Диодный мостик схема: Диодный мост на 6 диодов и диодный мост на 8 диодов — Генераторы — — Каталог статей

Содержание

Диодный мост на 6 диодов и диодный мост на 8 диодов - Генераторы - - Каталог статей

Все статьи на сайте

Все статьи про диодный мост

 

На автомобилях применяется трехфазный синхронный генератор переменного тока.

Для работы электрооборудования нужен постоянный ток, поэтому выпрямитель -обязательный элемент генератора.

Трехфазный выпрямитель – это диодный мост по схеме Ларионова. Три плеча по два диода

Диодный мост на шесть диодов и диодный мост на 8 диодов.

Трехфазный диодный мост по схеме Ларионова, имеет 6 диодов, три плеча по два диода.

В диодном мосте может быть 8 диодов. Это в том случае, когда используется принцип повышения мощности генератора за счет использования тока третьей гармоники, который можно отбирать от средней точки трехфазной звезды.

Генератор переменного тока в идеале должен выдавать синусоидальное переменное напряжение, но этого не получается, выходное напряжение по конструктивным причинам получается искаженным. То есть, сильно несинусоидальным – это недостаток генератора переменного тока, но его можно частично скомпенсировать тем, что третью гармонику несинусоидального переменного напряжения можно выделить и ее энергию использовать.

                    

 

Обмотка статора соединяется звездой и от средней точки звезды делается вывод, напряжение которое действует в средней точке, выпрямляется дополнительным плечом диодного моста, поэтому получается мост на 8 диодов.

              

Многие конструкции диодных мостов делаются универсальными, для использования как шести диодов, так и 8 диодов. В этом случае у шести диодного моста позиции под 7 и 8 диоды просто остаются пустыми.

Примеры конструкций диодных мостов.

БПВО 76-105/15       8 диодов

БПВО 76-105/21       6 диодов 

БВО    76.2-105/02    6 диодов без доп. диодов

БВО      3-105-02       8 диодов генераторов 3282.3771 и  7702.3701 

На ВАЗ 2110, 12, 13, 14 штатно ставится генератор 9402. 3701 или 5102.3771 на 80 Ампер. с диодными мостами 6 диодов

Или генераторы увеличенной мощности 3202.3771 на 90 Ампер,  или 5102.3771 на 100 Ампер, с диодными мостами 8 диодов.

       

 

                                

 

            

 

Конструкция генератора позволяет установить и шести диодный и восьми диодный мост. Если генератор рассчитан на применение шести диодного моста, то при установке восьми диодного моста просто ничего не изменится, можно ставить. Если генератор рассчитан на установку восьми диодного моста, то использование шести диодного моста, приведет к небольшому снижению максимального тока генератора, что в обычной эксплуатации со штатным электрооборудованием будет допустимо.

Примеры схем генератора для ВАЗ 2110

 

 На многих современных генераторах применяются диодные мосты 8 диодов, но уже без дополнительных диодов. DENSO, BOSCH, MITSUBISHI

Диодный мост в сварочном аппарате: силовые выпрямители своими руками

На чтение 8 мин. Просмотров 7.5k. Опубликовано

22.10.2018 Обновлено

Диод представляет собой полупроводниковый агрегат с разной проводимостью, определяемой прикладываемым напряжением. Он имеет два вывода: катод и анод. Если подается прямое напряжение, то есть на аноде в сравнении с катодом потенциал положителен, агрегат открыт.

Если напряжение отрицательно, он закрывается. Такая особенность нашла применение в электротехнике: диодный мост активно используется в сварочном деле для выпрямления переменного тока и улучшения качества сварных операций.

Выпрямитель для сварки

на переменном токе обладает существенным минусом при использовании в домашних условиях: оно провоцируют перепады напряжения в сети и помехи для работы электроустройств.

По этой причине, при проведении сварных работ своими руками, требуется выпрямитель для сварочного аппарата, позволяющий в некоторой мере сгладить мощные перепады сетевого напряжения.

Особенность выпрямителей

Многие сварочные аппараты требуют доработки, заключающейся в применении специальных выпрямителей. Для их изготовления часто применяют диоды, способные пропускать напряжение исключительно в одну сторону.

Изначально для усовершенствования мастера использовали диодные схемы из четырех диодов на радиолампах. Но данная технология была слишком сложной и дорогой. В наши дни силовые диоды стали доступными по стоимости, поэтому активно используются в сварных операциях.

[box type=”info”]На заметку! Подбирайте такие электрические элементы, которые обладают высоким качеством, и следите за тем, чтобы фактический ток в цепи был меньшим, чем заданный по номиналу. Тогда аппарат прослужит без поломок максимально длительное время.[/box] Электрическая схема выпрямителя для сварки.

Схема для такого приспособления не отличается особой сложностью: она состоит из проводников, пропускающих электрический поток и направленных в актуальную сторону.

Если быть более точным, то два элемента общей схемы соединены последовательно и направлены друг к другу, а еще два ‒ располагаются один за другим.

Первые из них проводят ток в выбранном направлении, вторые ‒ не позволяют току вернуться.

Выпрямители на диодах характеризуются разной мощностью, поэтому вид электрода необходимо подбирать с учетом этого параметра. Чем выше мощность, тем более толстый электрод потребуется.

На промышленном производстве требуется применить мощную аппаратуру, которая позволит выполнять сварные соединения без каких-либо пауз. Для бытового использования подойдут менее мощные выпрямители для сварки.

Применение в сварке

Диодную схему можно собрать из отдельных диодов или приобрести монолитную конструкцию с разными параметрами.

Первый вариант менее предпочтителен, чем второй. Но при сгорании одного диода не требуется менять все четыре элемента, как в случае монолитной конструкции.

Если применить такие агрегаты для переориентации на работу с постоянным током, можно добиться расширения ее функциональных возможностей.

Применение выпрямителя из диодов поможет:

  • устранить перебои напряжения в сети;
  • упростить задачу розжига электрической дуги в условиях номинального и пониженного напряжения;
  • увеличить тепловой режим при длительной работе сварочного аппарата.

На заметку! С помощью выпрямителя из диодов для сварочного аппарата можно поддерживать электрическую дугу на стабильном уровне, что позволяет повысить эстетические качества созданных своими руками сварных соединений на металлических конструкциях.

Выпрямитель для сварки собирается по мостовой схеме, но при этом важно учесть, что корпус агрегата находится под напряжением.

Поэтому при установке диодного моста на радиатор, важно изолировать агрегат от иных элементов схемы, от корпуса сварочного аппарата, соседних диодов.

А это чревато определенными неудобствами для сварщика: нужно использовать более крупный по размеру корпус сварки.

Выпрямитель тока для сварочных работ.

Как следствие, аппарат получается тяжелым и громоздким.

