Для чего диодный мост: Зачем диодный мост в генераторе — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Зачем диодный мост в генераторе

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.

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

Разбираемся по какой причине горит диодный мост в автомобильном генераторе

Основной узел в электрической системе любого транспортного средства – генератор. Без этого узла исправный автомобиль даже на новой полностью заряженной аккумуляторной батарее долго ехать не будет. Следовательно, данный агрегат должен всё время быть в работоспособном состоянии, то есть полностью исправным.

При этом первичную диагностику машины можно провести, не вставая с кресла водителя. Однако ремонт или детальная проверка требуют демонтажа источника постоянного тока с дальнейшей его разборкой, чтобы открыть доступ к диодам. Но перед этим автомобилист должен знать основные способы проверки диодного моста.

Как определить исправность генератора

Информация о состоянии работы основного агрегата, отвечающего за выработку электрической энергии в машине, для удобства автомобилистов выводится на приборную панель. Значок на панели приборов, напоминающий аккумулятор после запуска силового агрегата транспортного средства должен гаснуть. Это обозначает, что питание основных электрических узлов было переключено с аккумуляторной батареи на генератор. Если индикатор не гаснет – это свидетельствует о поломке в электрической цепи. Также на проблемы может указывать недостаточный заряд аккумулятора ввиду недополучения нормального номинала тока.

Основные признаки, указывающие на неисправность диодного моста

Нормально работающий диод проводит ток сугубо в одном направлении. В случае возникновения пробоя появляется утечка тока, которая с бортовой сети попадает на обмотки стартера. Сегодня на автомобилях устанавливается несколько типов диодных мостов:

диодный мост без дополнительного охлаждения;
диодный мост с пассивным охлаждением за счёт специальных радиаторов.

Помимо этого есть разные типы подключения обмоток и соединения площадок моста: при помощи сварки или пайки. Первым признаком того, что генератор функционирует нестабильно ввиду поломки диодного моста, является быстрая и частая разрядка аккумуляторной батареи. Существуют и другие причины, по которым можно косвенно определить сгорание диодов в выпрямителе:

недостаточная искра на свечах зажигания;
фары с тусклым светом во время функционирования силового агрегата;
перебои в работе звуковой системы;
значительное снижение мощности вентиляторов охлаждения;
плохая работа системы кондиционирования.

Если будут замечены любые из выше рассмотренных признаков, не стоит паниковать, а лучше выяснить, почему сгорели диоды, для чего стоит обратиться за помощью к специалистам станции технического обслуживания.

Подготавливаем диодный мост к самостоятельной диагностике

Проверить работоспособность моста генератора можно собственными силами, если понимать, как прозваниваются диоды. Но прежде чем начать диагностику нужно провести подготовительные мероприятия. Для этого нужно генератор разобрать для получения доступа к диодам:

Крепёжные элементы (болты) удерживающие переднюю и заднюю крышку откручиваются.
На следующем этапе выполняется отсоединение корпуса от обмотки стартера.
Если конструкция моста, разборная, то узел откручивают.
От генератора отсоединяется плюсовая клемма.
Проверяется способ крепления минуса. Если клемма независимая её отключают.
После снятия передней стенки, мост отсоединяется от обмоток. С этой целью используется паяльник, которым нагреваются выводы до закипания припоя, после чего они аккуратно отодвигаются в сторону с помощью отвёртки.

После завершения подготовительных работ нужно разобраться с вопросом, как правильно проверить, что сгорел диодный мост?

Признаки выхода из строя диодов

Основной проблемой в выпрямительном мосту являются диоды. Начинать проверку агрегата вырабатывающего электричество в машине следует только после выявления следующих косвенных проблем:

напряжение на выходных клеммах генератора ниже значения в 13,5 Вольт;
индикатор на панели приборов в салоне автомобиля продолжает гореть после пуска силового агрегата;
стрелка на вольтметре при снятии показаний смещается в зону красного цвета;
индикатор аккумулятора не загорается после включения зажигания.

