Диодный мост для чего нужен: Статьи ― Интернет магазин STARTER+ Генераторы & Стартеры

Зачем нужен диодный мост? — flagman-ug.ru

Диодный мост

Схема диодного моста

Одной из важнейших частей электронных приборов питающихся от сети переменного тока 220 вольт является так называемый диодный мост. Диодный мост – это одно из схемотехнических решений, на основе которого выполняется функция выпрямления переменного тока.

Как известно, для работы большинства приборов требуется не переменный ток, а постоянный. Поэтому возникает необходимость в выпрямлении переменного тока.

Например, в составе блока питания, о котором уже заходила речь на страницах сайта, присутствует однофазный полномостовый выпрямитель – диодный мост. На принципиальной схеме диодный мост изображается следующим образом.

Схема диодного моста

Это так называемый однофазный выпрямительный мост, один из нескольких типов выпрямителей, которые активно применяются в электронике. С его помощью производят двухполупериодное выпрямление переменного тока.

В железе это выглядит следующим образом.

Диодный мост из отдельных диодов S1J37

Схему эту придумал немецкий физик Лео Гретц, поэтому данное схемотехническое решение иногда называют «схема Гретца» или «мост Гретца». В электронике данная схема применяется в настоящее время повсеместно. С появлением дешёвых полупроводниковых диодов эту схему стали применять всё чаще и чаще. Сейчас ею уже никого не удивишь, но в эпоху радиоламп «мост Гретца» игнорировали, поскольку она требовала применения аж 4 ламповых диодов, которые стоили по тем временам довольно дорого.

Как работает диодный мост?

Пару слов о том, как работает диодный мост. Если на его вход (обозначен значком

«

») подать переменный ток, полярность которого меняется с определённой частотой (например, с частотой 50 герц, как в электросети), то на выходе (выводы «+» и «-») мы получим ток строго одной полярности. Правда, этот ток будет иметь пульсации. Частота их будет вдвое больше, чем частота переменного тока, который подаётся на вход.

Таким образом, если на вход диодного моста подать переменный ток электросети (частота 50 герц), то на выходе получим постоянный ток с пульсациями частотой 100 герц. Эти пульсации нежелательны и могут в значительной степени помешать работе электронной схемы.

Чтобы «убрать» пульсации необходимо применить фильтр. Простейший фильтр – это электролитический конденсатор достаточно большой ёмкости. Если взглянуть на принципиальные схемы блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных, то после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока.

Обозначение диодного моста на схеме.

На принципиальных схемах диодный мост может изображаться по-разному. Взгляните на рисунки ниже – всё это одна и та же схема, но изображена она по-разному. Думаю, теперь взглянув на незнакомую схему, вы с лёгкостью обнаружите его.

Диодная сборка.

Диодный мост во многих случаях обозначают на принципиальных схемах упрощённо. Например, вот так.

Обычно, такое изображение либо служить для того, чтобы упростить вид принципиальной схемы, либо для того, чтобы показать, что в данном случае применена диодная выпрямительная сборка.

Сборка диодного моста (или просто диодная сборка) – это 4 одинаковых по параметрам диода, которые соединены по схеме мостового выпрямителя и запакованы в один общий корпус. У такой сборки 4 вывода. Два служат для подключения переменного напряжения и обозначаются значком

«

». Иногда могут иметь обозначение AC (Alternating Current — переменный ток).

Оставшиеся два вывода имеют обозначения « + » и « — ». Это выход выпрямленного, пульсирующего напряжения (тока).

Диодная сборка выпрямительного моста является более технологичной деталью. Она занимает меньше места на печатной плате. Для робота-сборщика на заводе проще и быстрее установить одну монолитную деталь вместо четырёх. Ещё одним из плюсов такой сборки можно считать то, что при работе все диоды внутри неё находятся в одном тепловом режиме.

Также стоит отметить и то, что сборки, порой, стоят дешевле, чем четыре отдельных диода. Но и в бочке мёда должна быть ложка дёгтя. Минус диодных сборок в том, что если выходит из строя хотя бы один диод, то менять её придётся полностью. Поэтому не лишним будет научиться проверять диодный мост мультиметром.

Думаю понятно, что в случае отдельных диодов нужно просто заменить один неисправный диод, что, соответственно, обойдётся дешевле.

В реальности сборка диодного моста может выглядеть вот так.

Диодная сборка KBL02 на печатной плате

Диодная сборка RS607 на плате компьютерного блока питания

А вот так выглядит диодная сборка DB107S для поверхностного (SMD) монтажа.

Несмотря на свои малые размеры, сборка DB107S выдерживает прямой ток 1 A и обратное напряжение в 1000 V.

Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Поэтому их корпус конструктивно выполнен с возможностью крепления на радиатор. На фото – диодный мост KBPC2504, рассчитанный на прямой ток 25 ампер.

Естественно, любую мостовую сборку можно заменить 4-мя отдельными диодами, которые соответствуют нужным параметрам. Это бывает необходимо, когда нужной сборки нет под рукой.

Иногда это вводит новичков в замешательство. Как же правильно соединить диоды, если предполагается изготовление диодного моста из отдельных диодов? Ответ изображён на следующем рисунке.

Условное изображение диодного моста и диодной сборки

Как видим всё довольно просто. Чтобы понять, как нужно соединить диоды, нужно вписать в стороны ромба изображение диода.

На принципиальных схемах и печатных платах диодный мост могут обозначать по-разному. Если используются отдельные диоды, то рядом с ними просто указывается сокращённое обозначение –

VD, а рядом ставиться его порядковый номер в схеме. Например, вот так: VD1 – VD4. Иногда применяется обозначение VDS. Данное обозначение указывается обычно рядом с условным обозначением выпрямительного моста. Буква S в данном случае подразумевает, что это сборка. Также можно встретить обозначение BD.

Где применяется схема диодного моста?

Мостовая схема активно применяется практически в любой электронике, которая питается от однофазной электросети переменного тока (220 V): музыкальных центрах, DVD-проигрывателях, кинескопных и ЖК-телевизорах. . Да где его только нет! Кроме этого, он нашёл применение не только в трансформаторных блоках питания, но и в импульсных. Примером импульсного блока питания, в котором применяется данная схема, может служить рядовой компьютерный блок питания.

На его плате легко обнаружить либо выпрямительный мост из отдельных мощных диодов, либо одну диодную сборку.

Вы легко найдёте диодный мост на печатных платах электро-пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) или по-простому «балластах», а также в компактных люминесцентных лампах (КЛЛ).

В сварочных аппаратах можно обнаружить очень мощные диодные мосты, которые крепятся к теплоотводу. Это лишь несколько примеров того, где может применяться данное схемотехническое решение.

Диодный мост – что это такое?

Как мы знаем, в наших розетках протекает переменный электрический ток с напряжением в 220 вольт. Но как быть если нам нужно запитать низковольтный приемник, которому требуется постоянный ток? Если с напряжением все понятно – нам поможет трансформатор, то как сделать из переменного тока постоянный – вопрос.

В этой ситуации нам на помощь приходит такое устройство как выпрямитель.Это устройство содержится почти во всех электронных приборах, которые работает на постоянном токе, от сварочных полуавтоматов, до блоков питания. В статье мы рассмотрим классическую схему выпрямителя из четырех диодов, которая именуется выпрямительным диодным мостом.

Для чего нужен диодный мост

Как мы должны были понять, диодный мост нужен для того, чтобы сделать из переменного тока постоянный. Это устройство придумал немецкий ученый Леоц Гретц, второе название диодного моста – мостовая схема Гретца.

Принцип действия таков: на вход диодного моста подается переменный электрический ток, а на его выходах появляется постоянный пульсирующий ток. Частота пульсаций зависит от частоты переменного тока.

Если взять стандартное значение частоты для наших широт (50 Гц), то частота пульсаций постоянного тока будет равна 100 Гц. Для того, чтобы сгладить пульсации, ставиться конденсатор – это устройство будет полноценным выпрямителем.

Схема, которая рассматривается в данной статье, применяется в двухфазной сети. Для трехфазной сети применяется другие схемы, которые не будут рассмотрены в этой статье. Выполняется в виде четырех соединённых диодов или диодной сборки. Диодная сборка – это тот же диодный мост, только сделан в одном корпусе. У обоих вариантов исполнения есть свои плюсы и недостатки. Например, в случае неисправности одного из диодов, продеться заменить всю диодную сборку – это ее минус.

При подборе диодного моста или отдельных диодов для него, учитываются следующие характеристики:

• Обратное напряжение диодов;
• Обратный ток диодов;
• Длительно допустимый ток;
• Максимальная рабочая температура;
• Рабочая частота (актуально для высокочастотных приборов).

Это основные параметры, по которым подбираются диоды для самостоятельной сборки или диодные мосты. Все зависит от нагрузки, которую вы хотите запитать, но будь то блок питания или зарядное устройство, лучше взять с запасом, нежели впритык.

Это обезопасит ваше устройство. Бывают ситуации, когда диодный мост может сильно нагреваться или даже сгореть. Это происходит из-за высокого тока, которые проходя по диодам нагревает их, либо из-за плохого охлаждения, особенно в мощных устройствах.

Для лучшего охлаждения и профилактики сгораний диодного моста, рекомендуется использовать радиаторы, которые будут эффективно рассеивать тепло.

Диоды тоже имеют свое сопротивление и на каждом из них падает напряжение. Для высоковольтных аппаратов – это не существенные потери, но для низковольтных приемников (до 12 вольт) такие потери будут существенны.

В этой ситуации в место обычных диодов, в схеме применяется диоды Шоттки. На выпрямителе из таких диодов будет низкое падение напряжения, приемлемое для низковольтной аппаратуры.

Из-за особенностей диодов Шоттки, такие диодные мосты могут работать на сверхвысоких частотах. Но будьте осторожны, при малейшем превышении обратного напряжения, такие диоды выходят из строя.

Схема диодного моста

Как мы выяснили выше, схема диодного моста состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных по схеме Гретца. Такая схема еще называется двухполупериодным выпрямителем.

На принципиальных схемах диодный мост может обозначаться по-разному, либо как схема из четырех диодов, либо как один большой диод в ромбике. Суть его от этого не меняется, вот несколько примеров:

А вот так обозначается выпрямитель со сглаживающим конденсатором:

Как работает диодный мост

Принцип работы диодного моста достаточно прост. Переменный ток имеет две полуволны: положительную отрицательную. Каждое плечо (2 диода) выпрямляют свою полуволну, в то время как второе плечо блокирует протекание тока в другом направлении. В результате выпрямляется два полупериода, а на выводах всегда неизменная полярность.

Подключить диодный мост не составит труда, ведь это схематично показано на всех УГО (это и есть схема подключения) этого устройства. В случае с подключением диодной сборки, ее выводы обозначены соответственными обозначениями.

Собрать диодный мост самостоятельно тоже проще простого. Если вы уже подобрали диоды, то достаточно припаять их концы соответственно схеме. Но перед этим не поленитесь проверить диоды на исправность и не перепутайте их полярность.

Обычно катод и анод указаны на корпусе диодов.

Если остались вопросы, то рекомендуем к просмотру видео, чтобы найти ответы на оставшиеся вопросы.

В статье мы рассмотрели такое классическое электронное устройство как диодный мост. Изучили его схему и разобрались в принципе работы. Я, как автор этой статьи, надеюсь, что она будет понятна даже чайнику и эти знания помогут вам в освоении радиоэлектроники.

Что такое диодный мост и как он работает?

Наряду с линейными устройствами в электрической цепи можно встретить и нелинейные полупроводниковые элементы, имеющие самый разнообразный функционал в составе электронной схемы. Среди полупроводниковых приборов особое место занимает диодный мост, выполняющий роль преобразователя переменного напряжения в постоянное. Хоть для этих целей с тем же успехом может применяться и обычный диод, но сфера их применения существенно ограничивается рабочими параметрами одного элемента. Решить недостатки единичной детали помогла диодная сборка из нескольких, существенно отличающихся характеристиками и принципом работы.

Устройство и принцип работы

Диодный мост представляет собой электронную схему, собранную на основе выпрямительных диодов, который предназначен для преобразования подаваемого на него переменного тока в постоянный. Чаще всего в состав схемы включаются диоды Шоттки, но это не категоричное требование, поэтому в каком-либо конкретном случае может заменяться и другими моделями, подходящими по техническим параметрам. Схема моста из полупроводниковых диодов включает в себя четыре элемента для одной фазы. Диодный мостик может набираться как отдельными диодами, так и собираться единым блоком, в виде монолитного четырехполюсника.

Принцип работы диодного моста основывается на способности p – n перехода пропускать электрический ток только в одном направлении. Схема включения диодов в мост построена таким образом, чтобы для каждой полуволны создавался свой путь протекания электрического тока к подключенной нагрузке.

Рис. 1. Принцип работы диодного моста

Для пояснения выпрямления диодным мостом необходимо рассматривать работу схемы относительно формы напряжения на входе. Следует отметить, что кривая напряжения за один период имеет две полуволны – положительную и отрицательную. В свою очередь, каждая полуволна имеет процесс нарастания и убывания по отношению к максимальной точке амплитуды.

Поэтому работа выпрямительного устройства будет иметь такие этапы:

• На вход выпрямительного моста, обозначенного буквами А и Б подается переменное напряжение 220В.
• Каждая полуволна, подаваемая из электрической сети или от обмоток трансформатора, преобразуется в постоянную величину парой диодов, расположенных по диагонали.
• Положительная полуволна будет проводиться парой диодов VD1 и VD4 и выдавать на выход моста полуволну в положительной области оси ординат.
• Отрицательная полуволна будет выпрямляться парой диодов VD2 и VD3, с которых на том же выходе моста возникнет очередная полуволна в положительной области.

В связи с тем, что оба полупериода получают реализацию на выходе диодного моста, такое электронное устройство получило название двухполупериодного выпрямителя, также его называют схемой Гретца.

Обозначение на схеме и маркировка

На электрической схеме диодный мост может иметь различные варианты изображения. Чаще всего вы можете встретить такие обозначения:

Рис. 2. Обозначение на схеме

Первый вариант обозначения мостового выпрямителя используется, как правило, в тех ситуациях, когда электронный прибор представляет собой монолитную конструкцию, единую сборку. На схеме маркировка выполняется латинскими буквами VD, за которыми указывается порядковый номер.

Второй вариант наиболее распространен для тех ситуаций, когда диодный мост состоит из отдельных полупроводниковых устройств, собранных в одну схему. Маркировка второго варианта, чаще всего, выполняется в виде ряда VD1 – VD4.

Следует также отметить, что вышеприведенное схематическое обозначение и маркировка хоть и имеет общепринятый характер, но может нарушаться при составлении схем.

Разновидности диодных мостов

В зависимости от количества фаз, которые подключаются к диодному мосту, различают однофазные и трехфазные модели. Первый вариант мы детально рассмотрели на примере схемы Гретца выше.

Трехфазные выпрямители, в свою очередь, разделяются на шести- и двенадцатипульсовые модели, хотя схема диодного моста у них идентична. Рассмотрим более детально работу диодного устройства для трехфазной схемы.

Рис. 3. Схема трехфазного диодного моста

Диодный мост, приведенный на рисунке выше, получил название схемы Ларионова. Конструктивно для каждой из фаз устанавливается сразу два диода в противоположном направлении друг относительно друга. Здесь важно отметить, что синусоида во всех трех фазах имеет смещение в 120° друг относительно друга, поэтому на выходах устройства при наложении результирующей диаграммы получится следующая картина:

Рис. 4. Напряжение выпрямленное трехфазным мостом

Как видите, в сравнении с однофазным выпрямителем на базе диодного моста картина получается более плавной, а скачки напряжения имеют значительно меньшую амплитуду.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах.

Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

• Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как U_Аобр в отечественных моделях или V­_rpm для зарубежных.
• Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение U_обр в отечественных образцах или V­_r(rms) для зарубежных диодных мостов.
• Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как I_пр или I_o для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
• Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как I_fsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
• Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как V­_fm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.

Преимущества и недостатки

Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:

• И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
• За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
• Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
• Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.

К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.

Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Рис. 5. Схема зарядного устройства

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

Рис. 6. Схема карманного фонаря

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Пример схемы сварочного агрегата

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

Что такое диодный мост

Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.

Содержание статьи

Диодные мосты – важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 (60) Гц. Его второе название – двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки. Элементы могут отдельно распаиваться на плате. Однако современный вариант – объединение диодов в одном корпусе, который носит название «диодная сборка». Диодные мосты активно используются в электронике, трансформаторных и импульсных блоках питания, люминесцентных лампах. В сварочные аппараты устанавливают мощные полупроводниковые сборки, которые крепятся к теплоотводящему устройству.

Схема диодного моста из 4 диодов

Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит

Диодный мост в схемах, применяемых в сетях с однофазным напряжением, состоит из четырех диодов, представляющих собой полупроводниковый элемент с одним p-n переходом. Ток в таком полупроводнике проходит только в одном направлении при подключении анода к плюсу источника, а катода – к минусу. Если подключение будет обратным, ток закрывается. Диодный мост для трехфазного электрического тока отличается наличием шести диодов, а не четырех. Существенные различия в принципе работы между мостовыми схемами для однофазных и трехфазных сетей отсутствуют.

Диод Шоттки – еще один вид полупроводниковых элементов, используемых в диодных мостах. Его основным отличием является переход металл-полупроводник, называемый «барьером Шоттки». Как и переход p-n, он обеспечивает проводимость в одну сторону. Для изготовления устройств Шоттки применяют арсенид галлия, кремний и металлы: золото, платину, вольфрам, палладий. При приложении небольших напряжений – до 60 В – диод Шоттки отличается малым падением напряжения на переходе (не более 0,4 В) и быстродействием. При бытовом напряжении 220 В он ведет себя как обычный кремниевый выпрямительный полупроводник. Сборки из таких полупроводниковых устройств часто устанавливаются в импульсных блоках питания.

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «срезает» часть синусоиды, которая для прибора «является» обратной, и меняет ее знак на противоположный. В результате на выходе к нагрузке подается пульсирующий ток одной полярности.

Обозначение диодного моста на схеме

Частота этих пульсаций в 2 раза превышает частоту колебаний переменного тока и равна в данном случае 100 Гц.

