Устройство, принцип на действие и схема на изправителния диоден мост

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Променливият електрически ток се превръща в постоянен пулсиращ чрез използването на специални електронни схеми - диодни мостове. Токоизправителната диодна мостова верига е разделена на 2 версии: еднофазна и трифазна.

При работата на токоизправителя основният елемент е диодът. Структурно това е плоча от полупроводников кристал с две зони с различна проводимост. Характеристика е еднопосочното предаване на електрически ток, в зависимост от посоката на потока.

Дизайнът и работата на изправителния диод се основават на характеристиките на p-n прехода между полупроводниковите зони. Неговото съпротивление зависи от полярността на външното напрежение. В единия случай е голям, в другия е незначителен.

Монофазен диоден мост

Когато входът е променливо синусоидално напрежение, във всеки полупериод токът преминава през един чифт диоди, а другият е затворен. В резултат на това на изхода на токоизправителната диодна мостова верига,пулсиращо напрежение, чиято честота е два пъти по-голяма от тази на входа.

Трифазна мостова верига

Тази схема използва диодни полумостови токоизправители. Изходното напрежение тук се получава с по-малко пулсации.

Как да изгладите пулсациите при коригиране на захранването?

Качеството на изправеното напрежение намалява с увеличаването на пулсациите. За намаляването му се използват елементи, които натрупват енергия, когато идва от токоизправителя и я раздават, когато спре да захранва.

В схемата на диодния мост на токоизправител с кондензатор, последният е свързан успоредно с товара. Капацитетът му се избира в зависимост от тока на натоварване. Когато се приложи импулс, кондензаторът се зарежда. Между импулси (когато няма такива), напрежението от него се подава на товара.

В резултат на изглаждането, изходното напрежение на филтъра става по-голямо и се доближава до амплитудата на ректифицираната стойност.

Идеалното напрежение на изхода на филтъра не може да се получи поради разреждането на кондензатора между импулсите. Обикновено такива вълни са приемливи. Те могат да бъдат намалени чрез увеличаване на капацитета на кондензатора.

Ако за изглаждане се използва индуктор, той се свързва последователно с товара. Комбинираните филтърни вериги включват дросели и кондензатори.

Проектиране на диодни мостове

Най-простото мостово устройство се извършва чрез запояване на отделни диоди. В индустрията се произвеждат монолитни конструкции, които са по-малкоразмери и по-евтино. Освен това в тях са избрани диоди с подобни характеристики, което им позволява да работят със същото отопление. Това подобрява надеждността на токоизправителната диодна мостова верига.

Предимството на диодните мостове от отделни елементи е възможността за ремонт при повреда на един от тях. Монтажът трябва да се смени изцяло. Неизправности в него се случват рядко, тъй като елементите са правилно избрани.

Мощни токоизправители

Устройствата, които консумират висок ток, обикновено се захранват от 220 V. Устройствата не са свързани директно, тъй като напрежението за електронните схеми е малко, а токът е постоянен. След това използвайте мрежовия адаптер.

Напрежението се намалява от трансформатор, който също създава галванична изолация между първичната и вторичната захранваща верига. Това намалява риска от токов удар и предпазва оборудването, ако възникне късо съединение във веригата.

Модерните адаптери в повечето случаи работят по опростена безтрансформаторна верига без галванична изолация, където излишното напрежение се абсорбира от кондензатора.

12 волтова диодна мостова верига: инструкции и монтаж

Захранването се състои от два модула, като първият е понижаващ трансформатор, а вторият е диоден мост, който преобразува един вид напрежение в друг.

Избран е подходящ трансформатор. Първичната намотка се намира с помощта на тестер. Съпротивата й трябва да е най-голяма. Чрез позвъняване с мултицет в режим на измерване на съпротивлението, необходимотозавършва. След това се намират други двойки и се правят маркировки.

към първичната намотка се подава 220 V. След това тестерът се превключва в режим на измерване на променливотоково напрежение и се измерва напрежението на останалите намотки. Трябва да изберете или да навиете такъв на 10V. Важно е напрежението да не е 12V, защото след капацитивния филтър се увеличава с 18%.

Трансформаторът се избира за необходимата мощност, след което се взема марж от 25%.

4 диода са усукани в диоден мост и краищата са запоени. След това веригата се свързва, 25 V и 2200 микрофарада кондензатор (електролит) се свързва към изхода и се проверява за работа.

Безтрансформаторна 24V токоизправителна диодна мостова верига

В радиолюбителската практика широко се използват захранващи устройства с ниска мощност без трансформатори.

220V мощност се подава през баластния кондензатор C1. Токоизправителят се състои от диоди VD1, VD2 и ценерови диоди VD3, VD4. За да се елиминират токови удари през моста, 50-100 ома ограничаващ тока резистор е инсталиран последователно с кондензатора, когато е свързано захранването. За разреждане на кондензатора, когато веригата не работи, към него е свързан паралелно резистор 150-300 kΩ.

На изхода на веригата е инсталиран изглаждащ кондензатор с капацитет 2000 микрофарада.

Липсата на галванична връзка създава риск от токов удар.

Заявление

Приложения за диоден мостизключително широк и разнообразен:

• осветителни тела (LED и флуоресцентни лампи);
• електромери;
• захранващи устройства за електронно оборудване;
• индустриални захранвания, контроли и зарядни устройства.

Как да изберем диоди за направата на диоден мост?

Основните критерии за избор са напрежението и тока, при които диодът не прегрява. Когато се включи директно, напрежение от около 0,6 V пада върху него, тъй като има вътрешно съпротивление. Обратното напрежение, което диодът може да издържи, без да влиза в режим на термичен и електрически пробив, има определена граница. Ако е проектиран за 220 V, тогава се взема марж от най-малко 25%. Но е по-добре да го вземете достатъчно голям, за да предпазите от случайни токови удари.

Текът също се взема с марж. При необходимост е осигурен охлаждащ радиатор.

За правилния избор използвайте справочната таблица на диоди и диодни мостове.

Производители на диодни мостове

Сред елементите за осветително оборудване се открояват токоизправителите от серията 1N4007 и MS250, произведени от Diotec. Предназначени са за напрежения до 1000 V. В първия случай схемата на диодния мост се състои от 4 диода, поставени върху печатна платка, а във втория е представена като компактна сглобка. Докато серията 1N4007 е надеждна при работа, монтажът MS250 спестява тегло и отпечатък. Въпреки това търсенето на серията 1N4007 остава силно, тъй като цената е падналакоето се определя основно от цената на медните проводници.

Производствената технология на диодните мостове от серия MS продължава. Сега всичките 4 кристала на моста са монтирани заедно, което увеличава неговата топлоустойчивост поради еднаквостта на параметрите.

Надеждността на токоизправителите намалява с повишаване на температурата на околната среда. Този проблем е решен от серията B250S2A, която е оценена на 2.3A и преминава 0.7A при 125°C.

Повечето производители купуват диоди и след това сглобяват готови токоизправители. Diotec се справя с целия производствен цикъл, от производството на кристали до сглобяването и опаковането.

Друга водеща световна компания - IRF - има уникални технологии за намаляване на размерите на частите, подобряване на топлопреминаването и повишаване на ефективността на полупроводниковата технология. Той е единственият, който произвежда компоненти за целия цикъл на преобразуване на енергия.

Заключение

Изправителната диодна мостова верига се използва във всяко електронно оборудване. Трябва да се използват пълновълнови токоизправители, чиито характеристики са много по-добри от едновълновите. Можете сами да проверите всеки от тях, като позвъните на всеки диод.