Похожие симптомы выявляются при поломке регулятора напряжения, ввиду этого его исправность проверяют в первую очередь. Существуют разные причины, почему выходит из строя выпрямительный мост, из-за чего требуется его ремонт или полная замена.

Почему перегорает диодный мост

Существует много ситуаций, которые могут привести к поломке диодов. Однако к наиболее часто встречающимся поломкам можно отнести следующие:

плата была залита водой;
грязь совместно с моторным маслом проникла внутрь моста и привела к замыканию;
произошла переполюсовка контактов на аккумуляторной батарее.

Специалисты рассматривают несколько вариантов проверки работоспособности, выпрямителя тока генератора. Первый способ подразумевает использование мультиметра. Во втором случае достаточно стандартной автомобильной лампочки.

Диагностика диодного моста при помощи мультиметра

Прежде чем понять, почему может гореть диодный мост, предварительно нужно демонтировать сломанный блок. После чего на измерительном приборе устанавливается звуковая индикация. Если такой функции в мультиметре не предусмотрено, то проверка происходит в режиме 1 кОм. Для всех диодов проводятся индивидуальные измерения. В процессе проверки рабочим контактом нужно прикоснуться к концам диода несколько раз, при этом меняя местами щупы прибора. В одном случае тест показывает бесконечно большое сопротивление, а во втором параметры должны колебаться в интервале от 500 до 700 Ом. Если результаты измерений окажутся одинаковыми в разных направлениях – это свидетельствует что тестируемый диод вышел из строя, и требуется его замена.

Проверка диодного моста при помощи лампочки

Естественно мультиметр имеется не у каждого автовладельца и поэтому нужно знать, как проверить генератор транспортного средства подручными средствами? Для этого нужно два куска электрического провода и автомобильная лампа. Сама проверка подразумевает следующие несложные действия:

Снимается защитный кожух генератора и на минусовую клемму аккумуляторной батареи подключается пластина диодного моста.
Провод от одного конца лампочки подключается к плюсу аккумуляторной батареи, а вторым нужно поочерёдно прикасаться к клеммам оставшихся диодов и к местам подключения обмотки стартера.
Если на любом выводе диода лампа загорается, значит, этот элемент вышел из строя и его нужно поменять.

В некоторых случаях может потребоваться проверка диодного моста на обрыв, для чего нужно провести следующие манипуляции:

Провод от минусового контакта лампочки подсоединяется к минусу аккумуляторной батареи и в аналогичной последовательности с проверкой на пробой диодов, проводится их тестирование. Единственное что в такой ситуации лампочка должна постоянно гореть.
Если в процессе проверки на любой из клемм диодов лампочка не загорелась или её свет очень тусклый, то произошёл обрыв детали и её придётся поменять.

Выявить, почему возникают неисправности в диодном мосту генератора можно самостоятельно в условиях гаража. При этом потребуется обычный тестер, который есть практически у каждого автолюбителя или автомобильная лампочка с двумя проводами.

Видео про ремонт, проверку и замену диодного моста

Принцип работы диодов для чайников

Диод является одной из разновидностей приборов, сконструированных на полупроводниковой основе. Обладает одним p-n переходом, а также анодным и катодным выводом. В большинстве случаев он предназначен для модуляции, выпрямления, преобразования и иных действий с поступающими электрическими сигналами.