Чтобы уменьшить габариты сварки, можно подобрать выпрямительный прибор ВЛ200 с другой полярностью, объединив полупроводники на два парных радиатора. Но еще лучше, установить в едином корпусе сварки мощные, но при этом максимально компактные диодные мосты.

Такое решение обойдется сварщику в несколько раз дешевле, нежели покупка диодов В200. Деталь по размеру не больше, чем спичечный коробок. Она имеет площадку для установки радиатора, работает на максимальном, прямом токе ‒ 30-50 А.

Важно! Если в процессе выполнения сварных работ потребовался более мощный мост, стоит воспользоваться параллельным подключением мостовых сборок. Главное понимать, что при таком решении надежность конструкции будет ниже, чем при одиночных мощных диодах.

Если говорить о схемах полупроводникового типа с устройством выпрямителя, важно отметить следующее:

  1. Лучшие показатели имеет трехфазная система, позволяющая использовать мощность сети до 380 В.
    Ее применяют на промышленных предприятиях, где важно создать длительный непрерывный сварной процесс без пауз для соединения больших по размеру металлических деталей: ворот, контейнеров, хозяйственных металлических сооружений и т.п.
  2. Система с одной фазой подходит для бытового использования, когда сварной процесс длится короткий промежуток времени, и нет необходимости в более длительной сварке.

Установка

Если планируется установить параллельную схему соединения диодных мостов, важно учесть некоторый разброс по параметрам каждого диода. Подбирать элементы нужно так, чтобы оставался некоторый запас прочности. Тогда можно получить компактный диодный мост для сварочного аппарата.

Диодные сборки можно разместить на одном радиаторе, но для повышения показателей теплоотдачи их монтируют через теплопроводящую пасту. Актуальное количество таких схем для выпрямителя определяется требуемым сварочным током: стандартное количество 3-5 сборок.

Проводники стоит соединять с контактами при помощи пайки, и иначе в местах контакта потери мощности, или соединение сильно нагревается. При необходимости выполнить сварные операции, выпрямитель подключается .

Как сделать выпрямитель своими руками?

Если в наличии мастера имеются комплектующие детали, вполне реально изготовить самодельный сварочный выпрямитель. При условии соблюдения всех рекомендаций специалистов он гарантировано обеспечит процесс ручной дуговой сварки постоянным током, но потребуется применить электрод с обмазкой.

Использовать проволоку без обмазки также допустимо, но только при условии большого опыта в сварных вопросах. Для неопытного сварщика справиться с ней будет практически нереально.

Диодный мост для сварочного аппарата.

Обмазка при расплавлении электрода препятствует проникновению составляющих воздуха в расплавленный металл сварного соединения. Без нее контакт металла в расплавленном виде с азотом и кислородом снизят прочностные свойства шва, сделав его хрупким и пористым.

Сначала потребуется выбрать или смотать своими руками понижающий трансформатор с требуемыми параметрами. Собирают трансформатор до подключения диодного моста.

Если выбран путь самостоятельного изготовления аппарата, важно правильно рассчитать его элементы, в том числе:

  • параметры магнитопровода;
  • актуальное количество витков;
  • размеры сечения шин, проводов.
[box type=”info”]На заметку! Расчеты для изготовления трансформаторов осуществляются по единой методике, поэтому данная задача не представляет трудностей даже для малоопытного сварщика со школьными знаниями электричества.[/box]

В работе не обойтись без светодиодов: нужны они в качестве проводников тока в одном единственном направлении. Простейший диодный , созданный по мостиковой схеме, монтируют на радиатор с целью теплообмена и охлаждения.

Мощные диоды для сварочного аппарата, по типу ВД-200, выделяют при работе довольно большой объем тепловой энергии. Чтобы обеспечить падающую характеристику тока, в цепь потребуется включить дроссель последовательно.

Активное переменное сопротивление в такой схеме обеспечит сварщику возможность плавно регулировать сварочный ток. Далее, один полюс нужно подключить к сварной проволоке, а второй ‒ к рабочему объекту.

Электролитический конденсатор в составе схемы необходим в качестве сглаживающего фильтра для снижения пульсаций.

Выполнить намотку реостата несложно своими силами, но для такой задачи потребуется керамический сердечник и проволока из никелина или нихрома. Актуальный диаметр проволоки определит величина регулируемого тока сварной операции.

Расчет сопротивления реостата нужно проводиться учетом удельного сопротивления электрода, его сечения и общей длины.

Электрическая схема сварки с диодным мостом.

Шаг регулировки тока для сварки зависит от диаметра витков. Если правильно собрать перечисленные детали в единый агрегат, процесс сварки будет сопровождаться постоянным током. Не лишним будет и монтаж резистора, препятствующего короткому замыканию при работе.

Оно может происходить при касании проволоки о металл без зажигания дуги. Если в это время на конденсаторе нет сопротивления, он мгновенно разрядится, произойдет щелчок, электрод разрушится или прилипнет к металлу.

При наличии резистора можно сгладить разряды на конденсаторе, сделать поджога электрода более простым и мягким. Изготовление аппарата для выпрямления сварного тока своими руками позволит создавать максимально аккуратные и долговечные сварные швы.

Итоги

Диодный мост для сварочного аппарата преобразует переменный ток в постоянный, что позволяет повысить качества сварных соединений. Такое приспособление можно приобрести в готовом виде или создать своими руками, следуя советам, озвученным в статье.

принцип работы, сфера применения :: SYL.ru

Диодный мост – это элементарная электронная схема, служащая для преобразования переменного тока в постоянный. Он является самым распространенным радиокомпонентом, без которого не может обойтись ни один выпрямительный блок питания.

Конструктивные виды полупроводниковых мостов

Диодный мост может быть собран из отдельных полупроводниковых элементов или выполняется в виде монолитной сборки. Удобством последней является простота монтажа на печатной плате, малые габаритные размеры. Параметры элементов в ней тщательно подобраны на заводе, что исключает их разброс и перекос температурного режима работы, однако в случае выхода из строя одного элемента такой схемы замене подлежит вся сборка. Если вас не устраивают готовые диодные сборки, можете собрать эту простую схему самостоятельно. Монтаж элементов можно осуществить на печатную плату, но чаще всего его делают навесным, непосредственно на трансформаторе. Если требуется диодный мост большой мощности, не следует забывать, что диоды могут сильно греться, в таком случае их монтируют на алюминиевом радиаторе для отвода лишнего тепла. Диоды для моста необходимо подбирать в соответствии с требуемой мощностью схемы. Значение нагрузки возможно вычислить по закону Ома, для этого максимальный ток нужно умножить на максимальное напряжение. Результат следует умножить на два, чтобы схема имела запас прочности. Собирая диодный мост, следует помнить, что через каждый диод протекает всего 70 процентов номинального тока.

