Co to jest mostek diodowy - proste wyjaśnienie
Definicja
Mostek diodowy to rozwiązanie obwodu zaprojektowane do prostowania prądu przemiennego. Inna nazwa to prostownik półfalowy. Zbudowany jest z półprzewodnikowych diod prostowniczych lub ich różnorodności - diod Schottky'ego.
Obwód mostkowy oznacza obecność kilku (dla obwodu jednofazowego - czterech) diod półprzewodnikowych, do których podłączone jest obciążenie.
Może składać się z dyskretnych elementów wlutowanych na płytce, ale w XXI wieku częściej diody są połączone w osobnej obudowie. Na zewnątrz wygląda jak każdy inny element elektroniczny - nogi do podłączenia do ścieżek płytki drukowanej są zdjęte z obudowy o określonym rozmiarze.
Warto zauważyć, że kilka zaworów połączonych w jednej obudowie, które nie są połączone zgodnie z obwodem mostkowym, nazywane są zespołami diodowymi.
W zależności od zakresu i schematu połączeń mostki diodowe to:
- jednofazowy;
- trójfazowy.
Oznaczenie na schemacie można wykonać w dwóch wersjach, z których jedna do użycia UGO na rysunku zależy od tego, czy most jest złożony z oddzielnych elementów, czy też jest używany gotowy.
Zasada działania
Rozumiemy, jak działa mostek diodowy. Na początek diody przekazują prąd w jednym kierunku. Prostowanie napięcia przemiennego następuje z powodu jednostronnego przewodnictwa diod. Z powodu ich prawidłowego podłączenia ujemna półfala napięcia przemiennego wchodzi do obciążenia w postaci dodatniej. Krótko mówiąc - odwraca ujemną półfalę.
Dla uproszczenia i przejrzystości uważamy jego działanie za przykład jednofazowego prostownika dwufazowego.
Zasada działania obwodu opiera się na fakcie, że diody przewodzą prąd w jednym kierunku i polega na:
- Naprzemienny sygnał sinusoidalny jest doprowadzany do wejścia mostka diodowego, na przykład 220 V z domowej sieci elektrycznej (na schemacie okablowania wejście mostka diodowego jest oznaczone jako AC lub ~).
- Każda z półfal sinusoidalnego napięcia (rysunek poniżej) jest przepuszczana przez parę zaworów usytuowanych po przekątnej obwodu.
Dodatnia półfala przechodzi przez diody VD1, VD3, a ujemna - VD2 i VD4. Sygnał na wejściu i wyjściu obwodu widać poniżej.
Ten sygnał nazywa się - napięcie tętnienia rektyfikowanego. Aby go wygładzić, do obwodu dodaje się filtr z kondensatorem.
Kluczowe cechy
Rozważ główne cechy diod półprzewodnikowych. Litery łacińskie wskazują ich oznaczenie w anglojęzycznej dokumentacji technicznej (tak zwany arkusz danych):
- V.obr./min - szczytowe lub maksymalne napięcie wsteczne. Po przekroczeniu tego napięcia złącze pn zostaje nieodwracalnie zniszczone.
- V.r (rms) - średnie napięcie wsteczne. Normalny do pracy, taki sam jak Uarr w charakterystyce komponentów domowych.
- Jao - średni prąd rektyfikowany, taki sam jak Ipr w domu.
- Jafsm - szczytowy prąd rektyfikowany.
- V.fm - spadek napięcia w polaryzacji z przodu (w stanie otwartym przewodzącym) wynosi zwykle 0,6-0,7 V, a więcej w przypadku modeli wysokoprądowych.
Podczas naprawy sprzętu elektronicznego i zasilaczy lub ich projektowania początkujący pytają: jak wybrać mostek diodowy?
W takim przypadku najważniejszymi parametrami będą napięcie i prąd wsteczny. Na przykład, aby wybrać mostek diodowy dla 220 V, należy spojrzeć na modele o napięciu znamionowym większym niż 400 V i pożądanym prądzie, na przykład KBPC106 (lub 108, 110). Jego parametry techniczne:
- maksymalny prąd prostowany - 3A;
- prąd szczytowy (krótkotrwały) - 50A;
- napięcie wsteczne - 600 V (800 V, 1000 V odpowiednio dla KBPC108 i 110).
Zapamiętaj te cechy i możesz łatwo określić, którą opcję wybrać z katalogu.
Obwody prostownika
Prostowanie prądu w zasilaczach jest głównym celem, wśród innych elementów obwodu można wybrać filtr wejściowy, który jest podłączony za prostownikiem - ma on za zadanie gładkie tętnienie. Przyjrzyjmy się temu zagadnieniu bardziej szczegółowo!
Przede wszystkim warto zauważyć, że mostek diodowy nazywa się jednofazowym obwodem prostownika z 4 diodami lub trójfazowym z 6. Ale wentylatory często nazywają obwód prostownika z punktem środkowym.
W prostowniku półfalowym na obciążenie docierają dwie półfale, a w prostowniku półfalowym - jedna.
Aby uniknąć nieporozumień, zrozummy terminologię.
Poniżej widać jednofazowy obwód dwóch półfalowych, jego poprawna nazwa to „obwód Gretza”, jest to najczęściej jego nazwa „most diodowy”.
Obwód Larionowa jest trójfazowym mostkiem diodowym, sygnałem wyjściowym jest półfala. Diody w nim przechodzą półfale, otwierając się napięcie sieciowe, tj. na przemian: górna faza A i dolna faza B, górna faza B i dolna faza C itp.
Dla kompletności należy powiedzieć o innych schematach prostowników napięcia prądu przemiennego.