Принцип работы:

Электрический ток воздействует на катод, подогреватель начинает накаливаться, а электрод испускать электроны.
Между двумя электродами происходит образование электрического поля.
Если анод обладает положительным потенциалом, то он начинает притягивать электроны к себе, а возникшее поле является катализатором данного процесса. При этом, происходит образование эмиссионного тока.
Между электродами происходит образование пространственного отрицательного заряда, способного помешать движению электронов. Это происходит, если потенциал анода оказывается слишком слабым. В таком случае, частям электронов не удается преодолеть воздействие отрицательного заряда, и они начинают двигаться в обратном направлении, снова возвращаясь к катоду.
Все электроны, которые достигли анода и не вернулись к катоду, определяют параметры катодного тока. Поэтому данный показатель напрямую зависит от положительного анодного потенциала.
Поток всех электронов, которые смогли попасть на анод, имеет название анодный ток, показатели которого в диоде всегда соответствуют параметрам катодного тока. Иногда оба показателя могут быть нулевыми, это происходит в ситуациях, когда анод обладает отрицательным зарядом. В таком случае, возникшее между электродами поле не ускоряет частицы, а, наоборот, тормозит их и возвращает на катод. Диод в таком случае остается в запертом состоянии, что приводит к размыканию цепи.

Устройство

Ниже приводится подробное описание устройства диода, изучение этих сведений необходимо для дальнейшего понимания принципов действия этих элементов:

Корпус представляет собой вакуумный баллон, который может быть изготовлен из стекла, металла или прочных керамических разновидностей материала.
Внутри баллона имеется 2 электрода. Первый является накаленным катодом, который предназначен для обеспечения процесса эмиссии электронов. Самый простейший по конструкции катод представляет собой нить с небольшим диаметром, которая накаливается в процессе функционирования, но на сегодняшний день более распространены электроды косвенного накала. Они представляют собой цилиндры, изготовленные из металла, и обладающие особым активным слоем, способным испускать электроны.
Внутри катода косвенного накала имеется специфический элемент – проволока, которая накаливается под воздействием электрического тока, она называется подогреватель.
Второй электрод является анодом, он необходим для приема электронов, которые были выпущены катодом. Для этого он должен обладать положительным относительно второго электрода потенциалом. В большинстве случаев анод также имеет цилиндрическую форму.
Оба электрода вакуумных приборов полностью идентичны эмиттеру и базе полупроводниковой разновидности элементов.
Для изготовления диодного кристалла чаще всего используется кремний или германий. Одна из его частей является электропроводимой по p-типу и имеет недостаток электронов, который образован искусственным методом. Противоположная сторона кристалла также имеет проводимость, но n-типа и обладает избытком электронов. Между двумя областями имеется граница, которая и называется p-n переходом.

Такие особенности внутреннего устройства наделяют диоды их главным свойством – возможностью проведения электрического тока только в одном направлении.

Назначение

Ниже приводятся основные области применения диодов, на примере которых становится понятно их основное назначение:

Диодные мосты представляют собой 4, 6 или 12 диодов, соединенных между собой, их количество зависит от типа схемы, которая может быть однофазной, трехфазной полумостовой или трехфазной полномостовой. Они выполняют функции выпрямителей, такой вариант чаще всего используется в автомобильных генераторах, поскольку внедрение подобных мостов, а также использование вместе с ними щеточно-коллекторных узлов, позволило в значительной степени сократить размеры данного устройства и увеличить степень его надежности. Если соединение выполнено последовательно и в одну сторону, то это повышает минимальные показатели напряжения, которое потребуется для отпирания всего диодного моста.
Диодные детекторы получаются при комбинированном использовании данных приборов с конденсаторами. Это необходимо для того, чтобы было можно выделить модуляцию с низкими частотами из различных модулированных сигналов, в том числе амплитудно-модулированной разновидности радиосигнала. Такие детекторы являются частью конструкции многих бытовых потребителей, например, телевизоров или радиоприемников.
Обеспечение защиты потребителей от неверной полярности при включении схемных входов от возникающих перегрузок или ключей от пробоя электродвижущей силой, возникающей при самоиндукции, которая происходит при отключении индуктивной нагрузки. Для обеспечения безопасности схем от возникающих перегрузок, применяется цепочка, состоящая из нескольких диодов, имеющих подключение к питающим шинам в обратном направлении. При этом, вход, которому обеспечивается защита, должен подключаться к середине этой цепочки. Во время обычного функционирования схемы, все диоды находятся в закрытом состоянии, но если ими было зафиксировано, что потенциал входа ушел за допустимые пределы напряжения, происходит активация одного из защитных элементов. Благодаря этому, данный допустимый потенциал получает ограничение в рамках допустимого питающего напряжения в сумме с прямым падением показателей напряжение на защитном приборе.
Переключатели, созданные на основе диодов, используются для осуществления коммутации сигналов с высокими частотами. Управление такой системой осуществляется при помощи постоянного электрического тока, разделения высоких частот и подачи управляющего сигнала, которое происходит благодаря индуктивности и конденсаторам.
Создание диодной искрозащиты. Используются шунт-диодные барьеры, которые обеспечивают безопасность путем ограничения напряжения в соответствующей электрической цепи. В совокупности с ними применяются токоограничительные резисторы, которые необходимы для ограничения показателей электрического тока, проходящего через сеть, и увеличения степени защиты.