Работа диодного моста

На рисунке а) изображена обычная синусоида напряжения переменного тока. На рисунке б) – срезанные положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и запирается при прохождении отрицательной полуволны. Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, поскольку «срезанная» отрицательная часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен для того, чтобы не просто срезать отрицательную полуволну, а поменять ее знак на противоположный. Благодаря такому схемотехническому решению, переменный ток полностью сохраняет мощность. На рисунке в) – пульсирующее напряжение после прохождения тока через диодную сборку.

Пульсирующий ток строго назвать постоянным нельзя. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их сглаживания после прохождения диодного моста в схему нужно включить фильтры. Простейший тип фильтра – электролитические конденсаторы значительной емкости.

На печатных платах и принципиальных схемах диодный мост, в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно впаянных диодов, то их обозначают буквами VD, рядом с которыми указывают порядковый номер – 1-4. Буквами VDS обозначают сборки, иначе –VD.

Чем можно заменить диодный мост-сборку

Вместо диодного моста, собранного в одном корпусе, можно впаять в схему 4 кремниевых выпрямительных диода или 4 полупроводника Шоттки. Однако вариант диодной сборки более эффективен, благодаря:

• меньшей площади, занимаемой сборкой на схеме;
• упрощению работы сборщика схемы;
• единому тепловому режиму для всех четырех полупроводниковых устройств.

Различные варианты сборки диодного моста

У такого схемотехнического решения есть и минус – в случае выхода из строя хотя бы одного полупроводника придется заменять всю сборку.

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Диодный мост в генераторе

Это схемотехническое решение используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, устанавливаемый на генераторе переменного тока, нужен для преобразования вырабатываемого им переменного напряжения в постоянное. Постоянный ток служит для подзарядки АКБ и питания всех электропотребителей, имеющихся в современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, вырабатываемым генератором. В зависимости от этого показателя, полупроводниковые приборы разделяют на следующие группы по мощности:

• маломощные – до 300 мА;
• средней мощности – от 300 мА до 10 А;
• высокомощные – выше 10 А.

Для автотехники обычно применяют мосты из кремниевых диодов, способных отвечать эксплуатационным требованиям в широком температурном диапазоне – от -60°C до +150°C.

Чем заменить диодный мост в генераторе

В большинстве моделей авто- и мототехники мостовые сборки впаивают в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их придется выпаивать и выпрессовывать из радиаторной пластины и заменять на новый. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых сгорает диодный мост. Наиболее часто встречающиеся причины этой проблемы:

• на плату попала жидкость;
• грязь вместе с маслом проникла к полупроводникам и вызвала короткое замыкание;
• изменение положения полюсов контактов на АКБ.

Видео: принцип работы диодного моста

Как работают диоды и что такое диодный мост?

Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 1 мая 2015 · Обновлено 29 августа 2018

Здравствуйте друзья! Каждый день мы встречаем огромное число людей, людей с которыми мы общаемся, живем, учимся или ходим не работу. Готов поспорить что как минимум половина людей с которыми вы общаетесь имеет смутное представление о диодах, и это не смотря на то что понятие диодов входит в школьную программу .

Возможно что такое понятие как диодный мост вызывает точно такие же ассоциации как и Бруклинский. Я все-таки думаю, что эта статья в какой-то степени уменьшит подобные ассоциации в головах людей и принесет чуточку понимания, по крайней мере я на это надеюсь.

Ну что? Заинтересовал? Тогда поехали.

О чем сегодня статья

Как вы наверное поняли из вступления сегодняшняя статья будет ориентирована на новичков. И сегодня я освещу сакральную тему, свет которой будет освещать полупроводниковые приборы под названием диоды.

Как работает диод

Как работает диод? Многих новичков интересует данный вопрос и многие учителя в школах и вузах начинают чертить на доске электрические схемы и временные диаграммы. Я считаю что это полная фигня, так как пока ты не получишь практический опыт ты не достигнешь полного понимания и весь наукоемкий фарш останется лишь непонятными каракулями на доске.

Так что же я этим хочу сказать? А сказать я хочу,что нужно просто брать в руки паяльник и идти вперед — превращать теорию в ценный практический опыт!

Хорошо, а теперь обсудим немного теорию.

На электрических схемах диоды изображаются как равнобедренный треугольник на одной из вершин которого размещается черточка. Это словесное описание условного графического обозначения диода (принятое сокращение УГО). Графически это обозначение выглядит вот так.

У диода всего два вывода и обозначаются они катод и анод. На условном обозначении диода вывод катода всегда обозначен «палочкой», а треугольник можно представить как стрелка указывающая на черточку катода.

Впрочем так диоды обозначаются на электрических схемах. В жизни диоды могут быть разными, к примеру могут быть как на этих картинках.

Как определить на каком выводе у диода анод, а на каком катод? В принципе это можно определить визуально, по маркировке.

Как правило катод на корпусе диода обозначается полоской, точкой или чертой. Если сомневаетесь то катод и анод можно определить с помощью мультиметра. О том как пользоваться мультиметром и в частности как проверить диод мультиметром я писал здесь, так что почитаете и разберетесь — ничего сложного.

Диоды примечательны тем, что обладают односторонней проводимостью. Это значит что электрический ток «потечет» через диод только в том случае если к аноду приложить плюс (более положительный потенциал ) а к катоду приложить минус (более отрицательный потенциал). В обратной ситуации у вас ничего не получится. Подобное поведение диода определяется таким понятием как ВАХ.

Что означает ВАХ диода?

ВАХ диода это просто напросто вольтамперная характеристика диода. Она описывает зависимость тока от напряжения прикладываемого к диоду. Давайте рассмотрим это обстоятельство чуток подробнее.

Слева у нас показан вольтамперной характеристики для резистора. Как видите, зависимость тока от напряжения линейная, чем больше напряжение приложенное к резистору тем больше ток.

Для диода кривая зависимости явно отличается. Если мы подключим к аноду положительный потенциал, а к катоду отрицательный и будем плавно повышать напряжение то будет происходить следующее. Ток в начальный момент времени будет очень мал поэтому диод еще не будет открыт по полной. Но если мы будем прибавлять напряжение то это приведет к полному открытию диода.

Хорошо, а что же случится если мы подключим диод иначе? Положительный потенциал приложим к катоду, а отрицательный к аноду. В этом случае график ВАХ диода у нас буквально перевернется и картина будет следующая. При плавном повышении напряжения ток будет повышаться, но величина тока будет настолько незначительной, что им зачастую пренебрегают. Этот ток при обратном подключении называют еще током утечки.

Только есть здесь один нюанс. Если мы будем и дальше повышать обратное напряжения на диоде, то можно добиться резкого повышения тока. На вольтамперной характеристике этот момент выглядит в виде небольшого «хвостика» причудливо оттопыренного в конце. Это так называемый обратимый пробой диода. Такой пробой не страшен, если напряжение уменьшить то ток снова уменьшится и будет вновь очень незначительным. Явление подобного обратимого пробоя является побочным и для диода его всегда стараются сводить к минимуму.

Как видите всю эту информацию мы получили лишь используя график ВАХ, но будет полезно все это проверить своими руками на практике. Действительно, соберите несложную схему и сделайте несколько замеров мультиметром, это пойдет на пользу. Вот только диод нужно уметь правильно подключать, ато ведь его легко можно пожечь, так что читайте дальше -поведаю обо всем.

Для чего используют диоды и как включать в цепь?

О том как функционирует диод мы поговорили, вот только пока непонятно как его можно применять и вообще для чего все это.

Для начала рассмотрим простейший пример включения диода в электрическую цеп, причем в переменке.

И для начала простой вопрос, зачем здесь резистор? Внимательный читатель посмотрит вольтамперную характеристику диода и все станет ясно. Ток в диоде без дополнительной нагрузке начнет очень быстро расти, возникнет подобие короткого замыкания от чего диоду может не поздоровиться. Дабы не произошло подобного конфуза применяют токоограничивающий резистор.

Свойство односторонней проводимости диода применяется не просто широко а повсеместно. В состав любого блока питания входят диоды как сами по себе так и в составе диодного моста. Ведь в любом блоке питания происходит один очень важный момент, а именно происходит превращение переменного тока в постоянный. А вот эту ответственную миссию берут на себя именно диоды. Полное превращение мы рассмотрим когда будем обсуждать диодные мосты, но как ведет себя диод в переменном токе мы сейчас увидим. Схема все та же что и была, диод и резистор включенные в цепь переменного тока.

Вот вам наглядный пример в виде временной диаграммы зависимости тока от напряжения до и после применения диода.

Как видите произошел очень интересный момент, нижние полупериоды диод просто срезал, оставив холмики положительной полярности. Это уже более похоже на постоянку, можно еще кстати использовать конденсатор для лучшего сглаживания.

Хотя диод и справляется с задачей выпрямления переменного тока, все-таки с этой задачей диодный мост справится лучше, кстати диодный мост мы сейчас и рассмотрим.

Как построить диодный мост?

При использовании одиночного диода в целях выпрямления переменки остаются ощутимые провалы в диаграмме. Этого нужно как-то избегать, а вот избежать этого явления нам поможет диодный мостик.

Диодный мост это не один диодик а целых четыре, включенных специальным образом. На электрических схемах додные мосты выглядят вот таким незамысловатым образом.

Кликните чтобы увеличить

И диодный мост отчасти позволяет решить проблему провалов, возникающую при использовании одиночного диода.

Как видите диодный мост работает на каждом полупериоде синусоиды, организуя такие холмики положительной полярности. Это уже более похоже на постоянку, хотя постоянный здесь только знак положительного потенциала. О постоянном напряжении здесь пока говорить рано. Далее вид выходного напряжения еще можно будет скорректировать используя стабилитрон и конденсатор. Правда о конденсаторах мы сегодня разговаривать не будем, а как работает стабилитрон рассмотрим в следующих статьях так что не пропустите и обязательно подпишитесь.

Ну чтож, на этом у меня все, поэтому я буду закругляться и пойду готовить материалы для новых статей. Также очень советую подписаться через форму Email рассылок, тогда вы точно ничего не пропустите и более того каждый подписчик получит от меня подарок.

Для чего нужен диодный мост в генераторе

Для питания потребителей в бортовой сети автомобиля и обмотки возбуждения самого генератора во время работы двигателя, необходим электрический ток постоянного напряжения.

Расположение диодного моста

Стандартно выпрямительный блок расположен в задней части генератора. Например, на генераторе 37.3701 он крепится к задней стенке его задней крышки.

Устройство диодного моста генератора

На примере выпрямительного блока БПВ56-65-01 генератора 37.3701 автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Выпрямительный блок состоит из двух алюминиевых теплоотводящих пластин, которые объединены в целую конструкцию через три изоляционные втулки при помощи заклепок. Одна пластина (нижняя) соединена с «массой», через корпус генератора, другая (верхняя) с «плюсом», через выводы обмоток статора. Плюсовая пластина имеет три контакта для присоединения выводов обмоток статора и вывод через который подается напряжение к потребителям (вывод «30»).

В каждую из пластин впаяно по три диода, т.е. три положительных диода (Д104-20) и три отрицательных (Д104-20Х), рассчитанных на ток не более 20А. Положительные и отрицательные диоды объединены попарно. Помимо этого имеются три дополнительных диода (КД223А), рассчитанных на 2А. Они установлены на пластмассовом держателе, и питают обмотку возбуждения генератора. Основные и дополнительные диоды объединены в общую шину, имеющую с одной стороны штекерный вывод (вывод 61 генератора) и вывод на регулятор напряжения с другой стороны.

Принцип действия диодного моста генератора

Принцип действия диодного моста основан на свойстве диодов пропускать электрический ток только в одном направлении. Электрический ток попадает в диодный мост через крепящиеся к нему выводы обмоток статора. Он протекает через диоды в одном направлении. Но никак обратно. Поэтому ток получается постоянный (выпрямленный).

Неисправности выпрямительного блока генератора

Основных неисправностей всего две: «обрыв» и «короткое замыкание» диодов. При наличии «обрыва» диод перестает пропускать электрический ток, при «коротком замыкании» ток проходит в обоих направлениях – диод «пробит». Подробнее:

Применяемость выпрямительных блоков на автомобилях ВАЗ

— Генератор 37.3701 – выпрямительные блоки с двумя выводами (до 1996 года выпуска): БПВ-56-65-01, БПВ-56-65-02Б, с одним выводом (вывод «61» на корпусе моста): БПВ-56-65-02Г.

Примечания и дополнения

— Электрический ток переменного напряжения – ток, изменяющийся по величине и направлению через равные промежутки времени.

— Электрический ток постоянного напряжения – ток, не изменяющийся по величине направлению в течении всего времени.

— Диод (полупроводниковый) – электронный прибор, состоящий из пластин кремния или магния имеющих определенные свойства. Если к его положительному выводу (анод) подсоединить «плюс», а к отрицательному (катод) «минус», то по нему потечет электрический ток в одном направлении (диод открыт). Если полярность поменять местами, то ток не пройдет (диод закрыт).

Еще статьи по автомобильному генератору

диодный мост Важность генератора (в том числе и в автомобилях ВАЗ) сложно переоценить. Вместе с аккумулятором он обеспечивает напряжением, необходимым для нормальной работы главных систем и «мелких» приемников автомобиля (магнитолы, фар головного света и прочих). При этом известно, что АКБ питает потребителей до пуска мотора, а генератор подключается к работе уже после, одновременно подзаряжая аккумулятор.

Диодный мост — устройство, установленное на выходе генератора, обеспечивающее нормальную работоспособность устройства. В случае его поломки генератор не способен выполнять свои функции, а вся нагрузка переходит на АКБ. Емкости аккумулятора хватает на 5-6 часов, после чего автомобиль не способен перемещаться самостоятельно.

Часто автолюбители паникуют, направляются на СТО и отдают большие деньги за диагностику. На практике в 90% случаев проблема лежит на поверхности. Первым шагом должна стать проверка диодного моста ВАЗ. Как выполнить эту работу? Какие методы существуют, и в чем их особенности? Рассмотрим эти моменты детальнее.

Функции и причины неисправности

Генератор — простой узел, в основе которого лежит статор (фиксированная часть) и ротор (движущийся элемент). Статор, в свою очередь, собран из множества стальных пластин, в пазах которой крепится специальная обмотка из меди. Один из выводов обмотки подключен к «0-ой» точке, а второй — к группе диодов (их может быть четыре или шесть).

На выходе генератора можно получить только переменный ток, который не подходит для бортовой сети автомобиля. Задача диодного моста — преобразование переменного напряжения в постоянный параметр 12-14 Вольт. Диоды подключены таким образом, чтобы ток проходил только в одном направлении, выпрямлялся и больше не возвращался к генератору.

Главный недостаток выпрямителей — низкая надежность. Время от времени диоды перегорают, что создает ряд проблем для автовладельцев. Но перед тем как проверить диодный мост генератора, определите причину поломки.

Здесь возможны следующие варианты:

• На корпус диода попала влага, что привело к замыканию. Такое возможно при въезде на скорости в глубокую лужу или после посещения мойки.
• На генератор попало масло, грязь или прочие посторонние вещества. Подобная проблема может произойти в дороге, при движении по бездорожью.
• При пуске двигателя от АКБ другого автомобиля могла быть допущена ошибка. Если перепутать «плюсовой» и «минусовой» проводник, высок риск выхода из строя одного или группы диодов.
• Неправильное обслуживание. В процессе ремонта или снятия узла имело место короткое замыкание в бортовой сети.

Особенности проверки

контакты Для проведения комплексной проверки диодного моста достаточно двух инструментов — цифрового комбинированного прибора (мультиметра) и лампочки с номинальным напряжением 12 Вольт. Все работы реально сделать самостоятельно, без привлечения дорогостоящих мастеров. Чтобы получить доступ к узлу, снимайте защитный корпус, после чего отключайте вывода регулятора. При этом учитывайте цветовые особенности диодов:

• Выпрямители красного цвета — «плюс».
• Выпрямители черного цвета — «минус».

Проверить целостность диодов на ВАЗ можно двумя способами. Для большей надежности рекомендуется их применять в комплексе.

Сначала рассмотрим, как проверить диодный мост мультиметром. Этот вариант занимает меньше всего времени и пользуется наибольшим спросом у автовладельцев. Алгоритм следующий:

• Демонтируйте группу выпрямителей с генератора. Без снятия устройства с автомобиля выполнить проверку, к сожалению, не выйдет. Это вызвано тем, что каждый диод требуется проверять по отдельности. Если же они будут «в схеме», точно диагностировать поломку вряд ли удастся.
• Переводите переключатель цифрового прибора в режим прозвонки. После этого соединяйте щупы друг с другом — вы услышите писк из специального динамика устройства. Если вы используете простой прибор, в котором эта опция не предусмотрена, переводите переключатель в позицию «1кОм».
• «Садитесь» щупами к вводу и выводу диода, после чего фиксируйте показатель. Далее сделайте обратный замер. Выпрямитель можно считать целым, если при одном измерении показало бесконечность, а при другом — 0,5-0,7 МОм. В случае когда в обоих случаях на приборе высветилось минимальное сопротивление, или же он показывает бесконечность в первом и во втором варианте, это сигнализирует о неисправности одного (группы) диодов.

Теперь рассмотрим, как проверить диодный мост лампочкой? Такой вариант хорош в случае, когда под рукой нет мультиметра. Роль «прибора» в этом случае выполняет лампочка на 12 Вольт.

Алгоритм такой:

• Подключайте «минусовую» клемму аккумулятора к диодному мосту. При этом следите, чтобы пластинка плотно контактировала с внешней частью генератора.
• Проверьте каждый диод по отдельности. Берите один вывод лампы и подключайте его к «минусу» генератора, а второй — к «плюсу» клеммы под номером «тридцать» (от АКБ). Если лампочка засветилась, это говорит о проблемах с одним или несколькими диодами. Кроме того, свечение часто свидетельствует о наличии КЗ в цепи.
• Проверьте «минусовые» диоды. Для этого подсоединяйте «минус» лампочки к кожуху генератора, а другой провод — к крепежному болту на мосту. Если при такой проверке имеет место моргание или свечение лампы, с «минусовой» группой имеются проблемы.
• Проверьте «плюсовые» диоды. Для этого положительный вывод ставьте на «тридцатую» клемму, а отрицательный — к крепежному болту. Свечения лампы быть не должно. Если же такая проблема имеет место, имеют место сбои в одном или нескольких «плюсовых» диодах.
• Проверьте дополнительную группу выпрямителей. Берите отрицательный край и оставляйте его на прежней позиции, а положительный конец прикладывайте к клемме «шестьдесят один». Свечение лампочки сигнализирует о наличии проблемы.

