användning kompliceras dock av det faktum att en transformator med mittpunktsuttag behövs, vilket återspeglas i det schematiska diagrammet. Den kan inte användas för att likrikta 220V nätspänningen.

Likriktare tillverkad av Schottky-enheter. Används för att byta strömförsörjning, eftersom Schottky-dioder har kortare omvänd återhämtningstid, liten barriärkapacitans (snabbare övergång från öppet till stängt tillstånd) och lågt framåtspänningsfall (mindre förluster). Oftast finns Schottkies i sammansättningar, med en gemensam anod eller katod, som visas i figuren nedan.

Därför krävs flera enheter för att montera bryggkretsen. Nedan är ett exempel på 3 vanliga katod Schottky-aggregat.

Av 4 enheter med en gemensam katod. Den skiljer sig från den föregående genom att den tål en högre ström, med samma komponenter, eftersom Schottkys är parallellkopplade i den.

Av de 2 Schottky-aggregaten, en med gemensam anod och en med gemensam katod. Lära om vad är anod och katod, kan du i vår separata artikel.

Hur man löder och ansluter

Det är inte svårt att studera och känna till kretsarna, de största svårigheterna uppstår när en nybörjare bestämmer sig för att löda en diodbro med sina egna händer. För att löda en likriktare av 4 sovjetiska kopior av typen kd202, använd illustrationen nedan.

För att montera en diodbrygga från moderna diskreta dioder som lågeffekt 1n4007 (och andra - de ser alla likadana ut och skiljer sig bara i storlek), titta noga på följande illustration.

Men om du inte monterar den från separata delar utan använder en färdig bro, se nedan hur du korrekt ansluter den till kretsen.

Nybörjare kommer också att vara intresserade av att titta på en video om hur man gör en enkel 12V strömförsörjning:

Omfattning och syfte

Oftast används diodbryggor i strömförsörjning. I transformatorströmförsörjning är de anslutna till transformatorns sekundärlindning

I impulsströmförsörjning - till ingången på 220V-nätverket. I det här fallet drivs den elektroniska styrkretsen och UPS-enhetens strömkrets från en likriktad och utjämnad (inte alltid) nätspänning (når cirka 300-310 volt).

Det finns en högfrekvent växelspänning vid terminalerna på sekundärlindningen på strömförsörjningen. För att räta ut det installeras enheter av dubbla Schottky-dioder. I detta avseende används ofta en mittpunktslikriktarkrets.

I bilar och motorcyklar används trefasiga diodbroar, monterade enligt Larionov-schemat med tre extra ventiler, eftersom en trefas används för att driva nätverket ombord generator. Bron i generatorn är gjord i form av en cirkelsektor och är installerad på dess bakre del.

Undantaget är vissa moderna Toyota-bilar och andra märken, de använder en 6-fas generator för att implementera en tolv-puls likriktarkrets med 12 ventiler. Detta för att minska rippel och öka utströmmen.

Verifieringsmetoder

En multimeter i diodtestläge är bäst för att testa en diodbrygga.

För att göra detta måste du ringa ingångens kortslutning, sedan utgången (diodbryggan måste lödas ut).

Utan att löda direkt på kortet kan du mäta spänningsfallet över diodövergångarna. För att göra detta måste du bestämma pinouten på bron, vanligtvis anges det direkt på fallet, som vi diskuterade ovan.

Multimeterskärmen ska visa siffror i framåtriktningen i intervallet 500-800 mV och omvänt - över 1500 och till oändlighet (beroende på den specifika komponenten och mätanordningen). Detsamma kan göras i Ohmmeter-läge, som visas i figuren nedan.

Denna process beskrivs mer i detalj i artikeln "hur man kontrollerar en diodbrygga", Där vi, förutom testmetoden, också pratade om symtomen på ett fel. Kolla också in videon om hur man testar en enfaslikriktare och diodbrygga i en bilgenerator:

Detta avslutar vår detaljerade förklaring. Vi hoppas att du nu förstår vad en diodbrygga är till för och vad den gör i en elektrisk krets. Om du har några frågor, ställ dem i kommentarerna under artikeln!

Relaterat material:

• Hur man löder radiokomponenter från kort
• Hur man använder en multimeter - instruktioner för dummies
• Hur man sänker spänningen i nätet

Tycka om(0)jag gillar inte(0)