Использование диодов в электронике на сегодняшний день весьма широко, поскольку фактически ни одна современная разновидность электронного оборудования не обходится без этих элементов.

Прямое включение диода

На p-n-переход диода может оказывать воздействие напряжение, подаваемое с внешних источников. Такие показатели, как величина и полярность, будут сказываться на его поведении и проводимом через него электрическом токе.

Ниже подробно рассмотрен вариант, при котором происходит подключение плюса к области p-типа, а отрицательного полюса к области n-типа. В этом случае произойдет прямое включение:

Под воздействием напряжения от внешнего источника, в p-n-переходе сформируется электрическое поле, при этом его направление будет противоположным относительно внутреннего диффузионного поля.
Напряжение поля значительно снизится, что вызовет резкое сужение запирающего слоя.
Под воздействием этих процессов значительное количество электронов обретет возможность свободно переходить из p-области в n-область, а также в обратном направлении.
Показатели тока дрейфа во время этого процесса остаются прежними, поскольку они напрямую зависят только от числа неосновных заряженных носителей, находящихся в области p-n-перехода.
Электроны обладают повышенным уровнем диффузии, что приводит к инжекции неосновных носителей. Иными словами, в n-области произойдет повышение количества дырок, а в p-области будет зафиксирована повышенная концентрация электронов.
Отсутствие равновесия и повышенное число неосновных носителей заставляет их уходить вглубь полупроводника и смешиваться с его структурой, что в итоге приводит к разрушению его свойств электронейтральности.
Полупроводник при этом способен восстановить свое нейтральное состояние, это происходит благодаря получению зарядов от подключенного внешнего источника, что способствует появлению прямо

Выпрямительный диод — виды, принцип работы и применение

Существует немало устройств, созданных с целью преобразования электрического тока, и выпрямительные диоды – одни из них.

Выпрямительный диод – преобразователь тока переменного в постоянный. Является одним из видов полупроводников. Широкое применение получил благодаря основной характеристике – переводу электрического тока строго в одном направлении.

Принцип действия

Необходимый эффект при работе устройства создают особенности p-n перехода. Заключаются в том, что рядом с переходом двух полупроводников встраивается слой, который характеризуется двумя моментами: большим сопротивлением и отсутствием носителей заряда. Далее при воздействии на данный запирающий слой переменного напряжения извне толщина его уменьшается и впоследствии исчезает. Возрастающий во время этого ток и является прямым током, который проходит от анода к катоду. В случае перемены полярности внешнего переменного напряжения запирающий слой будет больше, и сопротивление неминуемо возрастет.

ВАХ выпрямительного диода (вольт-амперная характеристика) также дает представление о специфике работы выпрямителя и является нелинейной. Выглядит следующим образом: существует две ветви – прямая и обратная. Первая отражает наибольшую проводимость полупроводника при возникновении прямой разницы потенциалов. Вторая указывает на значение низкой проводимости при обратной разнице потенциалов.