Принцип работы

На вход схемы поступает переменное напряжение, в первый полупериод электрический ток проходит через два диода, вторая пара диодов оказывается закрытой. Во второй полупериод ток проходит через вторую пару диодов, а первая оказывается закрытой. Таким образом, на выходе диодного моста получается пульсирующее напряжение, частота которого вдвое выше, чем входного. Для сглаживания пульсации выходного напряжения на выходе моста ставят конденсатор.

Область применения

Диодные мосты нашли широкое применение в промышленном оборудовании (блоках питания, зарядных устройствах, схемах управления электродвигателями, регуляторах мощности), в блоках питания бытовой техники (телевизорах, холодильниках, пылесосах, компьютерах, электроинструментах и так далее), в приборах освещения (люминесцентных лампах, в модулях солнечных батарей), в счетчиках электроэнергии.

Диодный мост для сварочного аппарата

Такой выпрямитель необходимо собирать на базе мощных диодов (например, подойдет тип В200 с максимальным током 200 ампер). Они имеют солидные габаритные размеры, их корпус необходимо сажать на алюминиевый радиатор для отвода теплоэнергии. Корпус таких диодов находится под напряжением, соответственно, радиатор тоже, поэтому монтаж должен учитывать эти особенности. В результате конструкция сварочного аппарата увеличивается в размерах. Однако в продаже есть готовые сборки, интегрированные в один корпус. Размеры такого моста сопоставимы со спичечным коробком или одним диодом типа В200 без радиатора. Максимальный ток составляет 30-50 ампер, а цена значительно ниже вышеописанных диодов.

Диодный мост генератора

Это выпрямительный блок, состоящий из трех параллельных полумостов, собирается на шести диодах (схема советского ученого Ларионова А. Н.). Такая схема преобразует переменное трехфазное напряжение в постоянное.

Мостовой выпрямитель - определение, изготовление и работа

Раньше собираясь мостовой выпрямитель, нам нужно знать, что на самом деле выпрямитель есть и зачем нужен выпрямитель. Так Сначала давайте посмотрим на эволюцию выпрямителей.

Эволюция выпрямители

Выпрямители находятся в основном подразделяется на три типа: полуволна выпрямитель, Центр двухполупериодный выпрямитель и мостовой выпрямитель. Все у этих трех выпрямителей есть общая цель - преобразовать Чередование Ток (AC) в прямой Ток (постоянный ток).

Нет все эти три выпрямителя эффективно преобразуют Переменный ток (AC) в постоянный ток (DC), только двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и мостовой выпрямитель эффективно преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный Ток (постоянный ток).

В однополупериодный выпрямитель, допускается только 1 полупериод и оставшаяся половина цикла заблокирована. В результате почти половина приложенная мощность тратится на полуволновой выпрямитель. В в дополнение к этому, выходной ток или напряжение производимый полуволновым выпрямителем - это не чистый постоянный ток, а пульсирующий постоянный ток, который не очень полезен.

В чтобы преодолеть эту проблему, ученые разработали новый тип выпрямителя, известный как двухполупериодный с отводом по центру выпрямитель.

Основным преимуществом двухполупериодного выпрямителя с отводом по центру является то, что пропускает электрический ток как во время положительных, так и отрицательных полупериоды входного сигнала переменного тока.В результате DC выходная мощность двухполупериодного выпрямителя с отводом в два раза больше что из полуволнового выпрямителя. В дополнение к этому, DC выход двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением содержит очень меньше ряби. В результате выход постоянного тока центра двухполупериодный выпрямитель с ответвлениями более плавный, чем полуволновой выпрямитель.

Однако двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением имеет один недостаток: трансформатор с центральным отводом, используемый в нем, очень дорогой и занимает большую площадь.

Кому сократить эти дополнительные расходы, ученые разработали новый тип выпрямитель, известный как мостовой выпрямитель. В мостовом выпрямителе, центральный кран не требуется. Если уйти или подняться напряжения не требуется, тогда даже трансформатор можно устраняется в мостовом выпрямителе.

выпрямительный КПД мостового выпрямителя практически равен к центру двухполупериодного выпрямителя.Единственное преимущество мостового выпрямителя над двухполупериодным выпрямителем с отводом по центру это снижение стоимости.

В мостовой выпрямитель, вместо использования центрального отвода трансформатор, используются четыре диода.

Сейчас мы получаем представление о трех типах выпрямителей. Половина волновой выпрямитель и двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру (двухполупериодный выпрямитель) уже обсуждались в предыдущем учебные пособия.В этом уроке основное внимание уделяется мосту. выпрямитель.

Let’s взгляните на мостовой выпрямитель…!

Мост выпрямитель определение

А мостовой выпрямитель - это тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используется четыре или более диодов в конфигурации мостовой схемы для эффективного преобразовать переменный ток (AC) в постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ).

Мост выпрямитель строительный

строительство Схема мостового выпрямителя показана на рисунке ниже. Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов. а именно D 1 , D 2 , D 3 , D 4 и нагрузочный резистор R L . Четыре диода подключены по замкнутому контуру (мост) к эффективно преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный Ток (постоянный ток).Главное достоинство этой мостовой схемы конфигурация такова, что нам не нужен дорогой центр трансформатор с ответвлением, что снижает его стоимость и габариты.

входной сигнал переменного тока подается на две клеммы A и B и выходной сигнал постоянного тока получается через нагрузочный резистор R L , который подключается между клеммами C и Д.

четыре диода D 1 , D 2 , D 3 , D 4 расположены последовательно с двумя диодами, что позволяет ток в течение каждого полупериода. Например, диоды D 1 и D 3 рассматриваются как одна пара, что позволяет электрический ток в течение положительного полупериода, тогда как диоды D 2 и D 4 считаются другая пара, пропускающая электрический ток во время отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока.

Как мост выпрямитель работает?

Когда входной сигнал переменного тока подается на мостовой выпрямитель, во время положительного полупериода диоды D 1 и D 3 имеют прямое смещение и пропускают электрический ток, в то время как диоды D 2 и D 4 имеют обратное смещение и блокирует электрический ток. С другой стороны, во время диоды отрицательного полупериода D 2 и D 4 имеют прямое смещение и пропускают электрический ток, а диоды D 1 и D 3 имеют обратное смещение и блокирует электрический ток.

Во время положительный полупериод, клемма A становится положительной в то время как клемма B становится отрицательной.Это вызывает диоды D 1 и D 3 с прямым смещением и при при этом вызывает диоды D 2 и D 4 обратное смещение.

направление тока в течение положительного полупериода равно показано на рисунке A (т.е. от A до D, от C до B).

Во время отрицательный полупериод, клемма B становится положительной в то время как клемма A становится отрицательной. Это вызывает диоды D 2 и D 4 с прямым смещением и при при этом вызывает диоды D 1 и D 3 обратное смещение.