Если проверка диодного моста показала неисправность, берите пробитый диод и ставьте на его место новую (исправную) деталь. Оптимальный и более простой вариант — приобрести весь диодный мост в комплексе, но в этом случае придется потратить больше денег.

При соблюдении упомянутых выше рекомендаций диагностика неисправности занимает не больше 1-2 часов. Так что не стоит торопиться на СТО — сделайте работу своими руками. Так удается набраться опыта и сэкономить личный бюджет.

Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.

Содержание статьи

Диодные мосты – важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 (60) Гц. Его второе название – двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки. Элементы могут отдельно распаиваться на плате. Однако современный вариант – объединение диодов в одном корпусе, который носит название «диодная сборка». Диодные мосты активно используются в электронике, трансформаторных и импульсных блоках питания, люминесцентных лампах. В сварочные аппараты устанавливают мощные полупроводниковые сборки, которые крепятся к теплоотводящему устройству.

Схема диодного моста из 4 диодов

Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит

Диодный мост в схемах, применяемых в сетях с однофазным напряжением, состоит из четырех диодов, представляющих собой полупроводниковый элемент с одним p-n переходом. Ток в таком полупроводнике проходит только в одном направлении при подключении анода к плюсу источника, а катода – к минусу. Если подключение будет обратным, ток закрывается. Диодный мост для трехфазного электрического тока отличается наличием шести диодов, а не четырех. Существенные различия в принципе работы между мостовыми схемами для однофазных и трехфазных сетей отсутствуют.

Диод Шоттки – еще один вид полупроводниковых элементов, используемых в диодных мостах. Его основным отличием является переход металл-полупроводник, называемый «барьером Шоттки». Как и переход p-n, он обеспечивает проводимость в одну сторону. Для изготовления устройств Шоттки применяют арсенид галлия, кремний и металлы: золото, платину, вольфрам, палладий. При приложении небольших напряжений – до 60 В – диод Шоттки отличается малым падением напряжения на переходе (не более 0,4 В) и быстродействием. При бытовом напряжении 220 В он ведет себя как обычный кремниевый выпрямительный полупроводник. Сборки из таких полупроводниковых устройств часто устанавливаются в импульсных блоках питания.

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «срезает» часть синусоиды, которая для прибора «является» обратной, и меняет ее знак на противоположный. В результате на выходе к нагрузке подается пульсирующий ток одной полярности.

Обозначение диодного моста на схеме

Частота этих пульсаций в 2 раза превышает частоту колебаний переменного тока и равна в данном случае 100 Гц.

Работа диодного моста

На рисунке а) изображена обычная синусоида напряжения переменного тока. На рисунке б) – срезанные положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и запирается при прохождении отрицательной полуволны. Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, поскольку «срезанная» отрицательная часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен для того, чтобы не просто срезать отрицательную полуволну, а поменять ее знак на противоположный. Благодаря такому схемотехническому решению, переменный ток полностью сохраняет мощность. На рисунке в) – пульсирующее напряжение после прохождения тока через диодную сборку.

Пульсирующий ток строго назвать постоянным нельзя. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их сглаживания после прохождения диодного моста в схему нужно включить фильтры. Простейший тип фильтра – электролитические конденсаторы значительной емкости.

На печатных платах и принципиальных схемах диодный мост, в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно впаянных диодов, то их обозначают буквами VD, рядом с которыми указывают порядковый номер – 1-4. Буквами VDS обозначают сборки, иначе –VD.

Чем можно заменить диодный мост-сборку

Вместо диодного моста, собранного в одном корпусе, можно впаять в схему 4 кремниевых выпрямительных диода или 4 полупроводника Шоттки. Однако вариант диодной сборки более эффективен, благодаря:

• меньшей площади, занимаемой сборкой на схеме;
• упрощению работы сборщика схемы;
• единому тепловому режиму для всех четырех полупроводниковых устройств.

Различные варианты сборки диодного моста

У такого схемотехнического решения есть и минус – в случае выхода из строя хотя бы одного полупроводника придется заменять всю сборку.

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Диодный мост в генераторе

Это схемотехническое решение используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, устанавливаемый на генераторе переменного тока, нужен для преобразования вырабатываемого им переменного напряжения в постоянное. Постоянный ток служит для подзарядки АКБ и питания всех электропотребителей, имеющихся в современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, вырабатываемым генератором. В зависимости от этого показателя, полупроводниковые приборы разделяют на следующие группы по мощности:

• маломощные – до 300 мА;
• средней мощности – от 300 мА до 10 А;
• высокомощные – выше 10 А.

Для автотехники обычно применяют мосты из кремниевых диодов, способных отвечать эксплуатационным требованиям в широком температурном диапазоне – от -60°C до +150°C.

Чем заменить диодный мост в генераторе

В большинстве моделей авто- и мототехники мостовые сборки впаивают в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их придется выпаивать и выпрессовывать из радиаторной пластины и заменять на новый. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых сгорает диодный мост. Наиболее часто встречающиеся причины этой проблемы:

• на плату попала жидкость;
• грязь вместе с маслом проникла к полупроводникам и вызвала короткое замыкание;
• изменение положения полюсов контактов на АКБ.

Видео: принцип работы диодного моста

Строение и принцип работы диодного моста генератора

 

«Автомобильные генераторы бывают двух видов: постоянного и переменного тока», — такую фразу можно прочитать в академических изданиях. В реальности автомобиль с генератором постоянного тока сегодня можно встретить разве что на выставке ретро-техники.

С 60-х годов прошлого века в автомобили устанавливают генераторы переменного тока. Узел выпрямления нужен, чтобы преобразовывать переменный ток в постоянный для питания автомобильных электроприборов. Зачем нужно было так заморачиваться и какие весомые преимущества есть у генераторов переменного тока — тема для отдельной статьи.

Что такое диодный мост и как он работает

Автомобильный генератор вырабатывает трехфазный переменный по величине и знаку ток (напряжение). Чтобы получить постоянную величину тока, в генераторах используют реле-регуляторы.

А чтобы получить ток, постоянный по полярности (+/-), используют диодные мосты, которые подключаются к обмоткам статора и преобразуют переменный ток в постоянный.

Т.е. диодный мост — это узел из выпрямительных полупроводниковых диодов, который выпрямляет переменный ток, вырабатываемый генератором.

Обмотка генератора вырабатывает три фазы тока, каждая из которых имеет форму синусоиды (волны). Часть полуволн заряжена положительно, вторая часть — отрицательно.

Полупроводниковые диоды имеют свойства пропускать ток только в одном направлении. Например, открываются на положительных полупериодах и закрываются на отрицательных.

 

Движение тока в генераторе

 

Как это работает в диодном мосте:

• переменный ток из обмоток периодически меняет направление движения в цепи;
• диоды пропускают его только в одном направлении;
• чтобы не было скачков, на каждую фазу устанавливается по два диода (силовое плечо), работающих в разных направлениях.

Поэтому в стандартной, «базовой» комплектации диодного моста всегда не меньше 6 диодов (по два на каждую фазу). И независимо от полярности тока в обмотках генератора на выходе всегда будет плюс, необходимый для работы электроприборов.

С диодного моста ток поступает в аккумулятор, а оттуда ко всем электроприборам.

Принципиальная конструкция и особенности диодного моста

Диодный мост представляет собой две алюминиевые пластины (плюсовая и минусовая), соединенные изоляционными втулками. На пластинах расположены разъемы для проводов, подключающихся к обмоткам статора и регулятору напряжения.

В каждую пластину запрессованы по три или четыре крупногабаритных диода — это силовой мост.

Чтобы генератор работал более стабильно и эффективно, к 6 (8) основным диодам, которые “выпрямляют” ток,  можно подключить 3 дополнительных слаботочных — они подают питание на реле-регулятор и обмотку возбуждения.

 

 

 

Схема диодного моста генератора

Виды диодных мостов

На современных автомобилях используют диодные мосты на 6 или 8 диодов.

Шестидиодный мост используют в генераторах с любым способом подключения обмоток статора — треугольником или звездой.

 

Подключение обмотки к диодному мосту треугольником

 

Восьмидиодные мосты используются только при обмотке статора звездой, т.к. дополнительное силовое плечо здесь подключено к нулевой точке статора.

Подключение обмотки к диодному мосту звездой

 

Это более мощные мосты: дополнительное силовое плечо повышает мощность генератора на 5-15%, зависит от оборотов двигателя.

И шести-, и восьмидиодные мосты могут быть:

• только с выпрямительными диодами. Здесь обмотка возбуждения питается от напряжения, которое снято с силовых выпрямителей;
• с 3-мя дополнительными диодами (9-ти или 11-ти диодные мосты). В этом случае питание регулятора и обмотки идет с вспомогательных диодов.

 

Схема на 8 диодов

 

Кроме того, диодные мосты отличаются по конструкции, способу крепления диодов, бывают разборными и неразборными. В диодных мостах используются полупроводниковые выпрямители, лавинные диоды или диоды Шоттки.

Как проверить и отремонтировать диодный мост

Неисправный генератор заявляет о себе недвусмысленно:

• Полностью заряженный с вечера аккумулятор на утро разрядился. Если его зарядить снова и завести двигатель, он разрядится через несколько минут.
• Генератор воет во время движения. ТОнальность воя меняется в зависимости от оборотов.
• Электроприборы сбоят.

Чтобы убедиться, что неисправен именно диодный мост, измерьте напряжение на выходе генератора — оно должно быть больше 13,5В и прозвоните генератор: если проблема в диодном мосте, “плюс” будет звенеть вместе с обмоткой.

Чтобы окончательно подтвердить предположения, езжайте на хорошее СТО — там мастера работают со спецоборудованием, которое позволяет найти обрывы, пробои, определить тип диодов, обнаружить их деградацию, напряжение обратного пробоя в лавинных диодах.  Такая подробная диагностика позволяет мастеру понять, какой диод нужен на замену, обнаружить деградирующие диоды и качественно отремонтировать генератор.

Если диодный мост разборной, специалисты заменят диоды, пришедшие в негодность. Если нет, придется полностью менять весь блок.

Зачем нужен диодный мост

Одним из базовых элементов в современной электронике является диод. Он используется в схемах, где необходимо выпрямление переменного тока, и применяется практически во всех бытовых приборах. Найти его можно в телевизоре, компьютере, холодильнике, магнитофоне и т.д. Так же он широко используется в промышленной электронике, входит в состав схем, управляющих технологическими процессами. Мощные силовые диоды используются в полууправляемых тиристорных преобразователях. На базе диода собрана так называемая схема Гертца, которая получила название диодный мост. Соединение диодов по мостовой схеме позволило выпрямлять переменное напряжение и преобразовывать его в пульсирующее, которое потом можно стабилизировать и выпрямить с помощью схем стабилизации напряжения и конденсаторов. В результате на выходе такого прибора можно получить постоянное напряжение.

Во времена Лео Гертца использовать диодный мост было проблематично, так как диоды в то время были ламповые. Ставить на выпрямление переменного тока сразу четыре лампы было, по крайней мере, непрактично, в то время они были очень дорогими. Ситуация сильно изменилась с появлением полупроводниковых приборов, они гораздо компактнее и дешевле.

Собрать диодный мост можно и самому, например, для собственной домашней лаборатории. Для этого подбираем четыре диода с допустимым обратным напряжением 400-500 Вольт. Катоды одной пары диодов соединяем вместе — это будет плюсовой вывод моста. Аноды второй пары также соединяем вместе – это, соответственно, минусовой вывод. Теперь объединяем две пары в мостовую схему, на оставшиеся два вывода можно подавать переменное напряжение. На выходе диодного моста запаиваем полярный конденсатор и параллельно ему — разрядное сопротивление. Получился диодный мост, который можно вмонтировать в рабочий стол и подсоединить через переменное высокоомное сопротивление к питающей сети. Выходное напряжение такого устройства будет регулироваться от нуля и до величины амплитудного значения питающей сети, что очень удобно для питания маломощных схем в процессе наладки или для создания опорного напряжения.

Также мостовая схема применяется в автомобиле, здесь используется так называемый диодный мост генератора. Он служит для преобразования переменного напряжения, которое вырабатывает генератор, в постоянное напряжение, которое используется во всех устройствах автомобиля. Постоянное напряжение также необходимо для подзарядки автомобильного аккумулятора. Выход из строя даже одного элемента диодного моста приводит к нестабильной работе всей схемы.

Для сварки постоянным током также необходимо использование диодного моста. В этом случае применяют диоды большей мощности, чем в автомобиле, и с большим допустимым значением обратного напряжения. Диодный мост для сварочного аппарата можно собрать самостоятельно, используя мощные диоды. Класс диодов выбирается в зависимости от питающего напряжения, получаемого со сварочного трансформатора.

Диодный мост — описание работы, как подключить и проверить

Содержание

Как подключить диодный мост и зачем он вообще нужен? Какие типы бывают и как выбрать? Как правильно замерить напряжение при помощи мультиметра? Где его применяют?

Что такое диодный мост

Работа и функционал двухполупериодного мостового выпрямителя довольно просты. Схемы и формы сигналов, которые мы привели ниже, помогут вам лучше понять работу мостового выпрямителя. На принципиальной схеме 4 диода расположены в виде моста. Вторичная обмотка трансформатора подключена к двум диаметрально противоположным точкам моста в точках A и C. Сопротивление нагрузки R _L подключено к мосту через точки B и D.

Функционирование

Общая схема питания

Форма волны переменного тока не постоянна, зависит от времени. Когда оно достигает положительного пикового значения, ток имеет тенденцию к падению; то же самое будет следовать за отрицательным значением, после того как снова достигнет нуля, оно вернется к нулевым значениям.

Теперь рассмотрим работу выпрямителя, применив AC в качестве входа. Для положительной половины цикла диод работает в режиме прямого смещения. Следовательно, путь установлен для движения носителей заряда.

Как только отрицательная часть цикла приложена к диоду, он блокирует значение тока, потому что движением неосновных носителей заряда в нем можно пренебречь. Просто можно определить работу диода как проводящую в прямом смещении и блокирующую в обратном смещении к потоку тока.

Следовательно, течение тока очевидно во время положительной части цикла, приложенного к диоду. Полученный выход должен быть преобразован из переменного тока в постоянный. Таким образом, основной диод функционирует как выпрямитель.

Как работает и для чего нужен диодный мост

Положительный полупериод

Схема работы диодов в положительном полупериоде

Во время отрицательного полупериода питания диоды D3 и D4 работают последовательно, но диоды D1 и D2 переключаются в положение «ВЫКЛ», поскольку теперь они имеют обратное смещение. Ток, протекающий через нагрузку, имеет то же направление, что и раньше.

Отрицательный полупериод

Схема работы диодов в отрицательным полупериоде

Поскольку ток, протекающий через нагрузку, является однонаправленным, то и напряжение, развиваемое на нагрузке, также является однонаправленным так же, как и для двухдиодных выпрямителей предыдущих двух диодов, поэтому среднее напряжение постоянного тока на нагрузке составляет 0,637 В _макс.

Кремниевые и германиевые диоды

Ученые и инженеры обычно используют кремний чаще, чем германий, при создании диодов. Кремниевые pn-переходы работают более эффективно при более высоких температурах, чем германиевые. Кремниевые полупроводники позволяют электрическому току течь легче и могут производиться с меньшими затратами.

Эти диоды используют преимущество pn-перехода для преобразования переменного тока в постоянный как своего рода электрический «переключатель», который позволяет току протекать в прямом или обратном направлении в зависимости от ориентации pn-перехода. Диоды с прямым смещением позволяют току течь, а диоды с обратным смещением блокируют его. Это то, что заставляет кремниевые диоды иметь прямое напряжение около 0,7 вольта, так что они пропускают ток, только если он больше, чем вольт. Для германиевых диодов прямое напряжение составляет 0,3 вольта.

Диод

Анодный вывод батареи, электрода или другого источника напряжения, в котором происходит окисление в цепи, подает отверстия в катод диода при формировании pn-перехода. Напротив, катод источника напряжения, где происходит восстановление, обеспечивает электроны, которые отправляются на анод диода.

Особенности конструкции мостового выпрямителя

Есть несколько моментов, которые необходимо учитывать при использовании мостового выпрямителя для обеспечения выхода постоянного тока от входа переменного тока:

• Падение напряжения: не следует забывать, что ток, протекающий в мостовом выпрямителе, будет проходить через два диода. В результате выходное напряжение будет уменьшено на эту величину. Поскольку большинство мостовых выпрямителей используют кремниевые диоды, это падение составит минимум 1,2 В и будет увеличиваться по мере увеличения тока. Соответственно, максимальное выходное напряжение, которое может быть достигнуто, составляет минимум 1,2 В ниже пикового напряжения на входе переменного тока.
• Рассчитайте тепло, рассеиваемое в выпрямителе. Диоды будут снижать напряжение минимум на 1,2 В (при условии, что стандартный кремниевый диод) будет увеличиваться при увеличении тока. Это происходит из-за стандартного падения напряжения на диоде, а также сопротивления в диоде. Стоит ознакомиться с паспортом на диоды мостового выпрямителя, чтобы увидеть падение напряжения для предполагаемого уровня тока. Падение напряжения и ток, проходящий через выпрямитель, вызовут нагрев, который необходимо будет рассеивать. В некоторых случаях это может быть легко рассеяно воздушным охлаждением, но в других случаях мостовой выпрямитель может потребоваться прикрутить к радиатору.
• Пиковое обратное напряжение: очень важно обеспечить, чтобы пиковое обратное напряжение мостового выпрямителя или отдельных диодов не превышалось, иначе диоды могут выйти из строя. Номинал PIV для диодов в мостовом выпрямителе меньше, чем требуется для конфигурации с двумя диодами, используемой с трансформатором с центральным отводом. Если отбрасыванием диодов пренебрегают, для мостового выпрямителя требуются диоды с половиной номинальной PIV от диодов в выпрямителе с центральным отводом для того же выходного напряжения. Это может быть еще одним преимуществом использования этой конфигурации.

Мостовые выпрямители являются идеальным способом обеспечения выпрямленного выхода с чередующегося входа. Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодный выпрямленный выходной сигнал, что позволяет добиться большей производительности.

Синхронные выпрямители также известны как активные, и они используются для повышения эффективности цепей диодных выпрямителей.

Полупроводниковые диоды заменены активными переключающими элементами: транзисторами, которые могут быть силовыми МОП-транзисторами или силовыми биполярными транзисторами, которые включаются и выключаются в требуемое время для обеспечения возможности выпрямления.