Вольт-амперные характеристики выпрямителя прямо пропорциональны температуре, с повышением которой разность потенциалов сокращается. Электрический ток не пройдет через устройство в случае низкой проводимости, но лавинный пробой происходит в случае возросшего до определенного уровня обратного напряжения.

к содержанию ↑

Использование сборки

При эксплуатации выпрямительного полупроводникового диода польза извлекается только из половины волн переменного тока, соответственно, безвозвратно теряется более половины входного напряжения.

С целью улучшить качество преобразования переменного тока в постоянный используется сборка из четырех устройств – диодный мост. Выгодно отличается тем, что пропускает ток на протяжении каждого полупериода. Диодные мосты производят в виде комплекта, заключенного в пластиковый корпус.

Принципиальная схема диодного мостак содержанию ↑

Физико-технические параметры

Основные параметры выпрямительных диодов базируются на таких значениях:

максимально допустимом значении разницы потенциалов при выпрямлении тока, при котором устройство не выйдет из строя;
наибольшем среднем выпрямленном токе;
наибольшем значении обратного напряжения.

Выпрямители промышленность выпускает с разными физическими характеристиками. Соответственно, устройства имеют разную форму и способ монтажа. Разделяются при этом на три группы:

Выпрямительные диоды большой мощности. Характеризуются пропускной способностью тока до 400 А и являются высоковольтными. Высоковольтные выпрямительные диоды производятся в корпусах двух видов –штыревом, где корпус герметичный и стеклянный, и таблеточном, где корпус из керамики.
Выпрямительные диоды средней мощности. Обладают пропускной способность от 300 мА до 10А.
Выпрямительные диоды малой мощности. Максимально допустимое значение тока – до 300 мА.

к содержанию ↑

Выбор выпрямительных диодов

При приобретении устройства необходимо руководствоваться такими параметрами:

значениями вольт-амперной характеристики максимально обратного и пикового тока;
максимально допустимым обратным и прямым напряжением;
средней силой выпрямленного тока;
материалом прибора и типом монтажа.

В зависимости от физических характеристик на корпус устройства наносится соответствующее обозначение. Каталог с маркировкой выпрямительных диодов представлен в специализированном справочнике. Необходимо знать, что маркировка импортных аналогов отличается от отечественных.

Также стоит обратить внимание на то, что выпрямительные схемы отличаются по количеству фаз:

Однофазные. Широко применяются для бытовых электроприборов. Существуют диоды автомобильные и для электродуговой сварки.
Многофазные. Незаменимы для промышленного оборудования, общественного и специального транспорта.

к содержанию ↑

Диод Шоттки

Отдельную позицию занимает диод Шоттки. Изобрели его в связи с растущими потребностями в развивающейся отрасли радиоэлектроники. Основное отличие его от остальных диодов заключается в том, что в его конструкцию заложен металл-полупроводник как альтернатива p-n переходу. Соответственно, диод Шоттки обладает своими, уникальными свойствами, которыми не могут похвастаться кремниевые выпрямительные диоды. Некоторые из них:

оперативная возобновляемость заряда благодаря его низкому значению;
минимальное падение напряжения на переходе при прямом включении;
ток утечки обладает большим значением.

При изготовлении диода Шоттки применяют такие материалы, как кремний и арсенид галлия, но иногда применяется и германий. Свойства материалов немного отличаются, но в любом случае, максимально допустимое обратное напряжение для выпрямителя Шоттки составляет не более 1200 V.

В противовес всем достоинствам конструкция данного вида имеет и минусы. Например, в сборке моста устройство категорически не воспринимает превышение обратного тока. Нарушение условия приводит к поломке выпрямителя. Также малое падение напряжения происходит при невысоком напряжении около 60-70 V. Если значение превышает этот показатель, то устройство превращается в обыкновенный выпрямитель.

Стоит отметить, что достоинства диода мощного выпрямительного Шоттки значительно превышают недостатки.