показано текущее направление потока во время отрицательного полупериода на рисунке B (то есть от B до D, от C до A).

От На двух рисунках (A и B) мы можем заметить, что направление тока через резистор нагрузки R L то же самое в течение положительного полупериода и отрицательного цикл.Следовательно, полярность выходного сигнала постоянного тока то же самое для положительных и отрицательных полупериодов. Выход Полярность сигнала постоянного тока может быть либо полностью положительной, либо отрицательный. В нашем случае это полностью положительно. Если направление диодов перевернут, то мы получаем полный отрицательный постоянный ток вольтаж.

Таким образом, мостовой выпрямитель пропускает электрический ток во время обоих положительные и отрицательные полупериоды входного сигнала переменного тока.

формы выходных сигналов мостового выпрямителя показаны на рисунок ниже.

Характеристики из мостовой выпрямитель

Peak Inverse Напряжение (PIV)

максимальное напряжение, которое диод может выдержать при обратном смещении состояние называется пиковым обратным напряжением (PIV)

или

максимальное напряжение, которое может выдержать непроводящий диод называется пиковым обратным напряжением (PIV).

Во время положительный полупериод, диоды D 1 и D 3 находятся в проводящем состоянии, а диоды D 2 и D 4 находятся в непроводящем состоянии. На с другой стороны, во время отрицательного полупериода диоды D 2 и D 4 находятся в проводящем состоянии, а диоды D 1 и D 3 находятся в непроводящее состояние.

Пиковое обратное напряжение (PIV) для мостового выпрямителя дано по

PIV = V Smax

Коэффициент пульсации

гладкость выходного сигнала постоянного тока измеряется с использованием известного коэффициента как фактор пульсации. Выходной сигнал постоянного тока с очень меньшим рябь рассматривается как плавный сигнал постоянного тока, в то время как выходной сигнал постоянного тока с высокой пульсацией считается высоким пульсирующий сигнал постоянного тока.

Пульсация фактор математически определяется как отношение пульсаций напряжения к чистое постоянное напряжение.

коэффициент пульсаций для мостового выпрямителя равен

.

коэффициент пульсаций мостового выпрямителя составляет 0,48, что равно в качестве двухполупериодного выпрямителя с отводом по центру.

Выпрямитель эффективность

выпрямитель КПД определяет, насколько эффективно выпрямитель преобразует Переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).

Высокая выпрямитель КПД указывает на самый надежный выпрямитель, в то время как низкий КПД выпрямителя указывает на плохой выпрямитель.

Выпрямитель эффективность определяется как отношение выходной мощности постоянного тока к мощности переменного тока. входная мощность.

Максимальный выпрямительный КПД мостового выпрямителя - 81.2% который аналогичен двухполупериодному выпрямителю с отводом по центру.

Преимущества выпрямительного моста

Низкий пульсации в выходном сигнале постоянного тока

Выходной сигнал постоянного тока мостового выпрямителя более плавный, чем однополупериодный выпрямитель. Другими словами, мост выпрямитель имеет меньше пульсаций по сравнению с полуволновым выпрямитель.Однако коэффициент пульсации моста Выпрямитель такой же, как двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру.

Высокая выпрямитель эффективность

выпрямитель КПД мостового выпрямителя очень высок по сравнению к однополупериодному выпрямителю. Однако выпрямитель КПД мостового выпрямителя и двухполупериодного ответвления выпрямитель такой же.

Низкий потеря мощности

В полупериодный выпрямитель только один полупериод входного переменного тока сигнал разрешен, а оставшийся полупериод ввода Сигнал переменного тока заблокирован. В результате почти половина приложенная входная мощность тратится впустую.

Однако в мостовом выпрямителе допускается наличие электрического тока во время как положительных, так и отрицательных полупериодов ввода Сигнал переменного тока.Таким образом, выходная мощность постоянного тока почти равна входная мощность переменного тока.

Недостатки из мостовой выпрямитель

Мост выпрямитель схема выглядит очень сложной

В полуволновой выпрямитель, используется только один диод, тогда как в двухполупериодном выпрямителе с отводом по центру используются два диода. Но в мостовом выпрямителе мы используем четыре диода для схема работы.Так выглядит схема мостового выпрямителя более сложный, чем однополупериодный выпрямитель и с отводом по центру двухполупериодный выпрямитель.

Подробнее потеря мощности по сравнению с центральной полосой выпрямитель

В электронный цепей, чем больше диодов мы используем, тем больше будет падение напряжения происходят. Потери мощности в мостовом выпрямителе почти равны двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру.Однако в мосту выпрямитель, падение напряжения немного выше по сравнению с двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру. Это связано с двумя дополнительные диоды (всего четыре диода).

В двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру, только один диод проводит в течение каждого полупериода. Значит падение напряжения в цепи составляет 0,7 вольт. Но в мостовом выпрямителе два диода, которые соединены последовательно в течение каждого полупериода.Так падение напряжения происходит за счет двух диодов, что равно 1,4 вольта (0,7 + 0,7 = 1,4 вольта). Однако потеря мощности из-за этого падение напряжения очень мало.

"Это статья посвящена только мостовому выпрямителю. Если ты хочешь читайте про мостовой выпрямитель с посещением фильтра: мостовой выпрямитель с фильтром «

Диодные выпрямительные схемы

»Электроника

Цепи диодного выпрямителя

бывают разных форм, от простых диодов до полуволновых, двухполупериодных выпрямителей, использующих мостовые выпрямители, удвоители напряжения и многие другие.


Цепи диодного выпрямителя Включают:
Цепи диодного выпрямителя Полуволновой выпрямитель Двухполупериодный выпрямитель Двухдиодный двухполупериодный выпрямитель Двухполупериодный мостовой выпрямитель Синхронный выпрямитель


Диодные выпрямительные схемы - одна из ключевых схем, используемых в электронном оборудовании. Их можно использовать в импульсных источниках питания и линейных источниках питания, в демодуляции радиочастотных сигналов, измерении мощности радиочастот и во многом другом.

Существует несколько различных типов схем диодного выпрямителя, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.Решение о том, какой тип диодной схемы использовать, зависит от конкретной ситуации.

Основы схемы диодного выпрямителя

Ключевым компонентом любой схемы выпрямителя, естественно, является используемый диод или диоды. Эти устройства уникальны тем, что пропускают ток только в одном направлении. Интересно, что Амброуз Флеминг, который изобрел первую форму диода, назвал свою версию клапаном из-за его одностороннего действия. Полупроводниковые диоды теперь выполняют ту же функцию, но занимают небольшую часть пространства и обычно составляют лишь небольшую часть стоимости.