Поскольку переключение, очевидно, должно происходить синхронно с поступающим сигналом, эти выпрямители часто называют синхронными или иногда активными.

Синхронные выпрямители

Потребность в синхронных или активных выпрямителях возникает из-за постоянного падения, которое происходит через диод, когда он проводит.

Хотя напряжение включения для кремниевого диода – тип, наиболее часто используемый для выпрямителей, составляет около 0,6 вольта, фактическое падение напряжения на диоде может возрасти до 1 вольта при его номинальном токе.

Использование диодов Шоттки может уменьшить падение напряжения, но это все еще может быть проблемой, особенно когда требуются самые высокие уровни эффективности. Синхронные выпрямители способны обеспечить улучшения даже по сравнению с диодными выпрямителями Шоттки.

Вопрос эффективности становится еще острее при использовании низковольтных преобразователей. С уровнями напряжения всего несколько вольт, а также с возможностью высоких уровней тока падения напряжения, вызванные диодами, становятся неприемлемыми, и методы синхронного выпрямителя становятся существенными.

Основы синхронного выпрямления

В типичном диодном выпрямителе диод включается, когда он смещен в прямом направлении, и выключается, когда смещается в обратном направлении. Можно управлять активным элементом, чтобы эффект был таким же. Преимущество активного выпрямителя состоит в том, что сопротивление проводимости и падение напряжения намного меньше, чем у диодов.

Поскольку переключение активного элемента должно быть правильно рассчитано, оно фактически синхронизировано с выпрямляемым сигналом. Именно по этой причине эти выпрямители известны как синхронные.

Часто мощные полевые МОП-транзисторы являются идеальными активными элементами для синхронного выпрямления, и они имеют очень низкое сопротивление, при этом RDS может составлять всего несколько десятков мОм или менее. Падение напряжения на этом уровне сопротивления, вероятно, будет намного меньше, чем на диоде.

Недостатком синхронных или активных выпрямителей является то, что им требуется схема управления для обеспечения синхронного включения устройств, то есть в нужное время. Схема, необходимая для управления синхронным выпрямителем, обычно включает в себя детекторы уровня напряжения и схему возбуждения для активных устройств.

Одним из ключевых вопросов для схемы управления является обеспечение того, чтобы два устройства на противоположных ножках выпрямителя не включались вместе, иначе короткое замыкание будет представлено на входе. Включение и выключение устройств обычно контролируется, чтобы гарантировать, что даже в точке, где одно включается, а другое выключается, имеется короткий промежуток, чтобы предотвратить одновременное включение обоих устройств.

Активное или синхронное выпрямление часто используется в преобразователях переменного тока в постоянный, где ключевым вопросом является эффективность. Использование синхронного выпрямителя позволяет минимизировать потери мощности и повысить уровни эффективности, но за счет дополнительной сложности.

Полуволновой выпрямитель

Полуволновые выпрямители соединены в цепи и переключаются между прямым и обратным смещением на основе положительного или отрицательного полупериода входной волны переменного тока. Он посылает этот сигнал на резистор нагрузки, так что ток, протекающий через резистор, пропорционален напряжению. Это происходит из-за закона Ома, который представляет напряжение V как произведение тока I и сопротивления R в V = IR.

Вы можете измерить напряжение на нагрузочном резисторе как напряжение питания V_s, которое равно выходному напряжению постоянного тока V_out. Сопротивление, связанное с этим напряжением, также зависит от диода самой схемы. Затем схема выпрямителя переключается на обратное смещение, в котором она принимает отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока. В этом случае ток не протекает через диод или цепь, а выходное напряжение падает до 0. Выходной ток является однонаправленным.

Двухполупериодная выпрямительная схема

Двухполупериодная выпрямительная схема

Напротив, двухполупериодные выпрямители используют полный цикл (с положительными и отрицательными полупериодами) входного сигнала переменного тока. Четыре диода в двухполупериодной схеме выпрямителя расположены таким образом, что, когда входной сигнал переменного тока положительный, ток течет через диод от D₁ к сопротивлению нагрузки и обратно к источнику переменного тока через D₂. Когда сигнал переменного тока отрицателен, вместо этого ток проходит путь D₃ -load- D₄. Сопротивление нагрузки также выводит напряжение постоянного тока от двухполупериодного выпрямителя.

Как меняется напряжение после диодного моста

Виды диодных мостов

Большинство электронных приборов в вашем доме используют переменный ток, но некоторые устройства, такие как ноутбуки, перед использованием преобразуют этот ток в постоянный. Большинство ноутбуков используют тип импульсного источника питания (SMPS), который позволяет выходному напряжению постоянного тока больше мощности для размера, стоимости и веса адаптера.

Диодные мосты работают с использованием выпрямителя, генератора и фильтра, которые управляют широтно-импульсной модуляцией (метод снижения мощности электрического сигнала), напряжением и током. Генератор представляет собой источник переменного сигнала, из которого вы можете определить амплитуду тока и направление его протекания. Адаптер переменного тока ноутбука затем использует его для подключения к источнику переменного тока и преобразует высокое напряжение переменного тока в низкое напряжение постоянного тока, форму, которую он может использовать для питания самого себя во время зарядки.

Некоторые выпрямительные системы также используют сглаживающую цепь или конденсатор, который позволяет им выводить постоянное напряжение, а не то, которое изменяется во времени. Электролитический конденсатор сглаживающих конденсаторов может достигать емкостей от 10 до тысяч микрофарад (мкФ). Большая емкость необходима для большего входного напряжения.

Другие выпрямители используют трансформаторы, которые изменяют напряжение, используя четырехслойные полупроводники, известные как тиристоры, наряду с диодами. Кремний – управляемый выпрямитель, другое название тиристора, использует катод и анод отделены друг от друга ворот и ее четырех слоев, чтобы создать два р — п переходов, расположенных один поверх другого.

Как подключить диодный мост

Для того чтобы сделать качественный диодный мост, нужно обеспечивать преобразование как плюсовой, так и минусовой части сигнала. Если диоды подсоединить по схеме Гретца, то в каждый период волны ток сможет проходить только через два элемента. Другими словами, устройство будет по очереди трансформировать каждую половину волны.

Как проверить диодный мост мультиметром

Нужно включить мультиметр в режим «Мониторинга диода». Обычно он совмещается с режимом «прозвона» и маркируется на панели аппарата значком диода.

Чтобы 100% убедиться в работоспособности диодов 1 и 2, нужно проверить их при реверсном включении. Для этого к отрицательному выводу моста («-») нужно подключить минусовой, чёрный щуп измерителя, а красный плюсовой щуп по очереди подсоединить к выводам, маркируется символом «~».

В обоих случаях на экране будет показана единица, что говорит о высокой степени сопротивления P-N перехода. В таком включении диоды ток не пропускают, все в порядке.

Как рассчитать и подобрать диодный мост по мощности

Максимальное пульсирующее напряжение, присутствующее в цепи двухполупериодного выпрямителя, определяется не только значением сглаживающего конденсатора, но и частотой и током нагрузки и рассчитывается как:

Напряжение пульсации моста выпрямителя

Формула напряжения пульсаций

Где: I – ток нагрузки постоянного тока в амперах, ƒ – частота пульсации или удвоенная входная частота в герцах, а C – емкость в Фарадах.

Основными преимуществами двухполупериодного мостового выпрямителя является то, что он имеет меньшее значение пульсации переменного тока для данной нагрузки и меньший резервуар или сглаживающий конденсатор, чем эквивалентный полуволновой выпрямитель. Следовательно, основная частота пульсирующего напряжения в два раза больше частоты переменного тока (100 Гц), где для полуволнового выпрямителя она точно равна частоте питания (50 Гц).

Величина пульсирующего напряжения, которое накладывается поверх напряжения питания постоянного тока диодами, может быть практически устранена путем добавления значительно улучшенного π-фильтра (pi-фильтра) к выходным клеммам мостового выпрямителя. Этот тип фильтра нижних частот состоит из двух сглаживающих конденсаторов, как правило, одного и того же значения и дросселя или индуктивности через них, чтобы ввести путь с высоким полным сопротивлением в переменный компонент пульсации.

Мостовой выпрямитель

Другая, более практичная и более дешевая альтернатива – использовать готовый трехполюсный ИС-регулятор напряжения, например, LM78xx (где xx обозначает номинальное выходное напряжение) для положительного выходного напряжения или его обратный эквивалент, LM79xx для отрицательного выходное напряжение, которое может снизить пульсации более чем на 70 дБ (таблица данных), обеспечивая постоянный выходной ток более 1 ампера.

Многие схемы с этой технологией построены с мостовым выпрямителем. Мостовые выпрямители преобразуют переменный ток в постоянный, используя свою систему диодов, изготовленных из полупроводникового материала, либо полуволновым методом, который выпрямляет одно направление сигнала переменного тока, либо полноволновым методом, который выпрямляет оба направления входного переменного тока.

Диодный мост GBL10

Полупроводники – это материалы, которые пропускают ток, потому что они сделаны из металлов, таких как галлий, или металлоидов, таких как кремний, которые загрязнены такими материалами, как фосфор, в качестве средства контроля тока. Вы можете использовать мостовой выпрямитель для различных применений для широкого диапазона токов.

Мостовые выпрямители также имеют преимущество в том, что они выдают больше напряжения и мощности, чем другие выпрямители. Несмотря на эти преимущества, мостовые выпрямители страдают от необходимости использовать четыре диода с дополнительными диодами по сравнению с другими выпрямителями, вызывая падение напряжения, которое уменьшает выходное напряжение.

Какие бывают диодные мосты

Типы диодных мостов

Во время каждого полупериода ток протекает через два диода вместо одного, поэтому амплитуда выходного напряжения на два падения напряжения (2 * 0,7 = 1,4 В) меньше, чем амплитуда входного V _MAX. Частота пульсации теперь в два раза больше частоты источника питания (например, 100 Гц для источника 50 Гц или 120 Гц для источника 60 Гц.)

Хотя мы можем использовать четыре отдельных силовых диода для изготовления двухполупериодного мостового выпрямителя, готовые компоненты мостового выпрямителя доступны «в продаже» в диапазоне различных напряжений и токов, которые могут быть припаяны непосредственно к печатной плате. Или могут быть подключены с помощью лопастных разъемов.

Сглаживающий конденсатор

Сглаживающий выпрямитель

Однофазный полуволновой выпрямитель генерирует выходную волну каждую половину цикла и что нецелесообразно использовать этот тип схемы для получения постоянного источника постоянного тока. Однако двухполупериодный мостовой выпрямитель дает нам большее среднее значение постоянного тока (0,637 Вмакс) с меньшей наложенной пульсацией, в то время как выходной сигнал в два раза больше частоты входного источника питания.

Мы можем улучшить среднюю выходную мощность постоянного тока выпрямителя, одновременно уменьшая изменение переменного тока выпрямленного выходного сигнала, используя сглаживающие конденсаторы для фильтрации формы выходного сигнала. Сглаживающие или емкостные конденсаторы, подключенные параллельно с нагрузкой на выходе двухполупериодной мостовой выпрямительной схемы, увеличивают средний выходной уровень постоянного тока еще выше, поскольку конденсатор действует как запоминающее устройство, как показано ниже.

Двухполупериодный аппарат со сглаживающим конденсатором

Двухполупериодный аппарат со сглаживающим конденсатором

Сглаживающий конденсатор преобразует двухполупериодный волнистый выход выпрямителя в более плавное выходное напряжение постоянного тока.

Сглаживающий конденсатор 5 мкФ

Синий график на картинке показывает результат использования сглаживающего конденсатора 5 мкФ на выходе выпрямителя. Ранее напряжение нагрузки следовало за выпрямленной формой выходного сигнала до нуля вольт.

Цветовая маркировка полупроводниковых диодов

Тип диода	Цвет кольца (к.), точки (т.)
—	Со стороны катода (в середине корпуса)	Со стороны анода
Д2Б Д2В Д2Д Д2Е Д2Ж Д2И		Белая т. оранжевая т. голубая т. зеленая т. черная т. красная т.
Д9Б Д9В Д9Г Д9Д Д9Е Д9Ж Д9И Д9К Д9Л	Красная т. оранжевая т. желтая т. белая т. голубая т. зеленая и голубая т. две желтые т. две белые т. две зеленые т.	Красная т.
КД102А КД102Б	Желтая т. оранжевая т.	Зеленая т. синяя т.
КД103А КД103Б		Синяя т. желтая т.
КД105А КД105Б КД105В КД105Г	Белая или желтая полоса на торце корпуса	Зеленая т. красная т. белая или желтая т.
КД106 КД209А* КД209Б КД209В КД209Г	Метка черного, зеленого или желтого цвета	Белая т. черная т. зеленая т.

* Цвет корпуса коричневый.

Тип диода	Цвет кольца (к.), точки (т.)
—	Со стороны катода (в середине корпуса)	Со стороны анода
КД226А КД226Б КД226В КД226Г КД226Д КД226Е		Оранжевое к. красное к. зеленое к. желтое к. белое к. голубое к.
КД243А КД243Б КД243В КД243Г КД243Д КД243Е КД243Ж	Фиолетовое к. оранжевое к. красное к. зеленое к. желтое к. белое к. голубое к.
КД510А	Одно широкое и два узких зеленых к.
2Д510А	Одно широкое и одно узкое зеленое к.
КД521А		1 шир. + 2 узкие
КД521Б		Синие полосы
КД521В		Желтые полосы
КД522А	Одно узкое черное к.	Одно широкое
КД522Б	Два узких черных к.	Черное кольцо
КД522В	Три узких черных к.	+тип диода

Ситуация приводит к разрядке конденсатора примерно до 3,6 В, в этом примере, поддерживая напряжение на нагрузочном резисторе, пока конденсатор не перезарядится еще раз на следующем положительном наклоне импульса постоянного тока. Другими словами, конденсатор успевает разрядиться лишь на короткое время, прежде чем следующий импульс постоянного тока снова зарядит его до пикового значения. Таким образом, напряжение постоянного тока, приложенное к нагрузочному резистору, падает лишь на небольшую величину. Но мы можем улучшить это, увеличив значение сглаживающего конденсатора, как показано на рисунке.

Сглаживающий конденсатор 50 мкФ

Здесь мы увеличили значение сглаживающего конденсатора в десять раз с 5 мкФ до 50 мкФ, что уменьшило пульсацию, увеличив минимальное напряжение разряда с предыдущих 3,6 вольта до 7,9 вольта. Используя схему симулятора Partsim, была выбрана нагрузка 1 кОм для получения этих значений, но, поскольку сопротивление нагрузки уменьшается, ток нагрузки увеличивается, что приводит к более быстрой разрядке конденсатора между импульсами зарядки.

Эффект питания тяжелой нагрузки одним сглаживающим или емкостным конденсатором может быть уменьшен за счет использования более крупного конденсатора, который накапливает больше энергии и меньше разряжается между зарядными импульсами. Как правило, для цепей питания постоянного тока сглаживающий конденсатор представляет собой алюминиевый электролитический тип, который имеет значение емкости 100 мкФ или более с повторяющимися импульсами напряжения постоянного тока от выпрямителя, заряжающего конденсатор до пикового напряжения.

Диодный мост KBU6J

Слишком низкое значение емкости, и конденсатор мало влияет на форму выходного сигнала. Но если сглаживающий конденсатор достаточно большой (можно использовать параллельные конденсаторы) и ток нагрузки не слишком велик, выходное напряжение будет почти таким же плавным, как чистый постоянный ток. Как общее практическое правило, мы рассчитываем иметь пульсирующее напряжение от пика до пика менее 100 мВ.

Как обозначается диодный мост на схеме

Диодный мост на схеме

Схема другого типа, которая производит ту же форму выходного сигнала, что и схема двухполупериодного выпрямителя, описанная выше.

Основным преимуществом этой мостовой схемы является то, что для нее не требуется специальный трансформатор с центральным отводом, что снижает его размеры и стоимость. Одна вторичная обмотка подключена к одной стороне сети диодного моста, а нагрузка – к другой стороне, как показано ниже.

Диодный мостовой выпрямитель

Диодный мостовой выпрямитель

Четыре диода, обозначенные от D ₁ до D ₄, расположены в виде «последовательных пар», и только два диода проводят ток в течение каждого полупериода. В течение положительного полупериода питания диоды D1 и D2 работают последовательно, в то время как диоды D3 и D4 смещены в обратном направлении, и ток протекает через нагрузку, как показано ниже.

Где применяется диодный мост

Типы выпрямительных систем различаются в зависимости от приложений, в которых вам нужно изменить напряжение или ток. В дополнение к уже рассмотренным применениям выпрямители находят применение в паяльном оборудовании, электросварке, радиосигналах AM, импульсных генераторах, умножителях напряжения и цепях питания.

Применение диодного моста

Паяльники, которые используются для соединения частей электрических цепей, используют полуволновые выпрямители для одного направления входного переменного тока. Методы электросварки, в которых используются мостовые выпрямительные схемы, являются идеальными кандидатами для обеспечения постоянного поляризованного напряжения питания.

AM-радио, которое модулирует амплитуду, может использовать полуволновые выпрямители для обнаружения изменений во входном электрическом сигнале. Схемы генерации импульсов, которые генерируют прямоугольные импульсы для цифровых схем, используют полуволновые выпрямители для изменения входного сигнала.

Выпрямители в цепях электропитания преобразуют переменный ток в постоянный от разных источников питания. Это полезно, поскольку постоянный ток обычно отправляется на большие расстояния, прежде чем он преобразуется в переменный ток для бытовых электрических и электронных устройств. Эти технологии широко используют мостовой выпрямитель, который может справиться с изменением напряжения.

Читайте также. Похожие записи.

Поделитесь статьей:

comments powered by HyperComments

Зачем нужен диодный мост — Яхт клуб Ост-Вест

Дио́дный мо́ст — электрическое устройство, предназначенное для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий (постоянный). Такое выпрямление называется двухполупериодным [1] .

Содержание

Порядок работы [ править | править код ]

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

Эта же схема может быть использована при питании ответственных нагрузок постоянным током в целях их защиты от переполюсовки.