к содержанию ↑

Диод-стабилитрон

Для стабилизации напряжения используют специальное приспособление, способное работать в режиме пробоя, – стабилитрон, зарубежное название которого «диод Зенера». Выполняет свою функцию устройство, работая в режиме пробоя при напряжении обратного смещения. Возрастание силы тока происходит в момент пробоя, одновременно опускается до минимума дифференциальное значение, вследствие чего напряжение стабильное и охватывает достаточно серьезный диапазон обратных токов.

к содержанию ↑

Практическое использование выпрямительного диода

В связи с неудержимым развитием научно-технического прогресса применение выпрямителей затронуло все сферы жизнедеятельности человека. Диоды силовые выпрямительные эксплуатируются в таких узлах и механизмах:

в блоках питания главных двигателей транспортных средств (наземных, воздушных и водных), промышленных станков и техники, буровых установок;
в комплектации диодного моста для сварочных аппаратов;
в выпрямительных установках для гальванических ванн, используемых для получения цветных металлов или нанесения защитного покрытия на деталь или изделие;
в выпрямительных установках для очистки воды и воздуха, фильтрах различного рода;
для передачи электроэнергии на дальние расстояния посредством высоковольтной линии электропередач.

В повседневной жизни выпрямители используют в различных транзисторных схемах. Применяют в основном маломощные устройства как в виде однополупериодного выпрямителя, так и виде диодного моста. Например, диоды выпрямительного блока генератора хорошо известны автолюбителям.

Выпрямительный диод — виды, принцип работы и применение

Диодный мост — Википедия. Что такое Диодный мост

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

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

Схема включения

Выполняется по мостовой схеме Гретца. Изначально она была разработана с применением радиоламп, но считалась сложным и дорогим решением, вместо неё применялась схема Миткевича со сдвоенной вторичной обмоткой в питающем выпрямитель трансформаторе. Сейчас, когда полупроводники очень дёшевы, в большинстве случаев применяется мостовая схема.

Вместо диодов в схеме могут применяться вентили любых типов — например селеновые столбы, принцип работы схемы от этого не изменится.

Порядок работы

Выпрямление положительной полуволны

←{\displaystyle \leftarrow }

→{\displaystyle \rightarrow }

Выпрямление отрицательной полуволны

Анимация принципа работы При выпрямлении 3-фазного тока 3-фазным выпрямителем результат получается ещё более «гладким»

Красным — исходное синусоидальное напряжение , зелёным — однополупериодное выпрямление (для сравнения), синим — рассматриваемое двухполупериодное

Выпрямитель

Подключение конденсатора

Практически, для получения постоянного (а не пульсирующего) напряжения, схему надо дополнить фильтром на конденсаторе, а также, возможно, дросселем и стабилизатором напряжения.

Преимущества

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 магн

Диодный мост — Википедия. Что такое Диодный мост

Схема включения

Порядок работы

Выпрямление положительной полуволны

←{\displaystyle \leftarrow }

→{\displaystyle \rightarrow }

Выпрямление отрицательной полуволны

Выпрямитель

Подключение конденсатора

Преимущества

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

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

Внешний вид однокорпусных мостов

Мосты могут быть изготовлены из отдельных диодов, и могут быть выполнены в виде монолитной конструкции (диодная сборка).

Монолитная конструкция, как правило, предпочтительнее — она дешевле и меньше по объёму (хотя не всегда той формы, которая требуется). Диоды в ней подобраны на заводе и наверняка имеют одинаковые параметры и при работе находятся в одинаковом тепловом режиме. Сборку проще монтировать.

В монолитной конструкции при выходе из строя одного диода приходится менять весь монолит. В конструкции из отдельных диодов может меняться только один диод.

При выпрямлении больших токов на диодах рассеивается значительная тепловая энергия, поэтому применяются дискретные диоды средней или большой мощности, допускающие установку на внешний теплоотвод.

Маркировка

В СССР/России:

материал диодов:
Ц — мост
число (2…4 цифры) Обозначают порядковый номер разработки данного типа моста.
буква

См. также

Ссылки

Примечания

↑ Однополупериодным выпрямителем называется выпрямление с помощью 1 диода.

Кривые зависимости I от V для диодов

[Analog Devices Wiki]

Цель:

Целью этой работы является исследование характеристик тока и напряжения диода с PN переходом.

Материалы:

ADALM2000 Active Learning Module
Макетная плата без пайки
1 — Резистор (1 кОм или любое аналогичное значение от 1 кОм до 5 кОм)
1 — малосигнальный диод (1N914 или аналогичный)

Направление:

Текущий vs.Характеристики напряжения диода с PN-переходом можно измерить с помощью платы ADALM2000 и следующих подключений. Зеленые поля указывают, где подключить плату ADALM2000. Установите макет с выходом генератора сигналов W1, прикрепленным к одному концу резистора. Сюда также подключается вход осциллографа 2+. Другой конец резистора подключен к одному концу диода, как показано на первой схеме. Вход 2 осциллографа, а также вход осциллографа 1+ также подключаются ко второму концу резистора.Другой конец диода соединен с землей вместе со входом 1-осциллографа.

Рисунок 1. Схема подключения диода I / В, кривые

Настройка оборудования:

Генератор сигналов должен быть настроен для треугольной волны 100 Гц с размахом амплитуды 6 В и смещением 0 В. Дифференциальный вход канала 2 осциллографа (2 +, 2-) используется для измерения тока в резисторе (и диоде). Несимметричный вход канала осциллографа 1 (1+) используется для измерения напряжения на диоде (вход 1 может быть заземлен).Осциллограф должен быть настроен с каналом 1 на 500 мВ на деление и каналом 2 также на 500 мВ на деление. Ток, протекающий через диод, I _D, представляет собой напряжение, измеренное каналом 2, деленное на номинал резистора (в данном примере 1 кОм). Используйте режим отображения XY для построения графика зависимости напряжения на диоде (канал осциллографа 1) по оси X от тока в диоде (канал осциллографа 2) по оси Y.

Рисунок 2. Зависимость тока от напряжения, линейные шкалы.

Процедура:

Рисунок 3.Зависимость тока от напряжения, линейные масштабы.

Рисунок 4. Зависимость тока от напряжения, линейная шкала График в Excel.

Загрузите полученные данные в программу для работы с электронными таблицами, такую как Excel, и вычислите ток диода I _D. Постройте график зависимости тока от напряжения на диоде. Отношение напряжения диода к току логарифмическое. При нанесении на логарифмическую шкалу линия должна быть прямой, как показано на втором графике.

Рисунок 5. Ток vs.Напряжение в логарифмической шкале

Вопросы:

Каково математическое выражение для тока диода I _D с учетом напряжения на диоде В, _D?

Дальнейшее исследование характеристик диодов:

Измерьте характеристики диода, В _D при фиксированном I _D нескольких диодов 1N914; их четыре должны быть включены в комплект аналоговых деталей ADALP2000, и попросить обменять их с помощником по лаборатории, чтобы получить еще больше образцов.Вычислите среднее значение и коэффициент вариации (CV) ваших измерений (CV определяется как стандартное отклонение, деленное на среднее значение в процентах). Обсудите количество наблюдаемых вами отклонений, которые часто являются мерой того, что инженеры-полупроводники называют изменением процесса.

Замените диоды 1N914 на светодиод, или на светодиод. У вас должны быть красный, желтый, зеленый и инфракрасный светодиоды в комплекте аналоговых деталей ADALP2000. Имеют ли светодиодные диоды аналогичные математические выражения для тока диода I _D, учитывая напряжение на диоде В, _D, что и на IN914? Чем они похожи и чем отличаются? Красный, желтый и зеленый светодиоды «включаются» при одинаковом прямом напряжении?