Полупроводниковый диод имеет характеристики, подобные показанным ниже. В прямом направлении требуется небольшое напряжение на диоде, прежде чем он начнет проводить - это называется напряжением включения. Фактическое напряжение зависит от типа диодного выпрямителя и используемого материала. Для стандартного выпрямителя с кремниевым диодом это напряжение включения составляет около 0,6 В. Германиевые диоды имеют напряжение включения около 0,2 - 0,3 В, а кремниевые диоды Шоттки имеют аналогичное напряжение включения в районе 0.2 - 0,3 В

PN диод VI характеристика

В обратном направлении диодный выпрямитель окончательно выйдет из строя. Напряжение пробоя обычно значительно превышает напряжение включения - шкалы на диаграмме были изменены (сжаты) в обратном направлении, чтобы показать, что происходит обратный пробой.

Примечание о типах диодов:

Хотя основная функция диода остается прежней, существует много разных типов с немного разными характеристиками.Некоторые из них оптимизированы для выпрямления мощности, другие - для выпрямления сигналов, третьи используют диодный переход для излучения света или имеют переменную емкость и т. Д.

Подробнее о типах полупроводниковых диодов .

Для выпрямления мощности обычно используются силовые диоды или диоды Шоттки. Для выпрямления сигналов могут использоваться мелкоконтактные диоды, сигнальные диоды или диоды Шоттки.Преимущество диода Шоттки в том, что для прямой проводимости ему требуется только прямое напряжение около 0,2 - 0,3 вольт. Это особенно полезно при обнаружении слабых радиосигналов, а при использовании в качестве выпрямителя мощности потери мощности снижаются. Однако характеристики обратной утечки не так хороши, как у обычных кремниевых диодов.

Условное обозначение диода и упаковка

Обозначение диодной цепи широко известно. Диоды также входят в различные пакеты, хотя некоторые из наиболее распространенных форматов показаны на диаграмме ниже.

Обозначение диодной цепи

Действие диодного выпрямителя

Действие диода - пропускать ток только в одном направлении. Поэтому на диод подается переменная форма волны, тогда она допускает проводимость только более половины формы волны. Оставшаяся половина заблокирована.

Выпрямляющее действие диода

Схема диодного выпрямителя

Существует ряд различных конфигураций схемы диодного выпрямителя, которые можно использовать. Каждая из этих различных конфигураций имеет свои преимущества и недостатки и поэтому применима к различным приложениям.

  • Схема однополупериодного выпрямителя: Это самая простая форма выпрямителя. Часто использование только одного диода блокирует половину цикла и пропускает другой. Таким образом, используется только половина формы волны.

    Хотя преимуществом этой схемы является ее простота, недостатком является то, что между последовательными пиками выпрямленного сигнала больше времени. Это делает сглаживание менее эффективным и затрудняет подавление пульсаций высокого уровня.

    Эта схема не используется для каких-либо источников питания - она ​​чаще используется для обнаружения сигналов и определения уровня.


  • Двухполупериодная схема выпрямителя: Эта форма выпрямительной схемы использует обе половины формы волны. Это делает эту форму выпрямителя более эффективной, и, поскольку в обеих частях цикла присутствует проводимость, сглаживание становится намного проще и эффективнее. Есть два типа выпрямителей с полным выпрямителем.

    • Двухдиодный двухдиодный двухполупериодный выпрямитель с ленточным трансформатором: Двухдиодная версия схемы двухполупериодного выпрямителя требует центрального ответвления в трансформаторе. Когда использовались вакуумные трубки / термоэмиссионные клапаны, этот вариант широко применялся ввиду стоимости клапанов. Однако в случае с полупроводниками четырехдиодная мостовая схема позволяет сэкономить на стоимости трансформатора с центральным ответвлением и является столь же эффективной.


    • Мостовая схема полного выпрямителя: Это особая форма двухполупериодного выпрямителя, в котором используются четыре диода в мостовой топологии.Мостовые выпрямители широко используются, особенно для выпрямления мощности, и их можно получить как один компонент, содержащий четыре диода, соединенных в виде моста.

      В этом формате используются четыре диода, по два проводящих в каждой половине цикла. Это означает, что есть два падения напряжения на диодах, которые могут рассеивать некоторую мощность, но это экономит потребность в трансформаторе с центральным ответвлением, что дает значительную экономию затрат. Кроме того, диоды не обязательно должны иметь такое высокое номинальное обратное напряжение, как те, которые используются в конфигурации с двумя диодами.

      Ввиду наличия двух падений напряжения на диодах, эта схема редко используется для обнаружения сигналов. Однако он очень подходит для использования в линейных источниках питания, а также во многих случаях в импульсных источниках питания.


  • Схема синхронного выпрямителя: Синхронные или активные выпрямители используют активные элементы вместо диодов для обеспечения переключения. Это позволяет избежать потерь в диодах и значительно повысить эффективность.

    Ввиду более высокого уровня эффективности, который могут обеспечить синхронные выпрямители, они очень широко используются в высокоэффективных импульсных источниках питания. Их сложность более чем перевешивается достижимым гораздо более высоким уровнем эффективности.


Принимая во внимание разнообразие различных типов выпрямительных схем, существует хороший выбор того, какой тип использовать. Во многих случаях это продиктовано требуемым уровнем производительности, и в большинстве случаев требуется двухполупериодный выпрямитель.Учитывая доступность и низкую стоимость мостовых выпрямителей, это, как правило, самый дешевый вариант, а не экономия на диодах и необходимость в центральном ленточном трансформаторе.

Из-за современных источников питания, требующих все более высокого уровня эффективности, многие разработчики обращаются к использованию синхронных выпрямителей. Хотя они более сложные и поэтому стоят дороже, эти затраты часто окупаются отдачей, которую они приносят при повышении уровня эффективности.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

Схема двухдиодного полноволнового выпрямителя »Электроника

Двухдиодная версия схемы двухполупериодного выпрямителя может использоваться в ряде случаев для использования обеих половин переменного сигнала.


Цепи диодного выпрямителя Включают:
Цепи диодного выпрямителя Полуволновой выпрямитель Двухполупериодный выпрямитель Двухдиодный двухполупериодный выпрямитель Двухполупериодный мостовой выпрямитель Синхронный выпрямитель


Схема с двумя диодами может обеспечить двухполупериодное выпрямление при использовании с трансформатором с центральным ответвлением.

В этом двухдиодном формате для двухполупериодного выпрямителя используется трансформатор с центральным ответвлением, который широко использовался при использовании термоэмиссионных клапанов / вакуумных ламп. Это позволило сэкономить на количестве диодов и, следовательно, на количестве требуемых ламп / трубок, что значительно снизило затраты.

Сегодня с полупроводниковыми диодными мостовыми выпрямителями схема не так часто встречается, поскольку для мостовых выпрямителей требуется только одна обмотка на трансформаторе.