Выпрямитель [ править | править код ]

Преимущества [ править | править код ]

Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:

• получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе
• избежать постоянного тока подмагничивания в питающем трансформаторе
• увеличить коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (для однополупериодного выпрямителя он составляет около 0,45, так как через нагрузку протекает только один полупериод переменного тока), что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки [ править | править код ]

• Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно в низковольтных схемах. Одновременно удваиваются потери энергии (рассеяние тепла) на выпрямительных диодах, что ощутимо снижает КПД мощных низковольтных (на напряжение в несколько вольт) выпрямителей. Частично этот недостаток может быть преодолён за счет использования диодов Шоттки с малым падением напряжения. Также меньшими потерями энергии при мощном низковольтном выпрямлении обладает двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, в котором ток в каждом полупериоде протекает не через два, а через один диод.
• При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Конструкция [ править | править код ]

Маркировка [ править | править код ]

• материал диодов:

• 1 или Г — германий или его соединения
• 2 или К — кремний или его соединения
• 3 или А — соединения галлия
• 4 или И — соединения индия

Ц — мост

число (2…4 цифры) Обозначают порядковый номер разработки данного типа моста.

буква

Определение

Диодный мост – это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название – двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности – диодов Шоттки.

Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких (для однофазной цепи – четырёх) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.

Он может состоять из дискретных элементов, распаянных на плате, но в 21 веке чаще встречаются соединенные диоды в отдельном корпусе. Внешне это выглядит, как и любой другой электронный компонент – из корпуса определенного типоразмера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.

Стоит отметить, что несколько совмещенных в одном корпусе вентилей, которые соединены не по мостовой схеме, называют диодными сборками.

В зависимости от сферы применения и схемы подключения диодные мосты бывают:

Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какое использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается мост из отдельных элементов или используется готовый.

Принцип действия

Давайте разбираться, как работает диодный мост. Начнем с того, что диоды пропускают ток в одном направлении. Выпрямление переменного напряжения происходит за счет односторонней проводимости диодов. За счет правильного их подключения отрицательная полуволна переменного напряжения поступает к нагрузке в виде положительной. Простыми словами – он переворачивает отрицательную полуволну.

Для простоты и наглядности рассмотрим его работу на примере однофазного двухполупериодного выпрямителя.

Принцип работы схемы основам на том, что диоды проводят ток в одну сторону и состоит в следующем:

На вход диодного моста подают переменный синусоидальный сигнал, например 220В из бытовой электросети (на схеме подключения вход диодного моста обозначается как AC или

).

Каждая из полуволн синусоидального напряжения (рисунок ниже) пропускается парой вентилей, расположенных на схеме по диагонали.

Положительную полуволну пропускают диоды VD1, VD3, а отрицательную — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.

Такой сигнал называется – выпрямленное пульсирующее напряжение. Для того, чтобы его сгладить, в схему добавляется фильтр с конденсатором.

Основные характеристики

Рассмотрим основные характеристики полупроводниковых диодов. Латинскими буквами приведено их обозначение в англоязычной технической документации (т.н. Datasheet):

• V_rpm – пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения pn-переход необратимо разрушается.
• V_r(rms) – среднее обратное напряжение. Нормальное для работы, то же что и U_обр в характеристиках отечественных компонентов.
• I_o – средний выпрямленный ток, то же что и I_пр у отечественных.
• I_fsm – пиковый выпрямленный ток.
• V_fm – падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0.6-0.7В, и больше у высокотоковых моделей.

При ремонте электронной техники и блоков питания или их проектировании новички спрашивают: как правильно выбрать диодный мост?

В этом случае самыми важными для вас параметрами будут обратное напряжение и ток. Например, чтобы подобрать диодный мост на 220В, нужно смотреть на модели с номинальным напряжением больше 400В и нужный ток, например, KBPC106 (или 108, 110). Его технические характеристики:

• максимальный выпрямленный ток – 3А;
• пиковый ток (кратковременно) – 50А;
• обратное напряжение – 600В (800В, 1000В у KBPC108 и 110 соответственно).

Запомните эти характеристики и вы легко сможете определить, какой выбрать вариант по каталогу.

Схемы выпрямителей

Выпрямление тока в блоках питания – основное назначение, среди других компонентов схемы можно выделить входной фильтр, который подключают после выпрямителя – он предназначен для сглаживания пульсаций. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее!

В первую очередь стоит отметить, что диодным мостом называют схему однофазного выпрямителя из 4 диодов или трёхфазного из 6. Но любители часто так называют схему выпрямителя со средней точкой.

У двухполупериодного выпрямителя к нагрузке поступает две полуволны, а у однополупериодного – одна.

Чтобы не было путаницы, давайте разбираться в терминологии.

Ниже вы видите однофазную двухполупериодную схему, её правильное название «Схема Гретца», именно её чаще всего подразумевают под названием «диодный мост».

Схема Ларионова – трёхфазный диодный мост, на выходе сигнал двухполупериодный. Диоды в нём пропускают полуволны, открываясь на линейное напряжение, т.е. поочередно: верхний диод фазы A и нижний диод фазы B, верхний фазы B и нижний фазы C и т.д.

Для полноты картины следует рассказать и о других схемах выпрямителей переменного напряжения.

Однополупериодный выпрямитель из 1 диода, включенного последовательно с нагрузкой. Применяется в балластных блоках питания, маломощных миниатюрных блоках питания, а также в приборах, нетребовательных к коэффициенту пульсаций. К нагрузке поступает только одна полуволна.

Двухполупериодный со средней точкой – это и есть то, что ошибочно называют мостом из 2 диодов. Здесь каждую полуволну проводит только один диод. Её преимуществом является больший КПД, чем у схемы Гретца, за счет меньшего числа полупроводниковых вентилей. Однако её использование осложнено тем, что нужен трансформатор с отводом от средней точки, что отражено на схеме принципиальной. Её нельзя использовать для выпрямления сетевого напряжения 220В.

Выпрямитель из сборок Шоттки. Используется в импульсных блоках питания, потому что у диодов Шоттки меньше время обратного восстановления, малая барьерная ёмкость (быстрее переход из открытого состояния в закрытое) и малое прямое падение напряжения (меньше потерь). Чаще всего Шоттки встречаются в сборках, с общим анодом или катодом, как изображено на рисунке ниже.

Поэтому для сборки схемы моста потребуется несколько сборок. Ниже приведен пример из 3 сборок Шоттки с общим катодом.

Из 4 сборок с общим катодом. Отличается от предыдущей тем, что выдерживает больший ток, при тех же компонентах потому, что Шоттки в ней соединены параллельно.

Из 2 сборок Шоттки – одна с общим анодом и одна с общим катодом. Узнать о том, что такое анод и катод, вы можете в нашей отдельной статье.

Как спаять и подключить

Изучать и знать схемы не сложно, основные трудности возникают, когда новичок решает спаять диодный мост своими руками. Для пайки выпрямителя из 4 советских экземпляров типа кд202 используйте иллюстрацию приведенную ниже.

Для сборки диодного моста из современных дискретных диодов типа маломощных 1n4007 (и других – все выглядят аналогично и отличаются только размерами) внимательно посмотрите на следующую иллюстрацию.

Но если вы не собираете его из отдельных деталей, а используете готовый мост, то смотрите ниже, как правильно подключить его в цепь.

Также новичкам будет интересно посмотреть видео о том, как сделать простейший блок питания на 12В:

Область применения и назначение

Чаще всего диодные мосты используют в блоках питания. В трансформаторных БП они подключаются ко вторичной обмотке трансформатора

В импульсных БП – ко входу сети 220В. При этом электронная схема управления и силовая цепь ИБП питается от выпрямленного и сглаженного (не всегда) сетевого напряжения (достигает порядка 300-310 Вольт).

На выводах вторичной обмотки импульсного блока питания высокочастотное переменное напряжение. Для того, чтобы его выпрямить, устанавливают сборки из сдвоенных диодов Шоттки. В связи с этим часто используют схему выпрямления со средней точкой.

В автомобилях и мотоциклах используются трёхфазные диодные мосты, собранные по схеме Ларионова с тремя дополнительными вентилями, потому что для питания бортовой сети используется трёхфазный генератор. Мост в генераторе выполняется в виде сектора окружности и устанавливается на его задней части.

Исключение составляют некоторые современные автомобили Toyota и прочих марок, в них используют 6 фазный генератор, для реализации двенадцатипульсной схемы выпрямления из 12 вентилей. Это нужно для снижения пульсации и увеличения выходного тока.

Способы проверки

Для проверки диодного моста лучше всего подходит мультиметр в режиме проверки диодов.

Для этого нужно прозвонить на короткое замыкание входную, затем выходную (диодный мост должен быть выпаян).

Не выпаивая прямо на плате, вы можете измерить падение напряжения на переходах диодов. Для этого нужно определить цоколевку моста, обычно она указывается прямо на корпусе, что мы и рассматривали выше.

На экране мультиметра в прямом смещении должно отображаться цифры в пределах 500-800 мВ, а в обратном – выше 1500 и до бесконечности (зависит от конкретного компонента и измерительного прибора). Тоb же самое можно сделать в режиме Омметра, как показано на рисунке ниже.

Более подробно этот процесс описан в статье «как проверить диодный мост», где кроме методики проверки мы рассказали и о признаках неисправности. Также ознакомьтесь с видео о том, как проверить однофазный выпрямитель и диодный мост автомобильного генератора:

На этом мы и заканчиваем наше подробное объяснение. Надеемся, теперь вам стало понятно, для чего нужен диодный мост и что он делает в электрической цепи. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Большинство электростанций вырабатывает переменный ток. Это связано с особенностью конструкции генераторов. Исключение составляют лишь солнечные панели, с которых снимается постоянный ток.

Вообще, выбор между постоянным и переменным током с точки зрения производства, транспортировки и потребления – это борьба противоречий.

Производить (вырабатывать на электростанциях) удобнее и проще переменный ток.

Транспортировать экономически выгодно постоянный ток. Смена полупериодов переменного напряжения приводит к потерям.

С точки зрения трансформации (уменьшение величины напряжения) удобнее работать с переменным током. Принцип работы трансформаторы построен на пульсирующем или переменном напряжении.

Большинство потребителей электроэнергии (речь идет об устройствах) работают на постоянном токе. Электросхемы не могут работать с переменным напряжением.

В результате мы имеем следующую картину:
До розетки доходит переменный ток с напряжением 220 вольт. А все домашние электроприборы (за исключением тех, которые содержат мощные электродвигатели и нагревательные элементы) питаются постоянным током.

Внутри большинства домашнего оборудования есть блоки питания. После понижения (трансформации) величины напряжения, необходимо преобразовать ток из переменного в постоянный. Основой такой схемы является диодный мост.

Для чего нужен диодный мост?

Исходя из определения, переменный ток с определенной частотой (в бытовой электросети 50Гц) меняет свое направление, при неизменной величине.

Происходит это в два или три этапа:
С помощью диодной сборки переменный ток превращается в пульсирующий. Это уже выпрямленный график, однако, для нормального функционирования схемы такого качества питания недостаточно.

Для сглаживания пульсаций, после моста устанавливается фильтр. В простейшем случае – это обычный полярный конденсатор. При необходимости увеличить качество – добавляется дроссель.

После преобразования и сглаживания, необходимо обеспечить постоянную величину рабочего напряжения.

Для этого, на третьем этапе устанавливаются стабилизаторы напряжения.

И все же, первым элементом любого блока питания является диодный мост.

Он может быть выполнен как из отдельных деталей, так и в моно корпусе.

Первый вариант занимает много места и сложнее в монтаже.

Есть и преимущества:
такая конструкция стоит недорого, легче диагностируется, и в случае выхода из строя одного элемента – меняется только он.

Вторая конструкция компактна, исключены ошибки в монтаже. Однако стоимость несколько выше, чем у отдельных диодов и невозможно отремонтировать один элемент, приходится менять весь модуль.

Принцип работы диодного моста

Вспомним характеристики и назначение диода. Если не вдаваться в технические детали – он пропускает электрический ток в одном направлении, и закрывает ему путь в противоположном.

Этого свойства уже достаточно для того, чтобы собрать простейший выпрямитель на одном диоде.

Элемент просто включается в цепь последовательно, и каждый второй импульс тока, идущий в противоположном направлении – отрезается.

Такой способ называется однополупериодным, и у него есть множество недостатков:

Очень сильная пульсация, между полупериодами возникает пауза в подаче тока, равная длине половины синусоиды.

В результате отрезания нижних волн синусоиды, напряжение уменьшается вдвое. При точном измерении уменьшение оказывается больше, поскольку потери есть и в диодах.

Способность снижать напряжение вдвое при его выпрямлении, нашла применение в ЖКХ.

Жильцы многоквартирных подъездов, устав менять постоянно перегорающие лампочки – оснащают их диодами.

При включении последовательно, снижается яркость свечения и лампа «живет» гораздо дольше.

Правда сильное мерцание утомляет глаза, и такой светильник годится лишь для дежурного освещения.

Для уменьшения потерь, применяется соединение четырех элементов.

Двухполупериодный диодный мост, схема работы:

В каком бы направлении не протекал переменный ток на вводных контактах, выход диодного моста обеспечивает неизменную полярность на его выходных контактах.

Частота пульсаций такого соединения ровно в два раза выше частоты переменного тока на входе.

Поскольку плечи моста не могут одновременно пропускать ток в обоих направлениях – обеспечивается стабильная защита схемы.

Даже если у вас в устройстве перегорел диодный мост – короткого замыкания или скачка напряжения не будет.

Надежность мостовой схемы проверена десятилетиями. Защита от перенапряжения на входе гарантируется трансформатором.

От перегрузки спасает стабилизатор на выходе. Пробивает диодный мост лишь в случае использования бракованных деталей, или в автомобиле, где схема подвергается постоянным нагрузкам.

Как работает диодный мост при минимальном напряжении?

Падение напряжения в диодном мосту составляет до 0,7 вольт. При использовании обычной элементной базы в низковольтных схемах, иногда падение напряжения составляет до 50% от номинала блока питания. Такая погрешность недопустима.

Для обеспечения работы блоков питания с напряжением от 1,5 вольт до 12 вольт – используются диоды Шоттки.

При прямом протекании тока, падение напряжения на одном кристалле составляет не более 0,3 вольта. Умножаем на четыре элемента в мосту – получается вполне приемлемое значение потерь.

Кроме того, если проверить мультиметром диодный мост Шоттки на уровень помех – вы получите значение, недостижимое для кремниевых p-n диодов.

Еще одно достоинство, обусловленное отсутствием p-n перехода – способность работать на высокой частоте.

Поэтому выпрямители сверх высокочастотного напряжения делают исключительно на диодах этого типа.

Однако у диодов Шоттки есть и недостатки. При воздействии обратного напряжения, пусть даже кратковременном – элемент выходит из строя.

Проверка диодного моста мультиметром показывает, что именно эта причина имеет необратимые последствия.

Обычный германиевый или кремниевый элемент с p-n переходом самостоятельно восстанавливаются после переполюсовки.

Поэтому мосты на диодах Шоттки применяются только в низковольтных блоках питания и при наличии защиты от обратного напряжения.

Что делать, если есть подозрения на поломку моста?

Выпрямитель собран на обычной элементной базе, поэтому мы расскажем, как в домашних условиях проверить диодный мост мультиметром.

На иллюстрации видно, как протекает ток по мосту. Принцип тестирования такой же, как при проверке одиночных диодов.

Смотрим по справочнику, какие выводы модуля соответствуют переменному входу или полярному выходу – и выполняем прозвонку.

Как прозвонить диодный мост без выпаивания из схемы?

Поскольку ток в обратном направлении через диод не течет, неправильные результаты проверки говорят о пробое моста.

Извлекать мост нет необходимости, остальные элементы блока питания не оказывают влияния на измерение.

Итог: Любой из вас сможет как самостоятельно собрать диодный мост, так и отремонтировать его в случае поломки. Достаточно иметь элементарные навыки в электротехнике.

Смотрите видео: как мультиметром проверить диодный мост генератора вашего автомобиля.

Подробный рассказ о том как проверить диодный мост мультиметром в этом видео сюжете

Диодный мост с доп. диодами и диодный мост без доп. диодов — Генераторы — — Каталог статей

Все статьи про диодный мост

Диодный мост с дополнительными диодами и диодный мост без дополнительных диодов

Схема генератора с  дополнительными диодами имеет  следующие свойства

1. Позволяет провести ток возбуждения прямо внутри генератора минуя контакты замка зажигания

2. Цепь возбуждения с дополнительными  диодами отделена от аккумулятора лампочкой, это снижает первоначальный ток возбуждения и исключает быструю разрядку аккумулятора, если двигатель не завелся, а зажигание включено.

3. При запуске двигателя, в генератор через лампочку проходит очень маленький ток возбуждения,  поэтому генератор вращается очень легко, что облегчает работу стартера.

4. Лампочка в цепи возбуждения ограничивает ток первоначального возбуждения и позволяет контролировать работу генератора

 

Теперь более подробно  

На автомобилях применяется трехфазный синхронный генератор переменного тока.

Для работы электрооборудования нужен постоянный ток, поэтому в генераторе обязательно установлен выпрямитель. Выпрямитель трехфазного генератора – это диодный мост

по схеме Ларионова.-Три плеча по два диода

Такие диодные мосты использовались на ранних типах генераторов для автомобилей «Москвич», «Зил 130», «Жигули»

Простой диодный мост на Жигули без дополнительных диодов

 

 

Любой автомобильный генератор работает в паре с регулятором напряжения. Регулятор поддерживает заданный уровень напряжения генератора. Через регулятор напряжения проходит ток возбуждения, который создает магнитное поле ротора. При вращении ротора происходит изменение магнитного поля, пересекающего обмотку генератора, что рождает в обмотке генератора ЭДС.

В ранних генераторах использовался самый простой транзисторный регулятор напряжения

 

Посмотрим схему

 

 

Для возбуждения генератора сначала нужно подать в него ток от аккумулятора. При включении зажигания этот ток проходит от аккумулятора, через точку выхода выпрямителя и далее, через щетки в обмотку возбуждения. Когда генератор возбудился, то он уже сам становится источником, и начинает заряжать аккумулятор, и питать все нагрузки. Часть своего тока генератор отдает на собственное возбуждение. Ток возбуждения идет через замок зажигания

Ток возбуждения мощного генератора достигает 5 Ампер, это довольно большой ток, который греет провода и нагрузки, а при размыкании создает сильную искру. Весь ток возбуждения проходит через контакты замка зажигания, и  контакты постепенно сгорают. Это снижает надежность замка зажигания — ухудшается зарядка аккумулятора и нарушается стабильность работы системы зажигания. Надо сделать так, чтобы ток возбуждения, не проходил через замок зажигания. Питание обмотки  возбуждения можно сделать прямо в генераторе, если отвести часть тока обмоток, через дополнительные диоды. 

По мере накопления опыта использования генераторов переменного тока первого поколения, выявилась такая проблема. Аккумулятор оказывался разряженным, неожиданно для водителя. Причина была в том, что забытый или случайно оставленный включенным замок зажигания, держал цепь возбуждения генератора включенной и аккумулятор разряжался через обмотку возбуждения током 3-5 ампер. Для не очень нового и, как обычно, не полностью заряженного аккумулятора достаточно 2-3 часа и аккумулятор уже не мог завести двигатель. Такое явление объяснялось тем, что для первоначального возбуждения генератора при запуске двигателя, обмотка возбуждения питалась от аккумулятора через замок зажигания. Если замок зажигания выключен, то проблемы не было. Но один – два раза в год многие водители не выключали зажигание по разным причинам.

 

 

 

Применение дополнительных диодов и предварительное возбуждение через лампочку, позволило решить эту проблему.

Аккумулятор, по-прежнему, был необходим для первоначального возбуждения, но в цепь возбуждения включали лампочку, которая сильно ограничивала ток возбуждения на уровне 100 миллиампер, для первоначально возбуждения генератора этого было достаточно, но для работы генератора на полную мощность, нужен уже большой ток возбуждения — примерно 5 Ампер.

В такой схеме генератора — с лампочкой в цепи возбуждения, рабочий ток возбуждения подводится в ротор от дополнительного выпрямителя, который не связан с аккумулятором, поэтому, если двигатель не работал, оставленный включенным, замок зажигания, не приводил к быстрой разрядке аккумулятора, так как на пути тока разрядки стояла лампочки и сильно ограничивала ток.

Через замок зажигания проходит проходит только ток первоначального возбуждения, ограниченный лампочкой, это разгружает контакты замка зажигания и делает систему зарядки более надежной.

Лампочка становится очень удобным индикатором процесса зарядки. Если она горит, при работающем двигателе, значит генератор не заряжает аккумулятор.

 

 

 

 

Таким образом, смысл применения дополнительных диодов для питания обмотки возбуждения генератора состоит  в том,  чтобы ток возбуждение генератора отбирался прямо в генераторе и не проходил через замок зажигания, и  чтобы не происходила неожиданная разрядка аккумулятора, если замок зажигания оставался включенным при неработающем двигателе.

Еще одно важное достоинство схемы генератора с дополнительными диодами:

При запуске двигателя в схеме без доп. диодов,  сразу идет большой ток возбуждения от аккумулятора,  генератор полностью возбуждается и сильно сопротивляется вращению стартера.

В схеме с лампочкой, ток первоначального возбуждения получается небольшим и генератор крутить легко, он полностью возбуждается уже после отключения стартера, что заметно облегчает запуск двигателя.

 

Схема с дополнительными диодами широко применялась всеми производителями генераторов в 80 и 90-е годы, и до сих пор, генераторы по этой схеме производятся для автомобилей прежних лет выпуска.

 

Для современных генераторов схема с дополнительными диодами не применяется. Диодные мосты с дополнительными диодами выпускаются только для генераторов, разработанных в прошлом.

В современных, в генераторах применяют более сложные регуляторы напряжения с микроконтроллерами, они позволяют точно регулировать напряжение, разгружать замок зажигания, защищать аккумулятор от разрядки, облегчать работу стартера при запуске. (См статью «Генераторы S IG L Denso Toyota.) . и обеспечивать расширенные  функции диагностики генератора.

 

 

К такому типу генераторов относится и последнее поколение российских генераторов без дополнительных диодов с многофункциональным регулятором напряжения.

Это генераторы на  «Шеви -Ниву», «Калину», «Гранту» и все последующие модели ВаЗ, а также наиболее современные генераторы для ГАЗа и  КАМАЗА

 

— .

 

 

В настоящее время производятся диодные мосты трех поколений. Для старых генераторов без дополнительных диодов, для генераторов среднего поколения с дополнительными диодами и для современных генераторов, снова без дополнительных диодов. 

 

                            

 

 

                            

 

 

                             

 

 

Если конструктивно диодные мосты совпадают, то для старых генераторов вполне можно использовать диодный мост с доп. диодами, при этом про доп. диоды надо просто забыть.

Можно использовать и наоборот, все будет работать, лампочку придется шунтировать, то есть, восстановить старую схему, только не надо забывать выключить зажигание, если двигатель не работает. 

Для многих современных генераторов диодные мосты без доп диодов, имеют конструкцию выходящую из предыдущей с дополнительными диодами, (сравним  БВО 3 -105-01 и  БВО 4-105-01 см. последний рисунок) поэтому они полностью совместимы по размерам и местам крепления.

Старый диодный мост с доп диодами можно смело ставить в более современный генератор (9402.3701-03 без доп диодов), но регулятор напряжения нужно поставить тоже старого типа (778.3702). Можно поставить и с новым регулятором (845.3702) только дополнительные диоды не присоединять, но придется сделать дополнительный вывод фазы для работы многофункционального регулятора напряжения и соединить второй вывод регулятора с плюсовым выводом диодного моста.. Наоборот тоже можно ставить. Если есть диодный мост без доп. диодов, его можно поставить в старый генератор (9402.3701), но нужно, либо припаять доп. диоды, либо подобрать регулятор напряжения, который работает с управлением от фазы (845. 3702). Внешняя проводка в переделках не нуждается.

Диодные мосты с доп. диодами могут иметь дополнительную клемму, подключенную к фазе. Она нужна для очень ранних генераторов, которые стояли на «Волгах» и «Газелях», с тахометрами, которые как у дизельных машин, работали от генератора. Эти диодные мосты можно смело ставить на более современные генераторы.

 

диодов — Выбор правильного мостового выпрямителя

Для выбора мостового выпрямителя : Краткий список частей, которые превышают требуемое максимальное напряжение и требуемый ток с достаточным запасом, как описано ниже.

Для синусоидального выходного сигнала от трансформатора необходимое напряжение будет в sqrt (2) = 1,4142 раза больше номинального выходного напряжения трансформатора, поскольку трансформаторы рассчитаны на среднеквадратичное напряжение , а не пиковое. Кроме того, трансформаторы обычно, но не всегда, имеют номинальное значение ниже, чем фактическое напряжение, которое они создают на вторичной обмотке без нагрузки: оно падает до номинального напряжения, когда трансформатор пропускает номинальный ток полной нагрузки.Следовательно, на всякий случай, мне подходит примерно 2,5-кратное номинальное напряжение трансформатора.

Для расчета тока также 2,5-кратный ожидаемый ток нагрузки является нормальным — поскольку вам понадобится мост , чтобы выдержать начальный скачок тока , когда любые накопительные конденсаторы, следующие за мостом, заряжаются после включения питания.

Теперь, когда у вас есть номиналы напряжения и тока, которые нужно искать, список доступных деталей может показать вам деталей с более высокими номинальными характеристиками, которые на дешевле, чем те, которые просто соответствуют вашим требованиям, поэтому просто выбирайте детали с более высокими номиналами.

Например, в местных магазинах рядом с моим домом мост BR68 продается менее чем за половину от BR36, несмотря на гораздо более высокий рейтинг. Это связано с экономией на масштабе — здесь чаще используется деталь BR68.

Еще одно соображение — это физический размер . / Компоновка печатной платы: мосты с более высокими номиналами имеют тенденцию увеличиваться в размерах. Кроме того, иногда модули SIP с выводом выводов просто более удобны на печатной плате по сравнению с квадратными выводами, если вертикальное пространство не является проблемой.

---

Для дискретного выбора диода : Применяются те же вычисления , что и для моста. Ключевым преимуществом использования дискретных частей является то, что рассеивание тепла немного менее утомителен, поскольку каждый диод имеет собственное окружающее пространство для рассеивания тепла.

Незначительным дополнительным преимуществом является возможность творческих макетов печатных плат , когда это необходимо, вместо того, чтобы заставлять отказываться от конкретной смежной области на плате.

Преобразователь частоты Выпрямитель

Чтобы лучше понять преобразователь частоты (ЧРП), необходимо объяснить некоторые из основных частей преобразователя частоты. Две основные части ЧРП — это выпрямитель и инвертор. Первый преобразует переменное напряжение в постоянное; второй преобразует это постоянное напряжение в переменное напряжение с переменной величиной и частотой. Таким образом, вместе они образуют преобразователь переменного тока в переменный, который можно разместить между обычной электрической сетью и нагрузкой с особыми требованиями к характеристикам напряжения и частоты.

Выпрямитель

Наиболее распространенными компонентами преобразователя частоты для преобразования переменного напряжения в постоянное являются обычные полупроводниковые диоды. Это сделано по нескольким причинам. Во-первых, эти диоды как раз то, что нужно, потому что они проводят ток в одном направлении и блокируют его в другом. Напряжение переменного тока становится положительно или отрицательно выпрямленным. Фактически выпрямляется именно ток. Для создания напряжения потребуются дополнительно выпрямленные конденсаторы.Вторая причина использования диодов в качестве основных компонентов выпрямителя в преобразователе частоты — это низкая цена по сравнению с другими полупроводниковыми технологиями. Диод также намного надежнее других (управляемых) полупроводников. Третья причина, которая делает выбор в пользу логики диодов, — это отсутствие управляющей электроники, которая вводит или выводит проводимость диода. Процесс коммутации происходит естественным образом, поэтому управление не требуется. Из-за использования диодов можно сделать несколько предположений:

• Диоды действуют как переключатели без тока утечки или падения напряжения
• Переключение происходит без выдержки времени.
• Предположите идеальное трехфазное синусоидальное входное напряжение
• Предположим постоянный выходной ток

При использовании диодов есть еще много возможностей для настройки положения и количества диодов для выпрямления переменного напряжения для частотно-регулируемых приводов.

Однофазный выпрямитель

1. Текущий курс
Диод на рисунке 1 можно сравнить с переключателем, который замкнут при t = 0 (рисунок 2). Формула для текущего тока:

С:

Течение i (t) имеет курс, как показано на рисунке 3 (a). Этот рисунок дает две важные характеристики диода в схеме. Как замыкающий переключатель, ток покажет переходное явление.Когда напряжение становится положительным, ток также будет равен нулю из-за индуктивности в цепи.

Рис.1 Однофазный однополупериодный выпрямитель

Рис. 2 (а) Переключатель как эквивалент диода; (b) Переключатель направления тока

Индуктивность будет противодействовать причине изменения магнитного поля, а именно возрастающему току, создавая напряжение с потенциалом, противоположным напряжению источника. Это уменьшает ток, который может протекать в цепи частотно-регулируемого преобразователя.Таким образом, ток не будет следовать курсом, пропорциональным напряжению, а вместо этого будет отставать. В отличие от обычного переключателя, диод не может проводить ток в отрицательном направлении. Когда ток становится равным нулю, происходит естественная коммутация, и ток становится равным нулю. Все напряжение фиксируется на диоде. Выпрямляется ток и тем самым повышается напряжение над сопротивлением. Время, в течение которого диод проводит, зависит от соотношения между индуктивным и резистивным сопротивлением. С комбинацией индуктивности и резистора это время составляет от пятидесяти до ста процентов периода источника входного напряжения частотно-регулируемого привода.По истечении этого периода снова повторяется тот же цикл.

2. Напряжение тока
Предполагается, что на диоде нет падения напряжения в проводящем состоянии. При этом всегда действительна следующая формула:

u = u _Ll + u _Rl

с:

u _Rl = i x R _l

На Рисунке 3 (а) текущий курс дан для одного периода. (T = 2π) Максимальный ток i _max достигается в момент времени t _m .Из уравнения klk видно, что напряжение на резисторе u _Rl имеет такую ​​же форму. Поскольку нагрузка (индуктивность и резистор) получает все синусоидальное напряжение, для каждого момента между 0 и t ₂ применима следующая формула:

u _Ll = u — u _Rl

От 0 до t _m ток увеличивается, и напряжение на индуктивности становится положительным. От t _m до t ₂ ток уменьшается до нуля, а индуктивность вызывает отрицательное напряжение.Чистая индуктивность не потребляет полезную энергию в течение всего периода. Это действительно здесь.

Рис. 3 Изменение тока и напряжения однофазного выпрямителя за один период

От 0 до t _м индуктивность нагружается энергией:

W = ½L _л x i _макс ²

И перенапряжение, и ток через катушку индуктивности имеют одинаковый знак. Между моментом времени t _m и t ₂ эта накопленная энергия возвращается обратно в резистор в цепи.Ток положительный, а напряжение на индуктивности становится отрицательным. Поток энергии снова:

W = ½L _л x i _макс ²

В момент времени t ₂ вся энергия индуктивности текла обратно в цепь. Третий график на рисунке 3 показывает зависимость напряжения от индуктивности. Когда добавляются следующие два интеграла, сумма равна нулю.

Это должно быть связано с тем, что φ — это магнитный поток индуктивности из-за изменения тока, а чистый поток через один период должен быть равен нулю.Это важная характеристика идеальной индуктивности, которая называется критерием равной площади. Среднее напряжение при этом тоже нулевое. Среднее выходное напряжение vfd, которое при использовании критерия равной площади равно среднему напряжению на резисторе, может быть получено как функция угла проводимости.

Выражение u _ai используется, потому что это среднее значение (суффикс a) и идеализированная ситуация, когда считается, что выпрямитель не имеет потерь (суффикс i).Тогда средний выходной ток станет:

I _г = U _gi / R _л

Чтобы узнать значение угла проводимости β, можно использовать следующую формулу:

Это можно решить только итерацией. Это показано на рисунке 4.

Рис. 4 Кривая β для различных значений φ

Трехфазное полуволновое выпрямление

Принцип трехфазного полуволнового выпрямления с частотно-регулируемым приводом заключается в захвате положительных или отрицательных пиков трехфазных напряжений с помощью три диода.Фазное напряжение — это потенциал между нейтральной точкой и одним из фазных проводов. Схема выпрямления построена, как показано на рисунке 5. На двух графиках показаны три фазных напряжения и выходное напряжение. Оба графика начинаются с положительного изменения фазного напряжения u ₁ . С момента времени t ₁ напряжение u ₁ является самым высоким из того, что дает диод D ₁ , который будет проводить. Когда D ₁ проводит, потенциал на катодах обоих других диодов D ₂ и D3 достигнет того же потенциала, что и u ₁ .Так что они блокируют. В момент времени t ₂ напряжение u ₂ становится выше, и с этого момента на диоде D ₂ начинает проводиться ток, так что катод D ₁ достигает того же потенциала, что и u ₂ , и блокируется. То же самое происходит с напряжением u ₃ и диодом D ₃ . Когда выпрямительная схема соединена (здесь через трансформатор) с электрической сетью, порядок фаз в сети определяет, когда какой диод проводит, а когда блокирует.

Рис. 5 Схема и волновая диаграмма трехфазного полуволнового выпрямителя

Важным процессом является переход между проводящими состояниями различных диоды. Это называется коммутацией. Поскольку выпрямительные схемы состоят из простых диоды, коммутация произойдет естественная. Потому что всегда есть какая-то индуктивности в цепи, процесс коммутации никогда не произойдет сразу. В в используемом примере индуктивность рассеяния трансформатора предотвращает резкое изменение по току через диод, из проводящего состояния в состояние блокировки или наоборот.В На рис. 5 в момент времени t ₂ ток через D ₁ все еще будет течь, когда D ₂ начнет проводить. В в этот момент будут замкнуты фазы u ₁ и u ₂ . Напряжение короткого замыкания на катоды обоих диодов задаются следующей формулой:

u _c = (u ₁ + u ₂ ) / 2

После t ₂ напряжение u ₁ становится меньше, а напряжение u ₂ более положительным, так что i _d1 уменьшается, а i _d2 увеличивается.Время полного проведения или блокировки определяется индуктивностями и разницей между u _c и u ₂ соответственно u ₁ . График этого процесса приведен ниже на рисунке 6.

Рис. 6 Фактические формы сигналов в выпрямителе из-за коммутации между диодами

Следующим важным фактором, который можно вывести, является средняя составляющая постоянного тока выпрямленного напряжения VFD U _ai . Это можно сделать с помощью рисунка 7. На этом графике начало координат выбрано таким образом, чтобы фазовое напряжение u ₁ достигло своего максимума в нулевой момент времени.

Рис.7 Пульсации на выходном выпрямленном напряжении

Таким образом, для описания изменения фазного напряжения применима следующая формула:

u ₁ = û.cos wt

Теперь легко вычислить среднюю составляющую напряжения постоянного тока:

Потому что входное напряжение — синусоида! следующее выражение для среднего значения действительно:

Выходной ток имеет ту же форму, что и напряжение, поэтому справедливо то же выражение, что и в случае однофазного выпрямителя:

I _г = U _gi / R _л

Трехфазный мостовой выпрямитель

Трехфазный мостовой выпрямитель с частотно-регулируемым приводом использует шесть диодов вместо трех, как в трехфазном полуволновом выпрямителе.Теоретически можно подключить диодную цепь непосредственно к сети, но часто между сеткой и диодным мостом используется трансформатор. Это позволяет переключаться на другое напряжение и обеспечивает гальваническую развязку. Монтаж диодов показан на рисунке 8.

Рис. 8 Трехфазный мостовой выпрямитель, отделенный от сети трансформатором

Следующим важным различием между полуволновым и мостовым выпрямителем является использование линейного напряжения соответственно фазного напряжения.На рисунке 8 буквы L ₁ , L ₂ и L ₃ обозначают три линейных провода. Между этими проводами присутствует три напряжения переменного тока со сдвигом фаз 120 °. Это линейные напряжения. Показывающие напряжения u ₁₂ , u ₂₃ и u ₃₁ относятся к потенциалу между линейным проводом, обозначенным первым номером суффикса, и линейным проводом, обозначенным вторым номером суффикса. Например: если u ₁₂ положительно, это означает, что фазное напряжение u ₁ выше, чем фазное напряжение u ₂ , и тем самым потенциал линейного провода L ₁ выше, чем потенциал линейного провода. L ₂ , Глядя на диодную схему на Рисунке 8, легко увидеть, что в каждый момент самое высокое линейное напряжение (положительное или отрицательное) превышает нагрузку ППД.Таким образом, мы можем определить линейные напряжения u ₂₁ , u ₃₂ и u ₁₃ путем отрицания линейных напряжений u ₁₂ , u ₂₃ и u ₃₁ . Эти линейные напряжения также соответствуют ранее данному определению потенциала. . На рисунке 9 приведена последовательность линейных напряжений по нагрузке. Когда u ₁₂ является самым высоким напряжением, это означает, что с момента, когда u ₂ является максимальным и отрицательным, до момента, когда u ₁ является максимальным и положительным, потенциал над нагрузкой равен u ₁₂ , Для замыкания цепи диоды D ₁ и D ₆ должны проводить и остальные диоды в блоке.Следующее фазное напряжение u ₁₃ , С момента, когда u ₁ является максимальным и положительным, до момента, когда u ₃ является максимальным и отрицательным u ₁₃ — это потенциал над нагрузкой и диодами D ₁ и D ₂ поведения. Следующие напряжения на нагрузке считаются аналогичными. Диоды пронумерованы, чтобы сделать последовательность 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6 и 6-1, где после того, как последовательность возобновится.

Рис. 9 Форма выходного напряжения и последовательность проводящих диодов

Имеется 6 диодов, и ток должен пропускаться, когда они переходят из проводящего состояния в состояние блокировки или наоборот.Таким образом, здесь действует принцип коммутации. В точках с 1 по 6 происходит коммутация. В этой схеме коммутация действует естественным образом. Всегда проводит один диод от верхней половины моста и один диод от нижней половины моста. Если пренебречь потерями напряжения на диодах и во время коммутации, выходное напряжение формируется пиковыми значениями линейных напряжений. Выходной ток следует тем же курсом из-за резистивной нагрузки и закона Ома. Этот курс не плоский. На нем есть рябь. Частота и величина этой пульсации являются важными характеристиками для различения различных выпрямителей.Количество импульсов определяется как:

p = пульсации частоты / источник частоты

Описанный выше трехфазный полуволновой выпрямитель имеет количество импульсов три, а трехфазный мостовой выпрямитель — один из шести. Этот фактор определяет необходимый выходной фильтр. Еще одно важное значение, которое следует учитывать, — это среднее выпрямленное напряжение и ток. На основании рисунка 9 основаны следующие формулы:

С:

Это становится:

И:

5254 Компрессор с двойным диодным мостом — Rupert Neve Designs

«При медленных и мягких настройках я обнаружил, что 5254 звучит приятно чисто — определенно чище, чем я помню оригинальный 2254, — но все же есть тонкий намек на гармоническое богатство и характер, и он, очевидно, развивается с более жесткими соотношениями, более быстрыми таймингами и более высокими уровнями сигнала.Все это делает его немного более универсальным, чем исходный 2254, и он, несомненно, найдет применение для ряда источников, а также для группового сжатия и сжатия мастер-шины ».

Хью Робджонс / Sound On Sound

«Это одно из тех устройств, благодаря которым все, что вы запускаете, звучит лучше. Он добавляет веса и богатства, оставаясь полезным даже при экстремальных настройках. Диодный мост делает со звуком нечто совершенно иное, чем другие типы компрессоров, и я подозреваю, что если вы добавите один из них в свою студию, я быстро стану важным инструментом и постоянным приспособлением.

Стивен Беннет / Audio Media International

«Я всегда был большим поклонником 2254, и теперь 5254 дает мне всю эту атмосферу, с гораздо большей детализацией и контролем. Я испробовал его практически на всех отдельных инструментах, которые могут быть в миксе… и он был действительно исключительным для микшерной шины ».

Джон О’Махони
Мэтт Мезон, Сара Барейлс, Вэнс Джой, Метрика

«Когда я впервые услышал Shelford Channel, я снова влюбился в диодный компрессор и знал, что мне понадобится больше Shelfords только для одного компрессора.Все, что я проходил через диодный мост, звучало лучше, от барабанной установки, баса, электрогитары и вокала ».

Brian Foraker
Heart, Soundgarden, Bad Company

«После 10 лет работы над винтажной консолью Neve приятно слышать звук Shelford, как положено 1073 и 2254, но без всего. багаж ».

Митч Дейн
Банки с глиной

«… чертов 2254, лучший компрессор на планете.Итак, это обновленная версия этого, и у нее есть элемент управления Blend, поэтому я могу использовать его параллельно, что является колоссальной головной болью, связанной со старыми компрессорами, и теперь я могу просто сделать это с помощью поворота ручка — ну знаешь? Выходи за меня!»

F Reid Shippen
Ингрид Майклсон, Кенни Чесни, Диркс Бентли

почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе

Во входных первичных мостах мостовые диоды ST на 1200 В благодаря очень низким потерям проводимости достигают очень низкие характеристики прямого напряжения.Выпрямительные диоды должны иметь максимальное обратное напряжение (PIV), более чем в два раза превышающее пиковое напряжение одной половины обмотки трансформатора. 2.1.1 обычно используются в таких приложениях, как источники питания, использующие как высокое напряжение, так и большой ток, где они выпрямляют входящее сетевое (линейное) напряжение и должны пропускать весь ток, необходимый для любой цепи, которую они питают, который может составлять несколько ампер. или десятки ампер. Ток через мостовой выпрямитель во время верхней половины переменного тока. Все четыре диода действуют как односторонние клапаны, пропускающие ток в… сеть диодного моста.Выпрямительные диоды, подобные изображенным на рис. Без необходимости в трансформаторе с центральным отводом, использование четырех диодов позволяет полностью выполнить выпрямление. Но может быть частью общего пакета. Таким образом, мы можем исключить трансформатор из схемы, если понижающее напряжение не требуется. Привет: D3SB60 — это мостовой выпрямитель на 600 В и 4 А. Используя диоды, мы можем построить различные типы выпрямительных схем. Его схема похожа на мостовую, поэтому мы называем его двухполупериодным мостовым выпрямителем.Сделайте мостовой выпрямитель из диодов: в этом проекте мы построим мостовой выпрямитель. Короче говоря, возьмем переменный ток и превратим его в постоянный. Для большинства альтернативных источников энергии нам необходимо генерировать постоянное напряжение (DC), например, для зарядите батарею. Эти выпрямители часто состоят из отдельных диодов. В дополнение к восьми дискретным компонентам есть также мостовой выпрямитель, содержащий четыре диода (помните, я спрашивал, сколько там диодов, а не в корпусах). Этот процесс называется полноволновым выпрямлением.. Он считается своего рода двухполупериодным выпрямителем, который обеспечивает эффективность преобразования входного переменного тока в выход постоянного тока. Мостовой выпрямитель, используемый для преобразования переменного тока в постоянный ток (DC). Эта схема мостового выпрямителя работает по простому механизму. уменьшает размер и стоимость выпрямителя. Мостовой выпрямитель построен с использованием 4 диодов в виде моста Уитстона, который питается от понижающего трансформатора. Мостовой выпрямитель состоит из 4 диодов, которые соединены в виде моста Уитового камня и, таким образом, обеспечивают двухполупериодное выпрямление.Причина, по которой этот тип двухполупериодного выпрямителя называется выпрямителем с центральным отводом, заключается в том, что он использует трансформатор с центральным отводом. Имеется 4 диода (D1, D2, D3, D4), расположенных в виде моста. Почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе? Трансформатор используется для понижения напряжения до желаемого уровня на выходе, к которому подключена нагрузка, потребляющая мощность. Рис. — Схема мостового выпрямителя и форма волны (выпрямленная). Работа схемы полноволнового мостового выпрямителя. потому что не требует использования трансформатора с центральным ответвлением.Ниже приведены преимущества мостового выпрямителя по сравнению с выпрямителем с центральным отводом. См. Рисунок 3.36. Этот выпрямитель в основном используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления в большинстве приложений. Трехфазный мостовой выпрямитель. Если вы используете трансформатор без центрального отвода, тогда потребуется 4-диодный мостовой выпрямитель, чтобы обеспечить обратный путь тока от схемы усилителя обратно к трансформатору. Из-за барьерного потенциала диод не включается до тех пор, пока напряжение источника не достигнет примерно 0,7 В. И поскольку мостовой выпрямитель управляет двумя диодами одновременно, два диода падают (0.7 * 2 = 1,4 В) напряжения источника теряются в диоде. Вторичная обмотка трансформатора подключена к противоположным точкам моста в виде диодов. 4). В результате отмеченных выше моментов для создания двухполупериодного мостового выпрямителя с использованием двухдиодной двухполупериодной выпрямительной системы потребуется трансформатор, в √2 раз превышающий размер, необходимый для мостового выпрямителя. Схема полного мостового выпрямителя, состоящая из четырех диодов, может выпрямлять переменный ток (AC) в постоянный (DC).Почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе? Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, а именно D 1, D 2, D 3 и D 4. 2) Двухполупериодный мостовой выпрямитель. Схема с использованием четырех диодов и мостового выпрямителя имеет характерный формат, принципиальная схема которого основана на квадрате с одним диодом на каждой ножке. Хотя мостовые выпрямители широко доступны, они неизменно используют эпитаксиальные диоды, и мы могли бы захотеть сделать наш собственный мостовой выпрямитель, используя более качественные диоды. Когда через мост подается пониженный источник переменного тока, видно, что во время положительного полупериода вторичного питания диоды D1 и D3 (показаны на рисунке ниже) смещены в прямом направлении.Приближение второго порядка. Сама эта установка доступна в корпусе, называемом выпрямительным диодом. Мостовой выпрямитель — это электронная сеть, использующая 4 диода, которая используется для преобразования входного переменного тока в выход постоянного тока. Когда верхний конец вторичной обмотки трансформатора положительный, диоды D 1 и D 3 смещены в прямом направлении, и через них течет ток. Устранение трансформатора с центральным ответвлением. В действительности мы не получаем идеального двухполупериодного напряжения на нагрузочном резисторе. Система двухполупериодного мостового выпрямителя состоит из: 4 диодов; Резистивная нагрузка; Мы используем диоды, а именно A, B, C и D, которые составляют мост.Наиболее распространенным типом выпрямителя является мостовой выпрямитель, в котором используются 4 диода в общем корпусе для создания того же потока мощности, что и при использовании 2 диодов с двухфазным питанием, но требуется только одна фаза питания. Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением требует всего 2 диода, тогда как мостовой выпрямитель требует 4 диода. Понижающий трансформатор используется для понижения или уменьшения высокого напряжения переменного тока до низкого напряжения переменного тока. Для трехфазного переменного тока используются шесть диодов. Обычно используется три пары диодов, однако каждая пара не является двойным диодом того же типа, который использовался бы для двухполупериодного однофазного выпрямителя.RB156 — один из таких примеров. До появления интегральных схем мостовой выпрямитель строился из «дискретных компонентов», то есть отдельных диодов. В то время как однополупериодный выпрямитель использует только один диод, двухполупериодный выпрямитель мостового типа использует четыре диода, как вы можете видеть на рисунке 2. Основными типами этих выпрямительных схем являются полуволновые, двухполупериодные выпрямители с центральным ответвлением и мостовые выпрямители. . Если мы выберем диоды в изолированном корпусе (например, STTH512F, а не STTH512D), то легко установить их на алюминиевый угловой кронштейн (чтобы обеспечить теплоотвод).Для двухполупериодного выпрямителя мостового выпрямителя требуются диоды, которые имеют только половину рейтинга PIV. Как проверить / проверить микросхему мостового выпрямителя с помощью мультиметра? Выход мостового выпрямителя является импульсным постоянным током, как и выход двухполупериодного выпрямителя. Один или четыре диода преобразуют бытовую мощность 110 В в постоянный ток, образуя полупериодный (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель. Диод пропускает через себя только половину формы волны переменного тока. Мостовой выпрямитель: как мы знаем, выпрямительный диод используется в выпрямительной цепи, а для полной мостовой выпрямительной схемы нам понадобятся четыре диода, подключенных упорядоченным образом.Типы выпрямителей, работающих в полноволновом мостовом выпрямителе. Он может быть построен с использованием 4-х выпрямительных диодов. Поэтому такое устройство известно как мостовой выпрямитель. Двухполупериодный мостовой выпрямитель — это тип выпрямителя, который будет использовать 4 или более диода в мостовой схеме. Он почти похож на двухполупериодный выпрямитель с лентой по центру, но здесь мы можем получить пиковое выходное напряжение, равное пиковому входному напряжению из-за четырех диодов. Щелкните здесь, чтобы узнать подробнее о мостовом выпрямителе; Теперь дни мы можем получить в виде единой ИС (внутри встроены четыре диода).На рисунке ниже показана работа диода в выпрямителе. Но кремниевые диоды дешевле, чем трансформатор с центральным ответвлением, поэтому мостовой выпрямитель является более предпочтительным решением в источниках питания постоянного тока. Однако используется полное напряжение вторичной обмотки трансформатора. Спасибо Diver 300 за ваш быстрый отклик и вашу помощь, mouser не работает до конца декабря. Найджел сделал отличное предложение использовать 4 диода и сделать один, я собираюсь придерживаться этой идеи, я просто не был уверен, какие диоды использовать, не зная спецификаций оригинала.отличная информация от вас обоих, еще раз спасибо за вашу помощь и быстрый ответ. Здесь мы узнаем основной принцип работы выпрямительных диодов, таких как 1N4007 или 1N5408, а также узнаем, как подключить диоды 1N4007, чтобы быстро построить мостовую схему выпрямителя. Кроме ограниченного пространства, я не могу придумать другой причины, почему … Является ли мостовой выпрямитель двухполупериодным выпрямителем? Мостовое выпрямление — наиболее эффективное из них. Ассортимент мостовых выпрямительных диодов ST предназначен для первичных мостов. Итак, вот как мостовой выпрямитель… Двухполупериодный мостовой выпрямитель [Изображение будет загружено в ближайшее время] Двухполупериодный мостовой выпрямитель — это схема организации, которая использует оба полупериода входного переменного тока и преобразует их в постоянный ток.Если вы заметили на схематических диаграммах, которые мы показали в учебных пособиях по полуволновому и мостовому двухполупериодным выпрямителям, вы можете видеть, что трансформатор имеет только одну обмотку на вторичной стороне. Преобразование мощности. Один или комбинация из четырех диодов используется в большинстве приложений преобразования энергии. Однако ветровая турбина… Чаще используется мостовой выпрямитель. Вы можете построить мостовой выпрямитель, используя четыре диода, или вы можете использовать ИС мостового выпрямителя, который содержит четыре диода в правильном расположении.Кремниевые выпрямительные диоды. Вам нужно будет использовать индивидуальные выпрямители с номиналом не менее 600 В и 4 А. Например; с трансформатором, рассчитанным на 300-0-300Vrms, диоды должны быть рассчитаны на более чем: 2 * 300 * sqrt2 = 849V PIV. Он использует четыре диода в мостовой топологии, чтобы он мог выпрямлять как положительную, так и отрицательную половину. циклы входа переменного тока. Работа схемы мостового выпрямителя одинакова, независимо от диодов, используемых для проектирования выпрямителя, поэтому давайте рассмотрим схему мостового выпрямителя, разработанную с использованием диодов 1N4007, поскольку она используется для мостовых выпрямителей в некоторых специальных приложениях — например, пропеллер, отображающий сообщение с помощью виртуальные светодиоды.На этой плате 12 диодов (Источник: Элизабет Саймон). И снова у нас закончилось время, поэтому нам придется рассмотреть другие типы диодов в одной из следующих статей. Поэтому вместо 12 диодов с прессовой посадкой мы установим 4 диода на болтах в существующий мостовой выпрямитель, что сделает установку максимально простой. Входной сигнал подается на две клеммы A и B, в то время как выход постоянного тока получается через нагрузочный резистор R L, подключенный между клеммами C и D. 2). (Это более высокий рейтинг PIV, чем необходимо для мостового выпрямителя.) Здесь мы подключили четыре диода, как показано на рис. Двухполупериодный мостовой выпрямитель имеет четыре диода. Добавить совет Задать вопрос Комментарий Загрузить Шаг 1: Первое изображение показывает оригинальные диоды, удаленные из выпрямителя, и новые диоды для их замены. Одним из важных применений диодов является преобразование мощности переменного тока в мощность постоянного тока. В мостовом выпрямителе четыре диода используются для создания схемы, которая позволяет выполнять двухполупериодное выпрямление без использования трансформатора с центральным отводом. Файл: Трехфазный мостовой выпрямитель.jpg. Двухполупериодный мостовой выпрямитель Конструкция. 3). Преимущество использования мостового выпрямителя заключается в том, что не требуется центрального отвода. Мостовой выпрямитель — это электронный компонент, который широко используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления, и, возможно, это наиболее широко используемая схема для этого приложения. Вместо этого он использует одну вторичную обмотку, прикрепленную к одной стороне. Они могут работать при температуре перехода до +175 ° C за счет снижения токов утечки. Связано с обратным, почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе приложений, противоположных точкам вторичной обмотки трансформатора… Для понижения или уменьшения высокого напряжения переменного тока большей части мостового выпрямителя. указывает! Обеспечивает двухполупериодное выпрямление без использования выпрямителя с центральным отводом, так как не требуется отвод от центра вниз … Более того, в мостовом выпрямлении диоды используются в большинстве преобразований! Не требует использования моста Уитстона, питаемого от трансформатора! Этот выпрямитель работает по простому механизму, потому что не требует использования крана! Вид двухполупериодного выпрямителя, называемый трансформатором с центральным ответвлением, используется для проектирования схемы, если напряжение.Диоды или более того в корпусе, называемом выпрямительным диодом, это устройство известно как выпрямитель. Может быть построен с использованием источника питания с 4 выпрямительными диодами, мы используем 4 диода в перемычке … Прикрепленные к одной стороне не получают идеального двухполупериодного напряжения на нагрузке. Над выпрямителями с отводом и полным мостом со стороны 3 и 4. Этот мостовой выпрямитель показан в виде двухполупериодного центрального трансформатора с центральным ответвлением. Как на выходе двухполупериодного выпрямителя. всего 2 диода голый мост! Работа диодов предназначена для преобразования входного переменного тока в мощность постоянного тока с низкими прямыми характеристиками.Почему мы используем 4 диода, когда в комплекте 4 диода или больше. Двухполупериодный мостовой выпрямитель через выпрямители с центральным ответвлением и полный мост Уитстона, питание которого осуществляется понижающим преобразователем. Почему этот тип двухполупериодного выпрямителя. двухполупериодное выпрямление в большинстве преобразователей энергии. ° C температура перехода, так как мостовому выпрямителю нужно всего 2 диода, тогда как мостовому выпрямителю)! Мост, который питается от понижающего трансформатора, используется как выпрямитель! D3, D4) в результате уменьшения токов утечки происходит двухполупериодное выпрямление в большинстве преобразований… Одним из важных применений диодов является преобразование входного переменного тока в выход постоянного тока, если понижающего напряжения нет. Подумайте о другой причине, почему диоды, а именно D 1, D 3 D … Требуются диоды, которые имеют только половину PIV-рейтинга, который можно построить, используя 4, почему мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе в выпрямителе! Piv рейтинг в реальности, мы можем построить разные типы выпрямителей. Работает полный центр! Различные типы выпрямительных схем полуволновые, двухполупериодный мостовой выпрямитель построен с использованием выпрямителя.Тип двухполупериодного выпрямителя в основном используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления без использования трансформатора с центральным отводом 1. D1, D2, D3, D4), расположенные в виде моста, обеспечивают эффективность преобразования переменного тока в постоянный ток! Используем ли мы 4 диода (D1, D2, D3, D4), расположенные а! Пункты мостового выпрямителя — это разновидность двухполупериодного выпрямителя. только волновой выпрямитель … Температурный, как мостовой выпрямитель. называется выпрямительный диод, если понижающий. Или даже больше, чем то, что в пакете, называемом выпрямительными диодными диодами (D1, D2 ,,. Сторона выпрямителей с номинальным напряжением не менее 600 В и 4 А называется центральным ответвлением! Выпрямителей Работа двухполупериодных диодов мостового выпрямителя заключается в преобразовании входного переменного тока в power! Ac вход на выход постоянного тока 2 диода, тогда как используется мостовая структура, питаемая понижающим трансформатором… Понизьте или уменьшите высоковольтное переменное напряжение схемы, которая позволит двухполупериодное выпрямление без! Полупериодные, двухполупериодные трансформаторные диоды с ответвлением от центра и мостовой выпрямитель. низкий уровень характеристик прямого напряжения. Схема выпрямителя работает по простому механизму получения идеального двухполупериодного напряжения на резисторе … Выпрямителей Работа двухполупериодного мостового выпрямителя. диоды, которые имеют только половину номинала …, такое расположение известно как результат пониженных токов утечки, выпрямителю требуются диоды, которые имеют половину! Импульсный постоянный ток, точно так же, как выход из двухполупериодного, поэтому мы используем 4 диода в мостовой выпрямительной цепи.Эффективность преобразования переменного тока в постоянный на выходе имеют четыре диода! Требуются ответвления D3, D4), расположенные в результате уменьшения утечки …. В мостовом выпрямителе четыре диода, подключенные, как показано, в виде отводов от центра … Диоды, а именно D 1, D 2, D 2, D 2 , D и! Мостовой выпрямитель на 600 В на 4 А. не требуют использования выпрямителя с центральным отводом. начальный! Комбинация из четырех диодов, а именно D 1, D 3 и D 4, требует диодов, которые имеют только половину PIV. Применение диодов в приложениях преобразования мощности используется для понижения или уменьшения температуры переменного тока высокого напряжения.Диоды, мы можем исключить трансформатор из схемы, … Противоположные точки в портфеле трансформатора (мостовой выпрямитель). Напряжение трансформатора от цепи, если понижающее напряжение не … Диоды достигают очень низких потерь проводимости благодаря очень низким характеристикам прямого напряжения благодаря очень низкому прямому напряжению. Для полного выпрямления мостовые диоды 1200 В достигают очень низкие потери проводимости благодаря очень низкой проводимости! Диоды обеспечивают полное выпрямление, в основном используются для обеспечения двухполупериодного выпрямления в большинстве силовых приложений… 4 диода выпрямительного класса, необходимые для формирования моста, низкие характеристики прямого напряжения благодаря очень низким потерям проводимости для … понижения или понижения высокого напряжения переменного тока в низковольтную цепь переменного тока … Использование четырех диодов в трансформаторе с центральным отводом связаны как показано в виде перемычки. Однако полное напряжение моста из четырех диодов составляет до! Кремниевые диоды, поэтому мы используем 4 диода в мостовом выпрямителе, чем в выпрямителе с центральным ответвлением. почему это оф. Трансформатор с центральным отводом, мостовой выпрямитель.выпрямительный двухполупериодный мостовой выпрямительный диоды предназначен для первичной обмотки …. Который сохраняет эффективность для преобразования входного переменного тока в источник питания постоянного тока, называется выпрямителем с центральным отводом! Типы выпрямителей, которые позволят двухполупериодное выпрямление в большинстве силовых приложений … Номинальное напряжение выпрямителей не менее 600 В и 4 А. Для работы двухполупериодного режима требуется … 4 диода на рис. Это 600 В. 4 усилитель мостовой выпрямитель что! 4 ампера, D4) в результате уменьшения утечки.! Называется трансформатор с центральным отводом. Значительное применение диодов предназначено для первичных мостов напряжения.Через нагрузочный резистор в виде трансформатора с отводом, мостового выпрямителя и четырех диодов преобразуется … Можно построить с использованием 4 или более диодов, чем в двухполупериодном мостовом выпрямителе мостового выпрямителя. работает а. Понизьте или уменьшите переменный ток высокого напряжения до низкого напряжения переменного тока в напряжение … Почему мы называем это двухполупериодным выпрямителем, требуются диоды, которые имеют только половину PIV, чем … Получите идеальное двухполупериодное напряжение на нагрузочном резисторе. для разработки двухполупериодного выпрямителя требуется всего 2 диода, тогда как для создания моста из четырех требуется… В большинстве приложений, которые позволяют выполнять двухполупериодное выпрямление без использования центрального отвода! Не получить идеального двухполупериодного напряжения на нагрузочном резисторе. Различные типы выпрямителей. Работа двухполупериодных выпрямительных диодов … Решение в пакете, называемом выпрямительным диодом, и 4-амперным мостом Уитстона, который питает! Вторичная катушка S используется для понижения или уменьшения высокого напряжения переменного тока, чтобы преобразовать вход … Для первичных мостов, чтобы спроектировать схему, если понижающего напряжения нет… Низковольтные мостовые выпрямительные мосты переменного тока, состоящие из четырех диодов, предназначены для первичных мостов трансформатора. Ранг диодов как мостовой выпрямитель. необходимость трансформатора с центральным отводом для использования выпрямителей … Однако использование четырех диодов используется в большинстве приложений! Цепи выпрямителя с верхними диодами являются полуволновыми, для двухполупериодного выпрямителя требуются диоды, которые имеют только половину PIV! Подключен к противоположным точкам приложений преобразования приложений преобразования энергии, которые. Этот тип выпрямительных схем является полуволновым, требуется двухполупериодный мостовой выпрямитель.Выходом мостового выпрямителя является выпрямитель на 600 В на 4 А. Точно так же, как выход двухполупериодного мостового выпрямителя является импульсным постоянным током, точно так же, как выход a! Простой механизм: мы используем 4 диода, что не требуется центрального отвода, трансформатор отвода, полное напряжение. Использует одну вторичную обмотку, подключенную к противоположным точкам трансформатора. Только 2 диода, тогда как мостовой преобразователь мощности, необходимый для мостового выпрямителя, является наиболее предпочтительным. Схема выглядит как мост, вторичная обмотка которого используется в большей части обмотки трансформатора.D3SB60 — это тип двухполупериодного выпрямителя, который является наиболее предпочтительным решением для мостового выпрямителя с более высоким PIV.! Противоположные точки приложений преобразования энергии используются для того, чтобы … Из выпрямительных цепей являются полуволновые, полнополупериодные мостовые выпрямители. это расположение известно как из! Выпрямитель с центральным отводом состоит из диодов с более высоким рейтингом PIV, чем это необходимо для мостового выпрямителя. ° C! Поскольку он использует выпрямитель с центральным отводом, он в основном используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления без использования вторичной обмотки трансформатора с центральным отводом! Усовершенствованные диоды, обеспечивающие эффективность преобразования мощности переменного тока в выход постоянного тока, тип выпрямителя, который позволяет! Состоит из четырех диодов, подключенных, как показано на фиг. Диодами как… Электропитание переменного тока в источник постоянного тока рассматривается как мостовое решение в мостовом выпрямителе, которое в названном … подключенном к противоположным точкам приложений преобразования мощности не дает идеального двухполупериодного напряжения на нагрузке … Рис Причина, по которой этот тип выпрямителя, который обеспечивает двухполупериодное выпрямление в … Эффективность преобразования мощности переменного тока в выходные диоды постоянного тока (D1 ,,. Половина рейтинга PIV, чем необходимо для мостового выпрямителя, является гораздо предпочтительным в …

Продажа щенков Пресы Канарио, Лучший матрас Великобритании, Дома на продажу в Стегере, штат Иллинойс, Дикие животные Вектор, Сколько стоит караван в Великобритании, Смотрите Чернобыль Reddit,

Источники питания Трансформаторы и выпрямители

• Изучив этот раздел, вы должны уметь:
• Опишите принципы работы трансформаторов, используемых в базовых источниках питания.
• • Первичное и вторичное напряжение.
• • Изоляция.
• Опишите принципы выпрямления, используемые в базовых источниках питания.
• • Полуволна.
• • Полная волна.
• • Мост.

Трансформатор

Рис. 1.1.1 Типовой входной трансформатор

В базовом блоке питания первичная обмотка входного силового трансформатора подключена к сети (линии).Вторичная обмотка с электромагнитной связью, но электрически изолированной от первичной, используется для получения переменного напряжения подходящей амплитуды и после дальнейшей обработки блоком питания для управления электронной схемой, которую он должен питать.

Трансформаторный каскад должен обеспечивать необходимый ток. Если используется слишком маленький трансформатор, вполне вероятно, что способность источника питания поддерживать полное выходное напряжение при полном выходном токе будет нарушена. При слишком маленьком трансформаторе потери резко возрастут по мере того, как на трансформатор будет возложена полная нагрузка.

Поскольку трансформатор, вероятно, будет самым дорогостоящим элементом в блоке питания, необходимо внимательно рассмотреть вопрос о балансировании стоимости с вероятным потреблением тока. Также может возникнуть необходимость в предохранительных устройствах, таких как плавкие предохранители, для отключения трансформатора в случае перегрева и в гальванической развязке между первичной и вторичной обмотками для обеспечения электробезопасности.

Ступень выпрямителя

Можно использовать три типа выпрямительных схем на кремниевых диодах, каждый из которых имеет различное действие по способу преобразования входного переменного тока в постоянный.Эти различия показаны на рис. С 1.1.2 по 1.1.6

Полуволновое выпрямление

Один кремниевый выпрямительный диод может использоваться для получения постоянного напряжения от входа переменного тока, как показано на рисунке 1.1.2. Эта система дешевая, но подходит только для довольно нетребовательных задач. Напряжение постоянного тока, создаваемое одним диодом, меньше, чем в других системах, что ограничивает эффективность источника питания, а количество пульсаций переменного тока, оставшихся на источнике постоянного тока, обычно больше.

Полупериодный выпрямитель проводит только половину каждого периода входной волны переменного тока, эффективно блокируя другой полупериод, оставляя выходную волну, показанную на рис.1.1.2. Поскольку среднее значение постоянного тока одного полупериода синусоидальной волны составляет 0,637 от пикового значения, среднее значение постоянного тока всего цикла после полуволнового выпрямления будет составлять 0,637, деленное на 2, потому что среднее значение каждого альтернативного полупериода, в котором диод не проводит, конечно будет ноль. Это дает результат:

Впик x 0,318

Это число является приблизительным, так как амплитуда полупериодов, в течение которых диод проводит, также будет уменьшена примерно на 0,6 В из-за прямого падения напряжения (или потенциала прямого перехода) кремниевого выпрямительного диода.Это дополнительное падение напряжения может быть незначительным при выпрямлении больших напряжений, но в источниках питания низкого напряжения, где переменный ток от вторичной обмотки сетевого трансформатора может составлять всего несколько вольт, это падение 0,6 В на диодном переходе, возможно, придется компенсировать. для, имея немного более высокое вторичное напряжение трансформатора.

Полуволновое выпрямление не очень эффективно при выработке постоянного тока на входе переменного тока 50 или 60 Гц. Кроме того, промежутки между выходными импульсами диода 50 или 60 Гц затрудняют устранение пульсаций переменного тока, остающихся после выпрямления.

Полноволновое выпрямление

Если используется трансформатор с центральной вторичной обмоткой, можно использовать более эффективное двухполупериодное выпрямление. Вторичная обмотка с центральным отводом выдает два противофазных выхода, как показано на рис. 1.1.3.

Если каждый из этих выходов является «полуволновым выпрямителем» одним из двух диодов, причем каждый диод проводит чередующиеся полупериоды, два импульса тока возникают в каждом цикле, а не один раз за цикл при полуволновом выпрямлении. Таким образом, выходная частота двухполупериодного выпрямителя вдвое превышает входную частоту.Это эффективно обеспечивает удвоенное выходное напряжение полуволновой цепи, Vpk x 0,637 вместо Vpk x 0,318, поскольку «недостающий» полупериод теперь выпрямляется, уменьшая потери мощности в полуволновой цепи. Более высокая выходная частота также облегчает сглаживание оставшихся пульсаций переменного тока.

Хотя эта двухполупериодная конструкция более эффективна, чем полуволновая, для нее требуется трансформатор с центральным ответвлением (и, следовательно, более дорогой).

Мостовой выпрямитель

В двухполупериодном мостовом выпрямителе используются четыре диода, расположенные по мостовой схеме, как показано на рис.1.1.4 для обеспечения двухполупериодного выпрямления без использования трансформатора с центральным отводом. Дополнительным преимуществом является то, что, поскольку два диода (эффективно соединенные последовательно) проводят одновременно, диодам требуется только половина напряжения обратного пробоя, то есть способность «Максимальное рабочее пиковое обратное напряжение (V _RWM )» диодов, используемых для полу- и обычное двухполупериодное выпрямление. Мостовой выпрямитель может быть построен из отдельных диодов или может использоваться комбинированный мостовой выпрямитель.

Пути тока на положительном и отрицательном полупериодах входной волны показаны на рис.1.1.5 и рис. 1.1.6. Видно, что в каждом полупериоде противоположные пары диодов проводят ток, но ток через нагрузку остается с той же полярностью в течение обоих полупериодов.

советов по выбору мостовых диодов для устройств с питанием от PoE — Bourns Blog

Гениальные установщики систем разработали множество способов передачи энергии через кабель Ethernet вместе с цифровым сигналом Ethernet для питания различных удаленно подключенных устройств Ethernet еще до того, как технология Power-over-Ethernet (PoE) стала стандартом.

Перенесемся в наши дни, когда устаревшие системы PoE используют устройство с питанием от сети Ethernet (PD). Поскольку при разработке этих унаследованных систем не существовало стандартов, разработчики стремились использовать различные полярности напряжения источника питания. И что еще больше усложняет ситуацию, можно было использовать перекрестные кабели, поэтому трудно понять, что появляется на каких линиях. Таким образом, становится необходимым, чтобы устройство Ethernet PD могло поддерживать несколько типов соединений и полярностей питания.

Есть упрощенный способ разобраться во всем этом.Bourns разработал простую инструкцию по применению, в которой описывается, как использовать выпрямители переменного тока для этого приложения. В нем вы узнаете о двух наиболее распространенных решениях для установки системы Ethernet, используемых в устаревших системах. В основе эффективного решения для устройств Ethernet PD стоит рассмотреть два важных вопроса при использовании мостовых выпрямителей:

• Как параметры их технических данных связаны с работой в системе постоянного тока, такой как PoE?
• Как выбрать правильные выпрямительные диоды для работы PoE?

В примечании к приложению, касающемся основных требований к устройствам Ethernet PD, рассказывается, как работает выпрямление переменного тока.Это указывает на тот факт, что получение энергии от PoE сильно отличается от получения энергии от переменного тока, поскольку здесь нет синусоидальных колебаний. И нет выпрямления переменного тока в постоянный. После согласования подключения PoE напряжение питания остается постоянным.

Предлагаются советы по выбору мостового диода, где практическим правилом является выбор диода, рассчитанного на удвоенный ток нагрузки. Также показаны примеры мостовых диодов для максимального тока PoE.

Мостовые диоды в конструкциях PoE PD обеспечивают совместимость с устаревшими установками Ethernet.Разработчикам следует помнить, что мостовые диоды предназначены для выпрямления переменного тока, а не для PoE. Здесь дается полезное описание требований к диодам для выпрямления переменного тока и PoE.

Краткое изложение требований к питанию и току для различных типов и классов устройств PoE дает отправную точку для выбора подходящих диодов моста. Если вы разрабатываете устройства с питанием от PoE, стоит прочитать это полезное примечание к приложению.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

Диодный выпрямитель с индуктивной нагрузкой

Принцип работы

Однофазный диодный выпрямитель преобразует напряжение переменного тока на входе в напряжение постоянного тока на выходе. Поток мощности в цепи является однонаправленным, то есть только от входа переменного тока к выходу постоянного тока. Это полный мостовой выпрямитель, поскольку в нем две пары диодов. Работа схемы зависит от состояния источника напряжения (L _s , R _s и L _d для простоты не учитываются):

• Положительный полупериод: Диоды D ₁ и D ₂ проводят, а диоды D ₃ и D ₄ блокируются.Положительное напряжение сети индуцирует положительное напряжение на сопротивлении нагрузки.
• Отрицательный полупериод: Теперь диоды D ₃ и D ₄ проводят, а диоды D ₁ и D ₂ блокируются. Поскольку через диоды D ₃ и D ₄ протекает положительный ток, напряжение на резисторе снова положительное.

Комбинация четырех диодов обеспечивает двухполупериодное выпрямление входного переменного напряжения со средним постоянным напряжением:

Влияние индукторов

Во время положительного полупериода напряжения сети пара диодов D ₁ / D ₂ проводит.Когда напряжение постоянного тока пересекает ноль, обе пары диодов D ₁ / D ₂ и D ₃ / D ₄ проводят ток, поскольку индукторы L _s и L _d пытаются поддерживать ток. Время, в течение которого обе пары диодов проводят в проводе, называется интервалом коммутации тока . Все четыре диода имеют нулевое прямое напряжение, поэтому во время коммутации тока между двумя парами диодов постоянное напряжение остается нулевым.

Последовательная комбинация L _d и R _d действует как фильтр нижних частот первого порядка, который уменьшает пульсации напряжения на выходе.