Półfalowy prostownik z 1 diodą połączony szeregowo z obciążeniem. Jest stosowany w zasilaczach statecznikowych, miniaturowych zasilaczach małej mocy, a także w urządzeniach mało wymagających współczynnika tętnienia. Do ładunku dociera tylko jedna półfala.
Półfala z punktem środkowym - to jest błędnie nazywane mostem z 2 diodami. Tutaj tylko jedna dioda przewodzi każdą półfalę. Jego zaletą jest większa wydajność niż obwód Gretza, ze względu na mniejszą liczbę bramek półprzewodnikowych. Jednak jego użycie komplikuje fakt, że potrzebujesz transformatora z odczepem od punktu środkowego, co znajduje odzwierciedlenie na schemacie obwodu. Nie można go użyć do skorygowania napięcia sieciowego 220 V.
Prostownik z zespołów Schottky'ego. Jest stosowany w przełączaniu zasilaczy, ponieważ diody Schottky'ego mają mniejszy czas odzyskiwania wstecznego, małą pojemność bariery (szybsze przejście ze stanu otwartego do zamkniętego) i niewielki spadek napięcia przewodzenia (mniejsze straty). Schottky najczęściej występuje w złożeniach ze wspólną anodą lub katodą, jak pokazano na poniższym rysunku.
Dlatego do złożenia obwodu mostkowego wymagane będzie kilka zespołów. Poniżej znajduje się przykład 3 zespołów Schottky'ego ze wspólną katodą.
Z 4 zespołów ze wspólną katodą. Różni się od poprzedniego tym, że może wytrzymać większy prąd, z tymi samymi komponentami, ponieważ przewody Schottky w nim są połączone równolegle.
Z 2 zespołów Schottky'ego, jeden ze wspólną anodą i jeden ze wspólną katodą. Dowiedz się o czym jest anoda i katodaMożesz w naszym osobnym artykule.
Jak lutować i łączyć
Nietrudno jest uczyć się i znać obwody, główne trudności pojawiają się, gdy początkujący decyduje się na lutowanie mostka diodowego własnymi rękami. Aby lutować prostownik z 4 radzieckich kopii typu cd202, skorzystaj z poniższej ilustracji.
Aby zmontować mostek diodowy z nowoczesnych dyskretnych diod, takich jak 1n4007 o małej mocy (i inne - wszystkie wyglądają podobnie i różnią się jedynie rozmiarem), dokładnie zapoznaj się z poniższą ilustracją.
Ale jeśli nie zmontujesz go z pojedynczych części, ale użyjesz gotowego mostka, zobacz poniżej, jak prawidłowo podłączyć go do obwodu.
Dla początkujących interesujące będzie obejrzenie filmu o tym, jak wykonać prosty zasilacz 12V:
Zakres i cel
Najczęściej mostki diodowe stosuje się w zasilaczach. W zasilaczach transformatorowych są one podłączone do uzwojenia wtórnego transformatora
W zasilaczach impulsowych - na wejście sieci 220 V. W takim przypadku elektroniczny obwód sterujący i obwód zasilania UPS są zasilane przez wyprostowane i wygładzone (nie zawsze) napięcie sieciowe (osiąga około 300-310 woltów).
Na zaciskach uzwojenia wtórnego zasilacza impulsowego napięcie przemienne wysokiej częstotliwości. Aby to wyprostować, zainstaluj zespoły podwójnych diod Schottky'ego. W związku z tym często stosuje się schemat korygujący w punkcie środkowym.
W samochodach i motocyklach stosuje się trójfazowe mostki diodowe, zmontowane zgodnie ze schematem Larionova z trzema dodatkowymi zaworami, ponieważ do zasilania sieci pokładowej stosuje się generator trójfazowy. Mostek w generatorze jest wykonany w postaci wycinka koła i jest zainstalowany z tyłu.
Wyjątkiem są niektóre nowoczesne samochody Toyota i inne marki, które wykorzystują 6-fazowy generator do wdrożenia dwunastopulsowego obwodu prostowniczego 12 zaworów. Jest to konieczne, aby zmniejszyć tętnienia i zwiększyć prąd wyjściowy.
Metody weryfikacji
Do testowania mostka diodowego najlepiej nadaje się multimetr w trybie testu diody.
Aby to zrobić, musisz zadzwonić na wejściu, a następnie na wyjściu dla zwarcia (mostek diodowy musi być przylutowany).
Bez lutowania bezpośrednio na płycie można zmierzyć spadek napięcia na złączach diod. Aby to zrobić, musisz określić pinout mostu, zwykle jest to wskazane bezpośrednio w sprawie, którą rozważaliśmy powyżej.
Na ekranie multimetru, z odchyleniem do przodu, liczby powinny być wyświetlane w zakresie 500-800 mV, a na odwrocie, powyżej 1500 i do nieskończoności (zależy od konkretnego elementu i urządzenia pomiarowego). To samo można zrobić w trybie omomierza, jak pokazano na poniższym rysunku.
Proces ten opisano bardziej szczegółowo w artykule „jak sprawdzić mostek diodowy”, W którym oprócz metodologii testów rozmawialiśmy o oznakach nieprawidłowego działania. Zobacz także wideo na temat testowania prostownika jednofazowego i mostka diodowego generatora samochodowego:
W tym miejscu kończymy nasze szczegółowe wyjaśnienie. Mamy nadzieję, że teraz stało się jasne, dlaczego most diodowy jest potrzebny i co robi w obwodzie elektrycznym. Jeśli masz pytania, zadaj je w komentarzach pod artykułem!
Powiązane materiały:
Ładowanie ...