Схема двухдиодного двухполупериодного выпрямителя

В базовой схеме двухполупериодного выпрямителя используются два диода и трансформатор с центральным ответвлением.

Двухполупериодный выпрямитель с двумя диодами и трансформатором с центральным ответвлением.

Эту схему очень легко реализовать, хотя для нее нужен трансформатор с центральным ответвлением. Есть только два электронных компонента, то есть диоды, и они легко подключаются.

Текущий ток в цепи показан на диаграмме ниже. Это полезно, чтобы увидеть, как работает схема и насколько она не так эффективна с точки зрения использования трансформатора, как такие схемы, как мостовой двухполупериодный выпрямитель.

Двухполупериодный выпрямитель с двумя диодами: протекание тока

Глядя на схему, можно увидеть, что в одной половине цикла ток проходит через половину трансформатора и проходит через диод. Другой диод имеет обратное смещение и не является проводником. Затем в течение второй половины цикла в игру вступает другая сторона схемы.

Пиковое обратное напряжение диода

Одним из важных вопросов при рассмотрении электронных компонентов, составляющих двухдиодную версию схемы мостового выпрямителя, является пиковое значение обратного напряжения, требуемое для используемых диодов.

Если посмотреть на схему, один диод будет проводить одну половину цикла, а другой диод - другую половину цикла.

Рассмотрим случай, когда диод D1 является проводящим, поскольку напряжение на его половине вторичной обмотки начинает расти, как и напряжение на другой половине. Один диод в этом случае будет проводить, а другой диод D2 будет иметь обратное смещение.

Для диодов требуется 2 x √2 среднеквадратичного напряжения трансформатора, а желательно больше, чтобы приспособиться к переходным процессам.

Напряжение повысится до напряжения Vp, пикового напряжения от трансформатора, которое в √2 раз больше среднеквадратичного напряжения.Если к нагрузке подключить конденсатор для сглаживания, это напряжение будет поддерживаться, даже если у него будет небольшая пульсация.

При пиковом напряжении на нагрузке на пике цикла диод D2 будет видеть этот потенциал на одном конце диода, а на другом - пиковое напряжение в другом смысле от своей половины трансформатора. . Другими словами, он должен блокировать удвоенное пиковое напряжение, т. Е. В √2 раза больше среднеквадратичного выходного напряжения трансформатора.

Поскольку эта цепь часто подключается к сети сетевого источника питания, могут возникать переходные процессы, которые будут видны поверх нее диодом.Поэтому разумно увеличить пиковое значение обратного напряжения PIV для диода с хорошим запасом. Часто выбираются диоды с рейтингом PIV, по крайней мере, в четыре раза превышающим пиковое напряжение трансформатора.

Проблемы с этой формой двухполупериодного выпрямителя

Глядя на диаграмму тока, можно увидеть, что ток каждой половины вторичной обмотки используется только в течение половины цикла. Это приводит к очень неэффективному использованию трансформатора с точки зрения затрат и ресурсов.

  • Выходное напряжение трансформатора вдвое меньше, чем оно могло бы быть: Использование центрального ответвления в трансформаторе означает, что вместе может использоваться только половина полного напряжения на двух половинах ветра.
  • Повышенные тепловые потери: В результате того, как работает двухдиодная двухполупериодная схема выпрямителя, каждая половина трансформатора используется в течение половины времени. Это означает, что ток через каждую обмотку вдвое больше, чем был бы, если бы использовался истинный полуволновой выпрямитель, такой как мостовой выпрямитель. Поскольку тепловые потери равны квадрату силы тока, умноженного на сопротивление, это означает, что за половину времени рассеивается в четыре раза больше тепла.В течение полного цикла это означает, что потери на нагревание в два раза больше, чем в эквивалентной схеме двухполупериодного мостового выпрямителя.
  • Повышенная стоимость трансформатора: Каждая половина вторичной обмотки должна обеспечивать полное напряжение, а также высокий уровень тока. Это означает, что трансформатор будет значительно дороже, чем трансформатор, требующий стандартной вторичной обмотки без центрального ответвителя.
  • Для диодов требуется высокий рейтинг PIV: Как видно из абзаца выше, пиковое обратное напряжение, PIV для диодов должно быть в два раза больше пикового напряжения от трансформатора, а для обеспечения запаса на переходные процессы оно должно быть больше.Для двухполупериодного выпрямителя мостового выпрямителя требуются диоды, которые имеют только половину рейтинга PIV.

В результате вышеизложенного, для создания двухполупериодного мостового выпрямителя с использованием двухдиодной двухполупериодной выпрямительной системы потребуется трансформатор, в √2 раза превышающий размер, необходимый для мостового выпрямителя. Это будет стоить дороже, а также будет тяжелее и громоздче. Поскольку мостовые выпрямители теперь стоят очень дешево, это предпочтительный вариант для большинства приложений.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы».. .

Введение в выпрямительную диодную схему Wokring и ее применение

Диоды - широко используемые полупроводниковые устройства. Выпрямительный диод - это двухпроводной полупроводник, который позволяет току проходить только в одном направлении. Как правило, диод с P-N переходом формируется путем соединения полупроводниковых материалов n-типа и p-типа. Сторона P-типа называется анодом, а сторона n-типа называется катодом. Многие типы диодов используются в широком диапазоне приложений.Выпрямительные диоды - жизненно важный компонент в источниках питания, где они используются для преобразования переменного напряжения в постоянное. Стабилитроны используются для регулирования напряжения, предотвращая нежелательные изменения в источниках постоянного тока в цепи.

Символ диода

Символ выпрямительного диода показан ниже, стрелка указывает в направлении обычного тока.

Выпрямительный диод Символ

Схема работы выпрямительного диода

Материалы как n-типа, так и p-типа химически объединены с помощью специальной технологии производства, которая приводит к образованию p-n перехода.Этот переход P-N имеет две клеммы, которые можно назвать электродами, и по этой причине он называется «ДИОДОМ» (диодом).

Если на любое электронное устройство через его клеммы подается внешнее напряжение постоянного тока, это называется смещением.

Несмещенный выпрямительный диод

  • Когда на выпрямительный диод не подается напряжение, он называется несмещенным диодом, на N-стороне будет большинство электронов и очень мало дырок (из-за теплового возбуждения), тогда как P-сторона будет иметь большинство носителей заряда дырки и очень небольшое количество электронов.
  • В этом процессе свободные электроны с N-стороны будут диффундировать (распространяться) в P-сторону, и рекомбинировать происходит в имеющихся там дырках, оставляя + ve неподвижных (неподвижных) ионов на N-стороне и создавая -ve неподвижные ионы в сторона P диода.
  • Неподвижный в стороне n-типа у края стыка. Точно так же неподвижные ионы на стороне p-типа около края перехода. Из-за этого на стыке будет накапливаться количество положительных и отрицательных ионов. Образованная таким образом область называется областью истощения.
  • В этой области через PN переход диода создается статическое электрическое поле, называемое барьерным потенциалом.
  • Он препятствует дальнейшей миграции дырок и электронов через переход.
Несмещенный диод (напряжение не подается)

Диод с прямым смещением

  • Прямое смещение: в диоде с PN-переходом положительная клемма источника напряжения подключена к стороне p-типа, а отрицательная клемма подключена к n на стороне типа, диод находится в состоянии прямого смещения.
  • Электроны отталкиваются отрицательной клеммой источника постоянного напряжения и дрейфуют к положительной клемме.
  • Итак, под действием приложенного напряжения этот дрейф электронов вызывает протекание тока в полупроводнике. Этот ток называется «дрейфовым током». Поскольку основными носителями являются электроны, ток n-типа - это ток электронов.
  • Поскольку отверстия являются основными носителями в p-типе, они отталкиваются от положительной клеммы источника постоянного тока и перемещаются через переход к отрицательной клемме.Итак, ток в p-типе - это ток дырки.
  • Итак, общий ток основных носителей создает прямой ток.
  • Направление обычного тока, протекающего от положительного к отрицательному положению батареи, в направлении обычного тока противоположно потоку электронов.
Выпрямительный диод со смещением в прямом направлении

Диод с обратным смещением

  • Состояние с обратным смещением: если диод является положительной клеммой источника, напряжение подключено к концу n-типа, а отрицательная клемма источника подключена к p- типа конец диода, через диод не будет тока, кроме обратного тока насыщения.
  • Это связано с тем, что в состоянии обратного смещения обедненный слой перехода становится шире с увеличением напряжения обратного смещения.
  • Хотя есть небольшой ток, протекающий от конца n-типа к концу p-типа в диоде из-за неосновных носителей. Этот ток называется током обратного насыщения.
  • Неосновные носители - это, в основном, термически генерируемые электроны / дырки в полупроводнике p-типа и полупроводнике n-типа соответственно.
  • Теперь, если обратное приложенное напряжение на диоде постоянно увеличивается, то после определенного напряжения слой обеднения разрушится, что вызовет протекание огромного обратного тока через диод.
  • Если этот ток не ограничен извне и превышает безопасное значение, диод может выйти из строя.
  • Эти быстро движущиеся электроны сталкиваются с другими атомами в устройстве, чтобы отбить у них еще несколько электронов. Электроны, высвобождаемые таким образом, высвобождают гораздо больше электронов из атомов, разрывая ковалентные связи.
  • Этот процесс называется умножением несущих и приводит к значительному увеличению тока через p-n переход.Связанное с этим явление называется лавинным распадом.
Диод с обратным смещением

Некоторые применения выпрямительного диода

Диоды имеют множество применений. Вот некоторые из типичных применений диодов включают:


  • выпрямления напряжения, такие как превращение переменного тока в напряжение постоянного тока
  • Разделительные сигналы от источника
  • опорного напряжения
  • контролируя размер сигнала
  • Mixing сигналы
  • Сигналы обнаружения
  • Системы освещения
  • ЛАЗЕРНЫЕ диоды
Полуволновый выпрямитель

Одним из наиболее распространенных применений диода является выпрямление переменного напряжения в источник постоянного тока.Поскольку диод может проводить ток только в одном направлении, когда входной сигнал становится отрицательным, тока не будет. Это называется однополупериодным выпрямителем. На рисунке ниже показана схема однополупериодного выпрямительного диода.

Полупериодный выпрямитель
Полноволновый выпрямитель
  • Двухполупериодная диодная схема выпрямителя состоит из четырех диодов, благодаря этой структуре мы можем сделать обе половины волны положительными. Как для положительного, так и для отрицательного цикла входа существует прямой путь через диодный мост.
  • В то время как два диода смещены в прямом направлении, два других смещены в обратном направлении и эффективно исключены из схемы. Оба пути проводимости заставляют ток течь в одном и том же направлении через нагрузочный резистор, обеспечивая двухполупериодное выпрямление.
  • Двухполупериодные выпрямители используются в источниках питания для преобразования переменного напряжения в постоянное. Большой конденсатор, подключенный параллельно к выходному нагрузочному резистору, снижает пульсации в процессе выпрямления. На рисунке ниже показана схема двухполупериодного выпрямительного диода.
Full-Wave Rectifier

Итак, это все о выпрямительном диоде и его использовании. Знаете ли вы какие-либо другие диоды, которые регулярно используются в электрических и электронных проектах в реальном времени? Затем, пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Как образуется обедненная область в диоде D ?

Двухполупериодный мостовой выпрямитель (неуправляемый) - рабочий, конструкция, с резистивной нагрузкой, с индуктивной нагрузкой

Как показано на данной схеме двухполупериодного мостового выпрямителя, он состоит из четырех диодов, при условии, что четыре диода подключаются по названной мостовой схеме.Так из-за этого тип схемы получил название мостовой выпрямитель. В цепи, в которой появляется выпрямленное выходное напряжение, подключен резистор, который называется нагрузочным резистором R L

. Отрицательный цикл пути тока мостового выпрямителя Положительный цикл пути тока мостового выпрямителя Форма выходного сигнала мостового выпрямителя

Работа мостового выпрямителя

Во время полупериода положительного входа клемма M вторичной обмотки является положительной, а N - отрицательной. Диоды D 1 и D 3 становятся смещенными вперед, тогда как D 2 и D 4 имеют обратное смещение.Следовательно, ток течет по точкам M, E, A, B, C, F и N, образуя падение на R L .

Во время полупериода отрицательного входа вторичная клемма N становится положительной, а M отрицательной. Теперь D 2 и D 4 являются прямым смещением, а D 1 и D 3 - обратным смещением. Теперь ток течет по точкам N, E, A, B, C, F и M. Следовательно, мы обнаруживаем, что ток продолжает течь через сопротивление нагрузки R L в том же направлении (A, B).в течение обоих полупериодов входного переменного тока точка A мостового выпрямителя всегда действует как анод, а точка C - как катод. Его частота вдвое больше, чем частота питания.

с резистивной нагрузкой

Двухполупериодное выпрямление также можно получить с помощью мостового выпрямителя, подобного показанному на рисунке 1. В этом двухполупериодном мостовом выпрямителе используются четыре диода. Во время положительного полупериода напряжения источника (рис. 2 (а)) диоды D2 и D3 смещены в прямом направлении и поэтому могут быть заменены замкнутым переключателем.Ток нагрузки в течение этого периода проходит через D2 и нагрузку R, а затем через D3 и обратно к источнику. Это вызывает положительное падение р.

. Рисунок 1: Двухполупериодная мостовая схема выпрямителя

На рисунке 2 (b) показана двухполупериодная мостовая схема во время отрицательного полупериода напряжения источника. Теперь диоды D1 и D4 смещены в прямом направлении и поэтому могут быть заменены замкнутыми переключателями. Путь тока нагрузки теперь проходит через D4, через R, а затем через D1 к источнику.Путь тока через R находится в том же направлении, что и раньше, поэтому есть положительное падение через R в течение обоих полупериодов. Таким образом, двухполупериодный мостовой выпрямитель заставляет ток нагрузки течь в течение обоих полупериодов. На рисунке 2 (с) показаны соответствующие формы сигналов.

Средние и среднеквадратичные значения напряжения и тока аналогичны значениям для двухполупериодного корпуса с центральным ответвлением. Однако форма волны напряжения на диоде на рисунке 3 показывает, что каждый диод должен выдерживать обратное напряжение, равное только V m .

Рисунок 2: Двухполупериодный мостовой выпрямитель (a) Положительный полупериод (b) Отрицательный полупериод (c) Форма волны

Рейтинг PIV для диодов ≥ В м

Поскольку существует два пути тока нагрузки, средний ток диода составляет лишь половину среднего тока нагрузки:

I D (средн.) = I (средн.) /2

Пример:

Двухполупериодный мостовой выпрямитель 5,7 поддерживается источником 120 В. Если сопротивление нагрузки 10.8 Ом, найти

  1. Пиковое напряжение нагрузки
  2. Напряжение постоянного тока на нагрузке
  3. Постоянный ток нагрузки
  4. Средний ток в каждом диоде
  5. Средняя выходная мощность
  6. Эффективность выпрямителя
  7. Коэффициент пульсации
  8. Коэффициент мощности

Решение:

  1. Пиковое напряжение нагрузки

    В м = √ 2 В RMS = (1,414) (120) = 170 В

  2. Напряжение постоянного тока на нагрузке

    В o (средн.) = 0.636 x 170 = 108 В

  3. Постоянный ток нагрузки

    I o (средн.) = 108 / 10,8 = 10 A

  4. Средний ток в каждом диоде, поскольку диоды несут альтернативный полупериод тока нагрузки

    I D (средн.) = I o (средн.) /2 = 10/2 = 5 A

  5. Средняя выходная мощность

    P o (средн.) = V o (сред.) x I o (сред.) = 108 x 10 = 1080 Вт

  6. КПД выпрямителя

    η = 8 / π 2 = 0.81 или 81%

  7. Коэффициент пульсации

  8. Коэффициент мощности

    PF = P / S = (В o (средн.) x I o (средн.) ) / (V RMS x I RMS ) = (108 x 10) / (120 x 10) = 0,9

С индуктивной (RL) нагрузкой

Добавление индуктивности последовательно с сопротивлением нагрузки изменяет форму волны напряжения и тока. На рисунке 3 показан мостовой выпрямитель с индуктивной нагрузкой. Предположим, что индуктивность L приблизительно равна R.ток нагрузки больше не состоит из полусинусоидальных волн, но средний ток остается таким же, как определено уравнением

I o (средн.) = 2l м / π = 2V м / πR

Линейный ток переменного тока больше не является синусоидальным, а представляет собой примерно прямоугольную форму волны. На рис. 4 показаны кривые напряжения и тока.

Рис. 3. Двухполупериодный мостовой выпрямитель с индуктивной нагрузкой

Если мы увеличим индуктивность нагрузки до тех пор, пока она не станет намного больше, чем R, пульсация нагрузки станет небольшой.Если мы предположим, что индуктивность нагрузки бесконечна, ток нагрузки станет постоянным, и поведение схемы будет таким, как показано формами волны на рисунке 4 (b). Диоды D 2 и D 3 проводят постоянный ток нагрузки в положительном полупериоде, а диоды D 1 и D 4 делают то же самое в отрицательном полупериоде.

Источник тока определяется выражением:

i s = i 3 - i 1 = i 2 - i 4

, хотя и не является синусоидой, ток источника переменного тока представляет собой переменную форму волны прямоугольной формы.Нагрузка всегда подключена к источнику, но в чередующихся полупериодах подключение меняется на противоположное.

Выходное напряжение ( или В) представляет собой двухполупериодный выпрямленный сигнал. Его среднее значение можно определить из

.

В o (средн.) = V L (сред.) + V R (сред.)

Рисунок 4: Двухполупериодный мостовой выпрямитель с индуктивной нагрузкой (a) Формы сигнала для (L = R) (b) Форма сигнала для (L >> R)

Где V R - напряжение на резисторе, а V L - индуцированное напряжение на индуктивности.В периодической эксплуатации V L (средн.) . среднее напряжение на катушке индуктивности должно быть равно нулю. Следовательно,

В R (средн.) = V o (средн.) = (2 В м ) / π

= 0,636 В м

Среднее напряжение нагрузки такое же, как и для резистивного случая. Средний ток нагрузки можно определить из

I o (средн.) = V R (средн.) / R

= 0.636 (V м / R)

Поскольку ток нагрузки теперь практически постоянен, его среднеквадратичное, максимальное и среднее значения совпадают.

I RMS = I o (средн.)

Поскольку диоды в мосту проводят чередующиеся полупериоды, средний ток в каждом диоде составляет

I D (средн.) = I o (средн.) /2

И среднеквадратичный ток в каждом диоде

I D (RMS) = I o (средн.) / √ 2

Пример:

Двухполупериодный мостовой выпрямитель с нагрузкой RL подключен к источнику 120 В, сопротивление нагрузки 10 Ом и L >> R, найдите

  1. Среднее напряжение нагрузки
  2. Средний ток нагрузки
  3. Максимальный ток нагрузки
  4. Действующее значение тока нагрузки
  5. Средний ток в каждом диоде
  6. Действующее значение тока в каждом диоде
  7. Мощность, подаваемая на нагрузку

Решение:

Пиковое напряжение нагрузки

В м = √ 2 В RMS = (1.414) (120) = 170 В

  1. Среднее напряжение нагрузки

    В o (средн.) = 0,636 x 170 = 108 В

  2. Средний ток нагрузки

    В o (средн.) / R = 108/10 = 10,8 A

  3. Максимальный ток нагрузки = средний ток нагрузки = 10,8 А
  4. Действующее значение тока нагрузки = средний ток нагрузки = 10,8 А
  5. Средний ток в каждом диоде

    I D (средн.) = I o (средн.) /2 = 10.8/2 = 10,8 / 2 = 5,4 А

  6. RMS ток в каждом диоде

    I D (RMS) = I o (средн.) / √ 2 = 10,8 / √ 2 = 7,6 A

  7. Мощность, подаваемая на нагрузку

    I 2 RMS R = 10,8 2 x 10 = 1167 Вт

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *