Подключение диодного моста к трансформатору: схема подключения, характеристики, принцип работы, для чего нужен

Содержание

схема подключения, характеристики, принцип работы, для чего нужен

От энергоснабжающей организации до потребителей доставляется переменное напряжение. Это связано с особенностями транспортировки электроэнергии. Но большая часть бытовых (и, частично, производственных) электроприемников требует питания постоянным напряжением. Для его получения требуются преобразователи. Во многих случаях их строят по схеме «понижающий трансформатор – выпрямитель – сглаживающий фильтр» (за исключением импульсных блоков питания). В качестве выпрямителя используются диоды, включенные по мостовой схеме.

 Для чего нужен диодный мост и как он работает

 Диодный мост используется в качестве схемы выпрямления, преобразующей переменное напряжение в постоянное. Принцип его действия основан на односторонней проводимости — свойстве полупроводникового диода пропускать ток только в одном направлении. Простейшим выпрямителем может служить и одиночный диод.

При подобном включении нижняя (отрицательная) часть синусоиды «срезается». Такой способ имеет недостатки:

  • форма выходного напряжения далека от постоянной, требуется большой и громоздкий конденсатор в качестве сглаживающего фильтра;
  • мощность источника переменного тока используется максимум наполовину.

Ток через нагрузку повторяет форму выходного напряжения. Поэтому лучше использовать двухполупериодный выпрямитель в виде диодного моста. Если включить четыре диода по указанной схеме и подключить нагрузку, то при подаче на вход переменного напряжения блок будет работать так:

При положительном напряжении (верхняя часть синусоиды, красная стрелка) ток пойдет через диод VD2, нагрузку, VD3. При отрицательном (нижняя часть синусоиды, зеленая стрелка) через диод VD4, нагрузку, VD1. В итоге за один период ток дважды проходит через нагрузку в одном направлении.

Форма выходного напряжения гораздо ближе к прямой, хотя уровень пульсаций довольно высок. Мощность источника используется полностью.

Если имеется источник трехфазного напряжения необходимой амплитуды, можно сделать мост по такой схеме:

В нём на нагрузке будут складываться три тока, повторяющие форму выходного напряжения, со сдвигом фаз в 120 градусов:

Выходное напряжение будет огибать верхушки синусоид. Видно, что напряжение пульсирует гораздо меньше, чем в однофазной схеме, его форма более близка к прямой. В этом случае ёмкость сглаживающего фильтра будет минимальной.

И еще один вариант моста – управляемый. В нём два диода заменены тиристорами – электронными приборами, которые открываются при подаче сигнала на управляющий электрод. В открытом виде тиристоры ведут себя практически как обычные диоды. Схема принимает такой вид:

Сигналы включения подаются от схемы управления в согласованные моменты времени, отключение происходит в момент перехода напряжения через ноль. Потом напряжение усредняется на конденсаторе, и этим средним уровнем можно управлять.

 

Обозначение диодного моста и схема подключения

 Так как мост из диодов может быть построен по различным схемам, а элементов в нём содержится немного, то в большинстве случаев обозначение выпрямительного узла производят, просто рисуя его принципиальную схему. Если это неприемлемо – например, в случае построения блок-схемы – то мост указывается в виде символа, которым указывают любой преобразователь переменного напряжения в постоянное:

Литера «~» означает цепи переменного тока, символ «=» – цепи постоянного тока, а «+» и «-» – выходную полярность.

Если выпрямитель построен по классической мостовой схеме из 4 диодов, то допускается немного упрощенное изображение:

Подключается вход выпрямительного блока к выходным терминалам источника переменного тока (в большинстве случаев им служит понижающий трансформатор) без соблюдения полярности – любой выходной вывод подключается к любому входному. Выход моста подключается к нагрузке. Она может требовать соблюдения полюсности (включая стабилизатор, сглаживающий фильтр), а может и не требовать.

 

Диодный мост может быть подключен к источнику постоянного напряжения. В этом случае получается схема защиты от непреднамеренной переполюсовки – при любом подключении входов моста к выходу блока питания, полярность напряжения на его выходе не изменится.

Основные технические характеристики

При выборе диодов или готового моста в первую очередь надо смотреть на наибольший рабочий прямой ток. Он должен с запасом превышать ток нагрузки. Если эта величина неизвестна, а известна мощность, её надо пересчитать в ток по формуле Iнагр=Pнагр/Uвых. Для увеличения допустимого тока полупроводниковые приборы можно соединять параллельно – наибольший ток нагрузки делится на количество диодов. Диоды в одной ветви моста в этом случае лучше подобрать по близкому значению падения напряжения в открытом состоянии.

Второй важный параметр – прямое напряжение, на которое рассчитан мост или его элементы. Оно не должно быть ниже выходного напряжения источника переменного тока (амплитудного значения!). Для надежной работы устройства надо взять запас в 20-30%. Для увеличения допустимого напряжения диоды можно включать последовательно – в каждое плечо моста.

Этих двух параметров достаточно для предварительного решения об использовании диодов в выпрямительном устройстве, но надо обратить внимание и на некоторые другие характеристики:

  • максимальная рабочая частота – обычно несколько килогерц и для работы на промышленных частотах 50 или 100 Гц значения не имеет, а если диод будет работать в импульсной схеме, этот параметр может стать определяющим;
  • падение напряжения в открытом состоянии у кремниевых диодов составляет около 0,6 В, что неважно для выходного напряжения, например, в 36 В, но может быть критичным при работе ниже 5 В – в этом случае надо выбирать диоды Шоттки, которые характеризуются низким значением этого параметра.

Разновидности диодных мостов и их маркировка

Диодный мост можно собрать на дискретных диодах. Чтобы соблюсти полярность, надо обратить внимание на маркировку. В некоторых случаях метка в виде рисунка нанесена прямо на корпус полупроводникового прибора. Это характерно для изделий отечественного производства.

Зарубежные (и многие современные российские) приборы маркируются точкой или кольцом. В большинстве случаев так обозначается анод, но гарантии нет. Лучше посмотреть справочник или воспользоваться тестером.

Можно сделать мост из сборки – четыре диода объединены в одном корпусе, а соединение выводов можно выполнить внешними проводниками (например, на печатной плате). Схемы сборок могут быть разнообразными, поэтому для правильного соединения надо смотреть даташиты.

Например, у диодной сборки BAV99S, содержащей 4 диода, но имеющей только 6 выводов, внутри имеется два полумоста, соединенных следующим образом (на корпусе около вывода 1 имеется точка):

Чтобы получить полноценный мост, надо соединить внешними проводниками соответствующие выводы (красным показана трассировка дорожек в случае использования печатного монтажа):

В этом случае переменное напряжение подводится к выводам 3 и 6. Положительный полюс постоянного снимается с вывода 5 или 2, а отрицательный – 4 или 1.

И самый простой вариант – это сборка с готовым мостом внутри. Из отечественных изделий это могут быть КЦ402, КЦ405, существуют мосты-сборки зарубежного производства. Маркировка выводов во многих случаях нанесена прямо на корпус, и задача сводится только к корректному выбору по характеристикам и к безошибочному подключению. Если наружного обозначения выводов нет, придется обратиться к справочнику.

Преимущества и недостатки

Преимущества диодного моста общеизвестны:

  • отработанные десятилетиями схемы;
  • простота сборки и подключения;
  • несложная диагностика неисправности и простота ремонта.

В качестве недостатков надо упомянуть рост габаритов и веса схемы при увеличении мощности, а также необходимости использования радиаторов для мощных диодов. Но с этим сделать ничего нельзя – физику не обмануть. Когда эти условия станут неприемлемыми, надо решать вопрос о переходе к импульсной схеме источника питания. Кстати, мостовое включение диодов может быть использовано и в ней.

Также надо отметить форму выходного напряжения, далекую от постоянной. Для работы с потребителями, предъявляющими требования к стабильности питающего напряжения, надо использовать мост совместно со сглаживающими фильтрами, а при необходимости и стабилизаторами на выходе.

Схема подключения диодного моста к трансформатору

Основой бытовой питающей сети является переменное напряжение 220В. Оно преобразуется в разнообразные пониженные уровни. Однако для питания многих приборов и устройств необходимо постоянное и стабильное напряжение. Основой преобразования служит диодный мост, установленный в схему стабилизатора после понижающего трансформатора.

Принцип работы диодного моста

Природа переменного напряжения такова, что оно по принципу волны меняет плюсовой всплеск на минусовой. Но для работы приборов с постоянным источником питания такой переворот недопустим. Требуется выпрямитель, а, возможно, и стабилизатор. Мост, как заправский регулировщик

направляет положительную полуволну в одну сторону, а отрицательную — в другую. Создавая, таким образом, сортирующий фильтр на пути прохождения переменного тока. На выходе диодного моста получаются периодические пульсации соответствующей полярности, а для их первичного сглаживания применяют электролитический конденсатор большой ёмкости.

Устройство выпрямителя и схема подключения

На сегодняшний день не придумано ничего лучшего для полноценного выпрямления напряжения, чем обычный диодный мост. Он максимально передаёт габаритную мощность трансформатора. Работая с обеими полуволнами переменного напряжения, диодный мост выгодно отличается от однополупериодных выпрямителей.

Следуя из названия, собран мост из 4 или 6 диодов. Это зависит от подключения к однофазной или трёхфазной сети. Они имеют одинаковые электрические характеристики и соединены особым образом. Полупроводники, чем собственно и являются диоды, перенаправляют разноимённые полупериоды переменного напряжения на «плюсовой» или «минусовой» выводы. Создавая, таким образом, разность потенциалов на одноимённых выводах. Диоды, соответственно, и преобразовывают напряжение с выводов подключённого трансформатора.

Выпускаемый в форме одной детали, мост имеет 4 вывода:

» — вход переменного напряжения;
«

» — вход переменного напряжения;

  • «+» — положительный выход потенциала;
  • «–» — отрицательный выход потенциала.
  • Моноблок обладает значительными положительными достоинствами. Собранный в едином корпусе, он обеспечивает одинаковый тепловой режим работы всех его компонентов. Это стабилизирует характеристики диодов, включённых в его состав. Облегчается монтаж на печатную плату, и, соответственно, удешевляется весь процесс сборки.

    Однако надо отметить и недостаток, вытекающий из применения единого корпуса. При выходе из строя одного диода требуется замена всей детали, исключая возможность удаления одного элемента.

    Область применения

    Электронные схемы питаются в основном постоянным напряжением. Компьютеры, например, используют потенциал в 5 вольт, а для ремонта электронных устройств применяются блоки питания на 12 и 24 вольта. Даже заряжая, уже привычный, смартфон для выпрямления напряжения используется всё те же 4 полупроводника. В автомобиле генератор вырабатывает трёхфазное переменное напряжение, и для дальнейшего применения его необходимо выпрямить и стабилизировать. Любое преобразование напряжения требует применения диодных мостов.

    Самостоятельное изготовление

    Начинающие радиолюбители часто сталкиваются с вопросом электропитания своих поделок. Часто приходится изготавливать блок питания своими руками. Однако не все знают как сделать диодный мост и при этом правильно подключить его к схеме стабилизатора. Следует подробно остановиться на этой задаче и способе её решения.

    Диод — это полупроводник с двумя электродами. Они называются анод и катод. Преследуя цель сделать мост и правильно собрать его схему, необходимо взять 4 одинаковых выпрямительных диода. Проверить, по справочнику, соответствие проходящего тока и параметры расчётной мощности. Правильный подбор послужит основой надёжной работы выпрямителя.

    Следующим шагом будет сборка отдельных элементов в диодный мост. Необходимо взять 2 диода и соединить анод одного с катодом другого. Сделать то же самое с оставшимися полупроводниками. Образовались две одинаковые пары со свободными электродами. Далее, соединяем катод одной сборки с соответствующим выводом второй. Повторим эту процедуру с оставшимися анодами. В итоге получится квадрат, в углах которого образовались следующие соединения:

    • анод, катод — вход одного провода переменного напряжения;
    • анод, анод — выход отрицательного потенциала;
    • катод, анод — вход второго провода переменного напряжения;
    • катод, катод — выход положительного потенциала.

    Таким образом, получилась классическая схема диодного моста. Осталось подать переменное напряжение с трансформатора и снимать практически постоянное. Однако пульсации на выходе диодного моста могут повлиять на работу подключённого устройства. Для сглаживания подобных всплесков применяются фильтры и электролитические конденсаторы большой ёмкости. Создавая более стабильное питание, необходимо использовать схемы стабилизаторов, подключаемых к выходу диодного моста.

    Определение

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

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

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

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

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

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

    Принцип действия

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

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

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

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

    ).

  • Каждая из полуволн синусоидального напряжения (рисунок ниже) пропускается парой вентилей, расположенных на схеме по диагонали.
  • Положительную полуволну пропускают диоды VD1, VD3, а отрицательную — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.

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

    Основные характеристики

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

    • Vrpm – пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения pn-переход необратимо разрушается.
    • Vr(rms) – среднее обратное напряжение. Нормальное для работы, то же что и Uобр в характеристиках отечественных компонентов.
    • Io – средний выпрямленный ток, то же что и Iпр у отечественных.
    • Ifsm – пиковый выпрямленный ток.
    • Vfm – падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0.6-0.7В, и больше у высокотоковых моделей.

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

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

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

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

    Схемы выпрямителей

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

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

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

    Чтобы не было путаницы, давайте разбираться в терминологии.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Как спаять и подключить

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

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

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

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

    Область применения и назначение

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

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

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

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

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

    Способы проверки

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

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

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

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

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

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

    Выпрямитель – это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.

    Определение

    Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.

    Различают два типа выпрямителей:

    Однополупериодный. Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.

    Двухполупериодный. Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя – это две основных характеристики.

    Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?

    Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.

    Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.

    Выходное напряжение

    Основные величины переменного напряжения – амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.

    Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.

    Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что действующее напряжение в 1.41 раз меньше амплитудного. Или:

    Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

    Схемы

    Однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода. Он просто не пропускает обратную полуволну. На выходе получается напряжение с сильными пульсациями от нуля до амплитудного значения входного напряжения.

    Если говорить совсем простым языком, то в этой схеме к нагрузке поступает половина от входного напряжения. Но это не совсем корректно.

    Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны от входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, так вот напряжение на выходе выпрямителя то же ниже по величине, чем действующее переменное на входе.

    Но, если сгладить пульсации с помощью конденсатора, то, чем меньшими будут пульсации, тем ближе напряжение будет к амплитудному.

    О сглаживания пульсаций мы поговорим позже. А сейчас рассмотрим схемы диодных мостов.

    1. Выпрямитель по схеме Гретца или диодный мост;

    2. Выпрямитель со средней точкой.

    Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста – четыре диода соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:

    Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в современных импульсных блоках питания, или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

    Вторая схема – выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.

    По своей сути – это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым – к отводу от середины обмоток.

    Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком – использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.

    Сглаживание пульсаций

    Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

    Для сглаживания пульсаций используют фильтры – параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

    Но самый распространенный и простой вариант – это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости – десятки тысяч микрофарад.

    Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.

    Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор – тем меньше пульсации.

    Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:

    где R – сопротивление нагрузки, а C – емкость сглаживающего конденсатора.

    Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t. Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.

    Отсюда следует – чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их еще называют полярными или поляризованными.

    Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва – у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.

    Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).

    Чтобы посчитать емкость сглаживающего конденсатора можно использовать приближенную формулу:

    Где Iн – ток нагрузки, Uн – напряжение нагрузки, Kн – коэффициент пульсаций.

    Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить керамический конденсатор как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.

    Как сделать блок питания своими руками?

    Простейший блок питания постоянного тока состоит из трёх элементов:

    Если нужно получить высокое напряжение, и вы пренебрегаете гальванической развязкой то можно исключить трансформатор из списка, тогда вы получите постоянное напряжение вплоть до 300-310В. Такая схема стоит на входе импульсных блоков питания, например, такого как у вас на компьютере. О них мы недавно писали большую статью – Как устроен компьютерный блок питания.

    Это нестабилизированный блок питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Напряжение на его выходе больше чем переменное напряжение вторичной обмотке. Это значит, что если у вас трансформатор 220/12 (первичная на 220В, а вторичная на 12В), то на выходе вы получите 15-17В постоянки. Эта величина зависит от емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему можно использовать для питания любой нагрузки, если для нее неважно, то, что напряжение может «плавать» при изменениях напряжения питающей сети.

    У конденсатора две основных характеристики – емкость и напряжение. Как подбирать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения – нет. Напряжение конденсатора должно превышать амплитудное напряжение на выходе выпрямителя хотя бы в половину. Если фактическое напряжение на обкладках конденсатора превысит номинальное – велика вероятность его выхода из строя.

    Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом по напряжению, но сейчас все используют дешевые электролиты из Китая, где в лучшем случае есть малый запас, а в худшем – и указанного номинального напряжения не выдержит. Поэтому не экономьте на надежности.

    Стабилизированный блок питания отличается от предыдущего всего лишь наличием стабилизатора напряжения (или тока). Простейший вариант – использовать L78xx или другие линейные стабилизаторы, типа отечественного КРЕН.

    Так вы можете получить любое напряжение, единственное условие при использовании подобных стабилизаторов, это то, напряжение до стабилизатора должно превышать стабилизированную (выходную) величину хотя бы на 1.5В. Рассмотрим, что написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

    Входное напряжение не должно превышать 35В, для стабилизаторов от 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов на 20-24В.

    Входное напряжение должно превышать выходное на 2-2.5В.

    Т.е. для стабилизированного БП на 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, чтобы выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, чтобы избежать просадок, будет идеальным решением применять трансформатора с вторичной обмоткой на 12В.

    Но выходной ток достаточно скромный – всего 1.5А, его можно усилить с помощью проходного транзистора. Если у вас есть PNP-транзисторы, можно использовать эту схему:

    На ней изображено только подключение линейного стабилизатора «левая» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

    Если у вас есть NPN-транзисторы типа КТ803/КТ805/КТ808, то подойдет эта:

    Стоит отметить, что во второй схеме выходное напряжение будет меньше напряжения стабилизации на 0.6В – это падение на переходе эмиттер база, подробнее об этом мы писали в статье о биполярных транзисторах. Для компенсации этого падения в цепь был введен диод D1.

    Можно и в параллель установить два линейных стабилизатора, но не нужно! Из-за возможных отклонений при изготовлении нагрузка будет распределяться неравномерно и один из них может из-за этого сгореть.

    Установите и транзистор, и линейный стабилизатор на радиатор, желательно на разные радиаторы. Они сильно греются.

    Регулируемые блоки питания

    Простейший регулируемый блок питания можно сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её ток тоже до 1.5 А, вы можете усилить схему проходным транзистором, как было описано выше.

    Вот более наглядная схема для сборки регулируемого блока питания.

    Чтобы получить больший ток можно и использовать более мощный регулируемый стабилизатор LM350.

    В последних двух схемах есть индикация включения, которая показывает наличие напряжения на выходе диодного моста, выключатель 220В, предохранитель первичной обмотки.

    Вот пример регулируемого зарядного устройства для аккумулятора с тиристорным регулятором в первичной обмотке, по сути такой же регулируемый блок питания.

    Кстати похожей схемой регулируют и сварочный ток:

    Заключение

    Выпрямитель используется в источниках питания для получения постоянного тока из переменного. Без его участия не получится запитать нагрузку постоянного тока, например светодиодную ленту или радиоприемник.

    Также используются в разнообразных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, есть ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов от первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а во вторичной обмотке установлен только диодный мост. Переключатель устанавливают со стороны высокого напряжения, так как, там в разы ниже ток и его контакты не будут пригорать от этого.

    По схемам из статьи вы можете собрать простейший блок питания как для постоянной работы с каким-то устройством, так и для тестирования своих электронных самоделок.

    Схемы не отличаются высоким КПД, но выдают стабилизированное напряжение без особых пульсаций, следует проверить емкости конденсаторов и рассчитать под конкретную нагрузку. Они отлично подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и не создадут дополнительного фона. Регулируемый блок питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам для проверки реле регулятора напряжения генератора.

    Регулируемый блок питания используется во всех областях электроники, а если его улучшить защитой от КЗ или стабилизатором тока на двух транзисторах, то вы получите почти полноценный лабораторный блок питания.

    Диодный мост схема для 12 вольт

    Во многих электронных приборах, работающих при переменном токе в 220 вольт устанавливаются диодные мосты. Схема диодного моста на 12 вольт позволяет эффективно выполнять функцию по выпрямлению переменного тока. Это связано с тем, что для работы большинства приборов используется постоянный ток.

    Как работает диодный мост

    Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

    Поэтому необходимо немного изменить соединение. Однако этот выпрямительный модуль скрывает один обман. Обратите внимание на дроссели общественного освещения. Щелкните значок столбца. большой дроссель. Статьи о выпрямителях все равно будут так много! На этот раз мы публикуем ссылку и дизайн выпрямителя с так называемыми «Все статьи» в столбце: для просмотра всех статей в этом разделе. Но прежде он обратился к нам с этим письмом: Дополнительный выпрямитель для измельчителя траффика.

    Это уже очень опасно. В результате коэффициент фильтрации обычно составляет 90%. Почему этот тип выпрямителя? Это устройство с дросселем, проходящим через весь сварочный ток. Может быть, еще немного. сварки легированных и различных материалов или тонких листов. Далее следует описание каждого компонента. молчит. так что г-н Томан попытался подготовить такое руководство. конечно, за счет мобильности. Согласно различным форумам, этот тип всегда заинтересован, и, к сожалению, ответы на эти вопросы иногда вводят в заблуждение.

    Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические с большой емкостью.

    Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

    Выпрямитель имеет значительно лучшие сварочные свойства. На следующем рисунке показана схема подключения выпрямителя. Этот тип выпрямителя предназначен в первую очередь для промышленной сферы и предполагается. что в интересах объективности было бы целесообразно опубликовать инструкции по строительству выпрямителя с реактором с полным дросселем. Выпрямитель 130А с «большим» дросселем. Необходимо использовать только неповрежденные держатели электродов и предписанные защитные перчатки. У устройства также есть одна неисправность: сварка создает пики напряжения с амплитудой в сотни вольт и энергией более 70 Дж.

    Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

    Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

    Это действительно отличный дизайн. Судите сами. что в некотором роде свойства коммерческих инверторов перевешивают. устойчиво и приятно эластично. таких как хардкорный ремонт, если не вашей собственной энергией. В некоторых отношениях сборка с высококачественными компонентами может опережать коммерческие инверторы. вследствие травмы или травмы. которые мы сейчас представляем читателям. Превосходные свойства сварки будут особенно выделяться в незначительной и конкретной работе. Все работы будут нановидными для более высокого класса тепла. для указанного поперечного сечения железа и индуктивности около 2-3 мГн составляет около 60, от этого зависит поперечное сечение обмотки. потому что алюминиевая обмотка с необходимым большим поперечным сечением просто не подходит для скелета.

    Применение диодных мостов

    В любых приборах и электронике, для питания которых используется переменный электрический ток, присутствует схема диодного моста на 12 вольт. Ее используют не только в трансформаторных, но и в импульсных выпрямителях. Наиболее характерным импульсным блоком является блок питания компьютера.

    Кроме того диодные мосты применяются в люминесцентных компактных лампах или в энергосберегающих лампах. Они дают очень хороший эффект при использовании их в пускорегулирующих электронных аппаратах. Широко применяются и во всех моделях современных аппаратов.

    Выпрямитель все равно будет хорош. а не вычислительной. 70 поворотов основаны на расчете около 12 мм. немного больше не имеет значения. В корпусах типа оболочки почти необходимо использовать медь. Если 60 скелетов не вписываются в скелет. Количество потоков катушек не является критическим. существует реальная опасность перегрузки и последующей деформации свойств передачи. Медная обмотка должна иметь поперечное сечение 18. Рекомендуемая индуктивность находится в диапазоне 1-5 мГн. Необходимое сечение сердечника сердечника ядра составляет 30 см в случае обычных листов 25 мм.

    Как сделать диодный мост

    Преобразовать переменный ток в постоянный поможет диодный мост — схема и принцип действия этого устройства приводятся ниже. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление. Его превращение в постоянный — достаточно часто встречающаяся необходимость.

    Выпрямитель с большим дросселем. Типы сердечников с обмотками на обеих колонках имеют несколько лучший коэффициент охлаждения. без оболочки с изоляционной пленкой. Избранным был золотой центр. Его можно изготовить из ламината. толщина пластины воздушного зазора уменьшается. Дроссель требует воздушного зазора. ядро из демонтированного сварочного трансформатора также можно было использовать и иногда появляться в рекламе старых оригинальных дросселей. Поверхность готовой обмотки остается свободной для охлаждения.

    Максимальное насыщение в сердечнике рассматривается. Следует учитывать значительную изоляцию обмоток от туши. но и больше проблем с пиками напряжения. пики напряжения действительно высоки. для наиболее часто используемых домашних электродов. Большая индуктивность приведет к лучшему фильтрующему коэффициенту. каков требуемый загрузчик и что такое конструкция дросселя. будь то ядро.

    Принцип действия полупроводникового диода

    Название описываемого устройства ясно указывает, что эта конструкция состоит из диодов — полупроводниковых приборов, хорошо проводящих электричество в одном направлении и практически не проводящих его в противоположную сторону. Изображение этого прибора (VD1) на принципиальных схемах приведено на рис. 2в. Когда ток по нему течет в прямом направлении — от анода (слева) к катоду (справа), сопротивление его мало. При изменении направления тока на противоположное сопротивление диода многократно возрастает. В этом случае через него течет мало отличающийся от нуля обратный ток.

    Итак, речь отличается. какие электроды будут использоваться чаще всего. Конструкция моста не подходит для больших сварочных токов. Если все провода тщательно заботятся, когда их прошивают в их проушины. Он несколько ограничивает передачу пиков напряжения на диоды и частично облегчает дугу. В зависимости от характеристик трансформатора его выходной ток короткого замыкания может быть на 50% выше. Просто добавление мостов не помогло. Выпрямитель для меньших сварочных токов может быть дешево выполнен с использованием четырех параллельных мостов 50А.

    Поэтому при подаче на цепочку, содержащую диод, переменного напряжения U вх (левый график), электричество через нагрузку течет только в течение положительных полупериодов, когда к аноду приложено положительное напряжение. Отрицательные полупериоды «срезаются», и ток в сопротивлении нагрузки в это время практически отсутствует.

    Основной ток охлаждения был перенаправлен с мостов на дроссель. Охлаждающий выпрямитель: для выпрямителя очень полезно охлаждать. Усиление его способности не имеет субъективного улучшения. Выходные клеммы выпрямителя. Размер выпрямителя примерно такой же. Следующие фотографии представляют собой общую механическую конструкцию дополнительного выпрямителя. Выпрямитель работает около 10 лет и уже был изменен. Менее вероятно, что он будет контролировать дренаж, изменяя провод электрода до или после сварки.

    Тем не менее, произойдет совершенно другая ситуация. Дуга имеет тенденцию выходить наружу. что ожидаемый результат не будет соответствовать напряжению. Найти оптимальный ток практически невозможно. Конечно, он может использоваться для других трансформаторов. который полностью неизвестен выпрямителю. Выпрямитель может использоваться в концепции, описанной для всех распространенных типов электродов. Выпрямитель с большим дросселем снизу. Очень упрощенный и многослойный. или сжечь лист. где он значительно увеличил свою полезную ценность, 6 мм листового металла и, кроме того, одна из деталей легирована.

    Строго говоря, выходное напряжение U вых (правый график) является не постоянным, хотя и течет в одном направлении, а пульсирующим. Нетрудно понять, что количество его импульсов (пульсаций) за одну секунду равно 50. Это не всегда допустимо, но пульсации можно сгладить, если подсоединить параллельно нагрузке конденсатор, имеющий достаточно большую емкость. Заряжаясь во время импульсов напряжения, в промежутках между ними конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки. Пульсации сглаживаются, а напряжение становится близким к постоянному.

    Электрод имел тенденцию прилипать к инвертору. разница между инвертором и выпрямителем в его собственной работе, и результат незначителен, и инвертор явно движимый мобильностью.

    Тем не менее, произойдет совершенно другая ситуация. Дуга имеет тенденцию выходить наружу. что ожидаемый результат не будет соответствовать напряжению. Найти оптимальный ток практически невозможно. Конечно, он может использоваться для других трансформаторов. который полностью неизвестен выпрямителю. Выпрямитель может использоваться в концепции, описанной для всех распространенных типов электродов. Выпрямитель с большим дросселем снизу. Очень упрощенный и многослойный. или сжечь лист. где он значительно увеличил свою полезную ценность, 6 мм листового металла и, кроме того, одна из деталей легирована.

    Изготовленный в соответствии в этой схемой выпрямитель называется однополупериодным, поскольку в нем используется лишь один полупериод выпрямленного напряжения. Наиболее существенные недостатки такого выпрямителя следующие:

    • повышенная степень пульсаций выпрямленного напряжения;
    • низкий КПД;
    • большой вес трансформатора и его нерациональное использование.

    Поэтому применяются такие схемы только для питания устройств малой мощности. Для исправления этой нежелательной ситуации разработаны двухполупериодные выпрямители, которые превращают отрицательные полуволны в положительные. Сделать это можно по-разному, но самый простой способ — использование диодного моста.

    Рис. 2

    Диодный мост — схема двухполупериодного выпрямления, содержащая 4 диода вместо одного (рис. 2в). В каждом полупериоде два из них открыты и пропускают электричество в прямом направлении, а два других закрыты, и ток через них не течет. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное — к катоду VD3. В результате оба этих диода открыты, а VD2 и VD4 — закрыты.

    Во время отрицательного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD2, а отрицательное — к катоду VD4. Эти два диода открываются, а открытые во время предыдущего полупериода закрываются. Ток через сопротивление нагрузки течет в том же направлении. В сравнении с однополупериодным выпрямителем количество пульсаций возрастает вдвое. Результат — более высокая степень сглаживания при той же емкости конденсатора фильтра, увеличение КПД используемого в выпрямителе трансформатора.

    Диодный мост может быть не только собран из отдельных элементов, но и изготовлен как монолитная конструкция (диодная сборка). Ее легче монтировать, а диоды обычно подобраны по параметрам. Немаловажно и то, что они работают в одинаковых тепловых режимах. Недостаток диодного моста — необходимость замены всей сборки при выходе из строя даже одного диода.

    Еще ближе к постоянному будет пульсирующий выпрямленный ток, который позволяет получить трехфазный диодный мост. Его вход подключается к источнику трехфазного переменного тока (генератору или трансформатору), а напряжение на выходе почти не отличается от постоянного, и сгладить его еще проще, чем после двухполупериодного выпрямления.

    Выпрямитель на основе диодного моста

    Схема двухполупериодного выпрямителя на основе диодного моста, пригодная для сборки своими руками, изображена на рис. 3а. Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. Для этого нужно подключить диодный мост к трансформатору.

    Пульсирующее выпрямленное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором С, имеющим достаточно большую емкость — обычно порядка нескольких тысяч мкФ. Резистор R играет роль нагрузки выпрямителя на холостом ходу. В таком режиме конденсатор С заряжается до амплитудного значения, которое в 1,4 (корень из двух) раза выше действующего значения напряжения, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора.

    С ростом нагрузки выходное напряжение уменьшается. Избавиться от этого недостатка можно, подключив к выходу выпрямителя простейший транзисторный стабилизатор. На принципиальных схемах изображение диодного моста часто упрощают. На рис. 3б показано, как еще может быть изображен соответствующий фрагмент на рис. 3а.

    Следует заметить, что, хотя прямое сопротивление диодов невелико, тем не менее, оно отлично от нуля. По этой причине они нагреваются в соответствии с законом Джоуля-Ленца тем сильнее, чем больше величина тока, протекающего по цепи. Для предотвращения перегрева мощные диоды часто устанавливаются на теплоотводах (радиаторах).

    Диодный мост — это практически обязательный элемент любого электронного устройства, питающегося от сети, будь то компьютер или выпрямитель для зарядки мобильного телефона.

    Основой бытовой питающей сети является переменное напряжение 220В. Оно преобразуется в разнообразные пониженные уровни. Однако для питания многих приборов и устройств необходимо постоянное и стабильное напряжение. Основой преобразования служит диодный мост, установленный в схему стабилизатора после понижающего трансформатора.

    Принцип работы диодного моста

    Природа переменного напряжения такова, что оно по принципу волны меняет плюсовой всплеск на минусовой. Но для работы приборов с постоянным источником питания такой переворот недопустим. Требуется выпрямитель, а, возможно, и стабилизатор. Мост, как заправский регулировщик направляет положительную полуволну в одну сторону, а отрицательную — в другую. Создавая, таким образом, сортирующий фильтр на пути прохождения переменного тока. На выходе диодного моста получаются периодические пульсации соответствующей полярности, а для их первичного сглаживания применяют электролитический конденсатор большой ёмкости.

    Устройство выпрямителя и схема подключения

    На сегодняшний день не придумано ничего лучшего для полноценного выпрямления напряжения, чем обычный диодный мост. Он максимально передаёт габаритную мощность трансформатора. Работая с обеими полуволнами переменного напряжения, диодный мост выгодно отличается от однополупериодных выпрямителей.

    Следуя из названия, собран мост из 4 или 6 диодов. Это зависит от подключения к однофазной или трёхфазной сети. Они имеют одинаковые электрические характеристики и соединены особым образом. Полупроводники, чем собственно и являются диоды, перенаправляют разноимённые полупериоды переменного напряжения на «плюсовой» или «минусовой» выводы. Создавая, таким образом, разность потенциалов на одноимённых выводах. Диоды, соответственно, и преобразовывают напряжение с выводов подключённого трансформатора.

    Выпускаемый в форме одной детали, мост имеет 4 вывода:

    » — вход переменного напряжения;
    «

    » — вход переменного напряжения;

  • «+» — положительный выход потенциала;
  • «–» — отрицательный выход потенциала.
  • Моноблок обладает значительными положительными достоинствами. Собранный в едином корпусе, он обеспечивает одинаковый тепловой режим работы всех его компонентов. Это стабилизирует характеристики диодов, включённых в его состав. Облегчается монтаж на печатную плату, и, соответственно, удешевляется весь процесс сборки.

    Однако надо отметить и недостаток, вытекающий из применения единого корпуса. При выходе из строя одного диода требуется замена всей детали, исключая возможность удаления одного элемента.

    Область применения

    Электронные схемы питаются в основном постоянным напряжением. Компьютеры, например, используют потенциал в 5 вольт, а для ремонта электронных устройств применяются блоки питания на 12 и 24 вольта. Даже заряжая, уже привычный, смартфон для выпрямления напряжения используется всё те же 4 полупроводника. В автомобиле генератор вырабатывает трёхфазное переменное напряжение, и для дальнейшего применения его необходимо выпрямить и стабилизировать. Любое преобразование напряжения требует применения диодных мостов.

    Самостоятельное изготовление

    Начинающие радиолюбители часто сталкиваются с вопросом электропитания своих поделок. Часто приходится изготавливать блок питания своими руками. Однако не все знают как сделать диодный мост и при этом правильно подключить его к схеме стабилизатора. Следует подробно остановиться на этой задаче и способе её решения.

    Диод — это полупроводник с двумя электродами. Они называются анод и катод. Преследуя цель сделать мост и правильно собрать его схему, необходимо взять 4 одинаковых выпрямительных диода. Проверить, по справочнику, соответствие проходящего тока и параметры расчётной мощности. Правильный подбор послужит основой надёжной работы выпрямителя.

    Следующим шагом будет сборка отдельных элементов в диодный мост. Необходимо взять 2 диода и соединить анод одного с катодом другого. Сделать то же самое с оставшимися полупроводниками. Образовались две одинаковые пары со свободными электродами. Далее, соединяем катод одной сборки с соответствующим выводом второй. Повторим эту процедуру с оставшимися анодами. В итоге получится квадрат, в углах которого образовались следующие соединения:

    • анод, катод — вход одного провода переменного напряжения;
    • анод, анод — выход отрицательного потенциала;
    • катод, анод — вход второго провода переменного напряжения;
    • катод, катод — выход положительного потенциала.

    Таким образом, получилась классическая схема диодного моста. Осталось подать переменное напряжение с трансформатора и снимать практически постоянное. Однако пульсации на выходе диодного моста могут повлиять на работу подключённого устройства. Для сглаживания подобных всплесков применяются фильтры и электролитические конденсаторы большой ёмкости. Создавая более стабильное питание, необходимо использовать схемы стабилизаторов, подключаемых к выходу диодного моста.

    Во многих электронных приборах, работающих при переменном токе в 220 вольт устанавливаются диодные мосты. Схема диодного моста на 12 вольт позволяет эффективно выполнять функцию по выпрямлению переменного тока. Это связано с тем, что для работы большинства приборов используется постоянный ток.

    Как работает диодный мост

    Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

    Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические конденсаторы с большой емкостью.

    Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

    Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

    Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

    Применение диодных мостов

    В любых приборах и электронике, для питания которых используется переменный электрический ток, присутствует схема диодного моста на 12 вольт. Ее используют не только в трансформаторных, но и в импульсных выпрямителях. Наиболее характерным импульсным блоком является блок питания компьютера.

    Кроме того диодные мосты применяются в люминесцентных компактных лампах или в энергосберегающих лампах. Они дают очень хороший эффект при использовании их в пускорегулирующих электронных аппаратах. Широко применяются и во всех моделях современных сварочных аппаратов.

    Как сделать диодный мост

    Диодный Мост Схема Подключения - tokzamer.ru

    А вот в N-P переходе эти два вида токов встречаются.


    Диодный мост — это практически обязательный элемент любого электронного устройства, питающегося от сети, будь то компьютер или выпрямитель для зарядки мобильного телефона. Ещё одним из плюсов такой сборки можно считать то, что при работе все диоды внутри неё находятся в одном тепловом режиме.

    Но если обратить внимание на график, то можно заметить, что напряжение на выходе является не постоянным, а пульсирующим.
    Что будет если подключить диодный мост к трансформатору!? — Опыт

    Частота подаваемого на мост напряжения, при которой прибор работает эффективно и не превышает допустимый нагрев. Эти два диода открываются, а открытые во время предыдущего полупериода закрываются.

    Обратите внимание!

    Но если в решётку добавить атомы определённых элементов легирование , физические свойства такого материала кардинально изменяются.

    Такая потеря мощности — главный недостаток выпрямления тока одним диодом.

    Он состоит из 6 диодов, по паре диодов на каждую фазу.

    Диодный мост. Принцип работы схемы.

    Устройство выпрямителя и схема подключения

    Минус диодных сборок в том, что если выходит из строя хотя бы один диод, то менять её придётся полностью. Это выход выпрямленного, пульсирующего напряжения тока. Он максимально передаёт габаритную мощность трансформатора.

    Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. Теоретически, сделать из переменного напряжения постоянное можно и одним диодом, но для практики такое выпрямление не желательно.

    Создавая, таким образом, разность потенциалов на одноимённых выводах. Видно, как диод срезал нижнюю, отрицательную часть графика напряжения.

    При прикладывании обратного потенциала, величина барьера увеличивается, так как из n-области уходят электроны, а из p-области дырки.

    Но для работы приборов с постоянным источником питания такой переворот недопустим. При выходе из строя одного диода требуется замена всей детали, исключая возможность удаления одного элемента.

    В итоге получится квадрат, в углах которого образовались следующие соединения: анод, катод — вход одного провода переменного напряжения; анод, анод — выход отрицательного потенциала; катод, анод — вход второго провода переменного напряжения; катод, катод — выход положительного потенциала. Состав выпрямительного модуля Всем, кто хотел бы более подробно ознакомиться с тем, что такое выпрямитель, советуем сделать небольшой исторический экскурс.

    Вот и получился у нас знаменитый N-P переход, который ток пропускает в одну и другую стороны по-разному.
    Как проверить диодную сборку типа KBPC.

    Читайте также: Документы необходимые для проведения аудита энергохозяйства

    Схема и принцип работы диодного моста

    Схема диодного моста Рис. Наибольший рабочий ток выпрямления.

    С появлением дешёвых полупроводниковых диодов эту схему стали применять всё чаще и чаще. Ответ изображён на следующем рисунке. Определили, еще ничего не зная ни о свободных электронах, ни о дырках.

    Результат — более высокая степень сглаживания при той же емкости конденсатора фильтра, увеличение КПД используемого в выпрямителе трансформатора. В случае выхода из строя одного диода в составе монолитной сборки менять придется всю ее целиком несмотря на то, что три оставшихся элемента могут быть исправными.

    Пульсации сглаживаются, а напряжение становится близким к постоянному. Схема подключения устройства На электрических схемах и печатных платах диодный выпрямитель обозначается в виде значка диода или латинскими буквами.

    Следуя из названия, собран мост из 4 или 6 диодов. Работая с обеими полуволнами переменного напряжения, диодный мост выгодно отличается от однополупериодных выпрямителей.

    Принцип работы диодного моста


    Металлы характеризуется тем, что электроны в их кристаллической решетке почти не держатся, вылетают и болтаются между атомами кристалла по любому поводу, самая небольшая температура, заставляющая ядра атомов на своих местах слегка вибрировать, вышибает электроны напрочь и массово. В случае отсутствия мультиметра можно воспользоваться обычным вольтметром.

    В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Данную пульсацию можно немного уменьшить с помощью параллельно включенного конденсатора к выходу диодного моста.

    Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. Устройство выпрямителя и схема подключения На сегодняшний день не придумано ничего лучшего для полноценного выпрямления напряжения, чем обычный диодный мост.
    ЧТО ТАКОЕ ДИОДНЫЙ МОСТ

    Что такое диоды

    Схема диодной сборки Из приведенного выше рисунка видно, что в мостовую схему входят четыре полупроводниковых элемента диода , порядок соединения которых соответствует встречно-параллельному принципу. Любое преобразование напряжения требует применения диодных мостов.

    Избыток заряда одного знака заставляет носителей отталкиваться друг от друга, в то время как область с противоположным зарядом стремится притянуть их к себе. В электронике данная схема применяется в настоящее время повсеместно.

    Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное — к катоду VD3. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление.

    Схема диодного моста Это так называемый однофазный выпрямительный мост, один из нескольких типов выпрямителей , которые активно применяются в электронике. Его превращение в постоянный — достаточно часто встречающаяся необходимость. В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер.

    Статья по теме: Объем испытаний

    Физические свойства p-n перехода

    Также в нем будет рассмотрен вопрос, касающийся того, как сделать диодный мост своими руками. Образованный избыток электронов формирует отрицательный заряд, а дырок — положительный. Но самое интересное, что два типа проводимости могут существовать в одном куске полупроводника. Пару слов о том, как работает диодный мост.

    Схема и принцип работы диодного моста На данной схеме 4 диода соединенных по мостовой схеме подключены к источнику переменного напряжения В. Диод Раньше, в эпоху стеклянных электронных вакуумных ламп, это была самая простая из ламп.

    Если взглянуть на принципиальные схемы блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных, то после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока. Важно отметить, что ток Iн протекающий через нагрузку Rн, не изменяется по направлению, то есть является постоянным.

    Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. При загорании включенного через ограничивающий резистор светодиода можно быть уверенным в том, что на выходе появился постоянный потенциал. В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Потому что анод холодный, а к катоду теперь приложен положительный потенциал, который возвращает выброшенные накалом катода электроны обратно. Однако отдельные образцы современных электронных устройств ваш мобильный, например нуждаются в постоянном или выпрямленном напряжении.
    Способы соединения диодных мостов, выпрямителей для увеличения их максимального тока и напряжения

    Как проверить диодный мост на исправность? 3 пошаговые методики

    Современные бытовые приборы и различные устройства содержат огромное количество радиоэлементов, которые обеспечивают их исправную работу и комфортное существование обывателей. Однако вся техника, эксплуатируемая человеком, иногда выходит со строя и во время ее ремонта приходится проверять состояние радиодеталей.

    Одной из наиболее распространенных составляющих, которую вы можете испытать на исправность самостоятельно, является диодный мост. В виду  конструктивных особенностей многие новички сталкиваются с рядом сложностей, поэтому будет целесообразно детально разобраться, как проверить диодный мост на исправность.

    О диодных мостах

    Прежде чем разбираться в способах проверки диодных мостов на исправность, вам нужно  как следует изучить общую информацию об устройстве и принципе его работы.  Наиболее простой вариант, с практической точки зрения, это четыре выпрямительных диода спаянные в единую схему. Более сложным с точки зрения диагностики является диодная сборка – заводской четырехполюсник, внутри которого набраны четыре полупроводниковых элемента. Но, схематическая реализация и первого, и второго варианта происходит одинаково, принципиальная схема обоих диодных мостов приведена на рисунке ниже:

    Рис. 1. Принципиальная схема диодного моста

    Как видите, в диоды собираются в мост по такому принципу, в одной точке подключатся катоды двух соседних диодов, а в другой, аноды соседних диодов, с каждого из них снимается полуволна отрицательной или положительной части синусоиды на входе. Другие две точки, имеющие и анодный и катодный вывод диода, предназначены для подачи переменного напряжения. На электрической схеме или непосредственно на диодном мосте выводы переменного напряжения обозначаются буквенной маркировкой  AC или значком «~», а положительный и отрицательный вывод постоянного напряжения «+» и «– » соответственно.

    Ищем диодный мост на плате

    Проверять можно как установленный на плате диодный мост, так и выпаянный из нее, второй  вариант считается более точным, поскольку на проверку не влияют другие элементы цепи, но следует помнить, что некоторые методы проверки можно реализовать только в рабочем устройстве. Если конструкция прибора довольно сложная или плата переполнена деталями, диодный мост целесообразно искать в таких локациях:

    • в блоках питания;
    • во вторичных цепях трансформаторов;
    • на выходе генераторов;
    • перед аккумуляторными батареями. 

    После обнаружения диодного моста, необходимо осмотреть его корпус или каждый диод в отдельности. Опытный электрик для себя автоматически заметит расположение вводов, но если вам сложно ориентироваться на память, можете нарисовать схему применительно к вашей ситуации. На такой схеме нужно отобразить плюсовую клемму и отрицательную клемму, клеммы ввода переменного напряжения.

    Также следует отметить, что неисправность может заключаться не только в диодных мостах, поэтому при обследовании стоит внимательно осматривать все элементы и детали, а при проверке не исключать целостности объекта.

    Проверка индикаторной отверткой

    Это наиболее простой вариант опробования, который даст обще представление о состоянии диодного моста и всей схемы  в целом. Для работы вам понадобится только индикатор, вся процедура выполняется под напряжением, поэтому следует соблюдать предельную осторожность:

    • Коснитесь жалом отвертки поочередно к каждому выводу переменного напряжения AC  диодного моста. Если лампочка не горит, то это свидетельствует о неисправности цепи до диодного моста – обрыве обмотки, поломке зарядного устройства и т.д. Если же лампочка горит, значит напряжение на мост поступает нормально.
    Рис. 2. Опробование индикаторной отверткой
    • Также коснитесь отверткой к плюсу клеммы – если лампочка загорится, то диодный мост нормально пропускает положительные полупериоды, соответственно, на этом выводе присутствует потенциал. Если не горит, присутствует повреждение диодного моста.
    • Ту же процедуру повторите с минусовой клеммой. Обязательно разделяйте проверку на оба вывода выпрямительного блока, так как неисправность может присутствовать в любом диоде и в любой ветви.

    Как видите, в данном примере была использована отвертка с изолированным стержнем. Это связанно с необходимостью выполнять работу под напряжением, кода вы можете перекрыть металлической деталью разные части электроустановки, что повлечет за собой крайне неприятные последствия. Существенным недостатком метода является его низкая информативность и ограничение  по величине рабочего напряжения  — так как индикатор рассчитан на номинал 220 В, то использовать его для низковольтных цепей не получится.

    С помощью лампочки и батарейки

    Довольно простым способом, позволяющим проверить диодный мост, является использование батарейки и электрической лампочки, которые практически каждый может найти у себя дома. Этот метод не сложнее предыдущего, лампа выступает в роли контрольки, а батарейка в качестве источника питания пониженным напряжением. Батарейку подбирают в соответствии с параметрами самого диода. Для проверки исправности необходимо разделить диоды из моста по отдельности и собрать несложную схему:

    Рис. 3. Схема проверки лампочкой и батарейкой

    Как видите, вам нужно собрать последовательное соединение от контактов лампочки к  батарейке и самому диоду.

    1. Первый этап – правильное соединение, когда плюс батарейки подключается к положительной пластине выпрямителя, а минус аккумулятора на отрицательную пластину выпрямителя. Если диод исправен, то в цепи будет протекать ток и лампочка загорится.
    2. Второй этап заключается в переворачивании диода, когда на минусовую пластину подключится положительный вывод выпрямителя, а на плюсовую отрицательный.
    Обратная схема проверки лампочкой и батарейкой

    При исправном диоде ток протекать не будет, и лампочка не загорится. С практической точки зрения можно не искать батарейку, а обойтись любыми подручными источниками питания, чей номинал сопоставим с номиналом диодного моста и каждого элемента. К примеру, в гараже можно подключиться к автомобильному генератору или клеммам аккумулятора.

    Методика проверки мультиметром

    Наиболее информативной является полная проверка диодного моста. Для ее реализации вам понадобится мультиметр, тестер или Цешка – любой из этих приборов в равной мере подойдет для измерений.

    Выполните такую последовательность действий:

    Время затраченное на проверку: 10 минут

    Определите назначение выводов.

    Метод универсальный, поэтому вы можете проверить как диодный выпрямитель в сборке, так и конструкцию из отдельных деталей, не разбирая их.

    Установите щупы мультиметра.

    Установите щупы мультиметра в соответствующие разъемы на приборе, соблюдая цветовую маркировку (черный – минус, красный — плюс). Переключатель выведите в режим прозвонки.

    Используйте минусовый щуп мультиметра.

    Подведите минусовый щуп мультиметра к плюсу диодного моста, а положительный поочередно к каждому из выводов переменного напряжения.

    В результате прикосновения на табло мультиметра должно отображаться напряжение открытия диодов, в обеих точках это измеримая величина одинаковая для каждого измерения. В противном случае, сборка неисправна.

    Поменяйте щупы тестера местами.

    Далее необходимо поменять щупы тестера местами – красный установите на плюс, а черным попеременно касайтесь выводов для переменного напряжения.

    На табло будет отображаться единица, свидетельствующая о бесконечно большом сопротивлении – при обратной полярности диоды остаются закрытыми. В противном случае, если отображается какое-то напряжение, мост пробит.

    Используйте плюсовой щуп мультиметра.

    Коснитесь плюсовым щупом мультиметра отрицательного вывода диодного моста, а минусовым щупом по очереди переменных выводов. В обоих случаях на табло должно отображаться падение напряжения.

    Используйте черный щуп.

    Установите черный щуп на отрицательный контакт сборки, а красный подводите к переменным выводам. В обеих позициях на мультиметре должна быть единица, в противном случае, элемент пробит.

    Видео по теме

    как собрать своими руками в домашних условиях

    В электротехнике существует несостыковка. С одной стороны, передавать энергию на большие расстояния удобнее, если она имеет форму переменного напряжения. С другой, для питания смартфонов, светодиодов в лампочках, плат в телевизорах и подобной бытовой техники требуется постоянный ток. Данную проблему успешно решает такое семейство радиодеталей, как выпрямительные диоды.

    Диодный мост схема

    Что такое диоды

    Диод – это полупроводниковый элемент на основе кристалла кремния. Ранее эти детали также изготавливались из германия, но со временем этот материал был вытеснен из-за своих недостатков. Электрический диод функционирует как клапан, т.е. он пропускает ток в одном направлении и блокирует его в другом. Такие возможности в эту деталь заложены на уровне атомарного строения его полупроводниковых кристаллов.

    Один диод не может получить из переменного напряжения полноценное постоянное. Поэтому на практике используют более сложные сочетания этих элементов. Сборка из 4 или 6 деталей, объединённых по специальной схеме, образует диодный мост. Он уже вполне способен справиться с полноценным выпрямлением тока.

    Интересно. Диоды обладают паразитной чувствительностью к температуре и свету. Прозрачные выпрямители в стеклянном корпусе могут использоваться как датчики освещённости. Германиевые диоды (прим. Д9Б) подходят в качестве термочувствительного элемента. Собственно из-за сильной зависимости свойств этих элементов от температуры их и перестали производить.

    Однофазный и трёхфазный диодный мост

    Существует две основные разновидности выпрямляющих сборок:

    • Однофазный мост. Чаще используется в бытовых электроприборах. Имеет 4 вывода. На два их них подаётся переменное напряжение, т.е. фаза (L) и ноль (N). С двух оставшихся снимается постоянное, т.е. плюс (+) и минус (-).
    • Трёхфазный мост. Встречается в мощных промышленных установках и оборудовании, питающимся от сети 380 вольт. На его вход подаются три фазы (L1, L2, L3). С выхода так же снимается постоянное напряжение. Такие мосты отличаются большими размерами и внушительными токами, которые они способны через себя пропустить.

    Трёхфазный выпрямитель

    Принцип работы диодного моста

    Понять, как мост выполняет свою задачу, можно, разобравшись в том, как ведёт себя отдельный диод. Изначально имеются только два провода с переменным напряжением (L и N). Оно имеет форму синусоиды (рис. а). Если в схему добавить один диод, то он будет пропускать только положительную полуволну (рис. б), если этот компонент развернуть, то отрицательную составляющую (рис. в). Такое напряжение уже не будет переменным. Всё же оно не годится для питания серьёзных электроприборов. В нём наблюдаются моменты, когда ток совсем отсутствует. Применение четырёх диодов позволит получить постоянное напряжение без всяких прерываний (рис. г). Трёхфазные мосты выпрямляют по такому же методу. Однако они делают это одновременно с тремя синусоидами.

    Форма напряжения после моста

    Выпрямитель

    Полученное после диодного моста напряжение имеет форму синусоиды, у которой отрицательная составляющая отражена относительно оси времени. Проще говоря, оно имеет форму холмов и называется пульсирующим. Такое напряжение положительное. Не содержит моментов, когда ток не течёт. Но всё же оно нестабильное. Например, в точке «a» оно рано 0 вольт, а в «b» – имеет максимальное значение. Данный выпрямитель нельзя считать законченным.

    Для решения этой проблемы требуется сглаживающий электролитический конденсатор. На плате он обычно располагается там же, где и диодная сборка. Ёмкость накапливает энергию в те моменты, когда она имеет пиковые значения (точка b), и отдаёт её в моменты провалов (a). На выходе получается прямая линия – полноценный постоянный ток, пригодный для питания последующих электронных компонентов, процессоров, микросхем и т.п.

    Постоянный ток

    Преимущества двухполупериодного диодного моста

    Полный мост, также называемый двухполупериодным выпрямителем, по ряду характеристик лучше, чем просто одиночный диод. Объясняется это тем, что он даёт возможность:

    1. снизить подмагничивание трансформатора, после которого стоит двухполупериодный выпрямитель;
    2. снять с выхода напряжение с удвоенной частотой, которое в итоге проще сгладить;
    3. повысить КПД трансформатора, на вторичной обмотке которого установлен полный диодный мост.

    Недостатки полного моста

    У полноценного двухполупериодного моста имеются недостатки:

    1. Ток вынужден протекать не по одному диоду, а сразу по двум, включенным последовательно. Поэтому удваивается падение напряжения на выпрямительном элементе. Для маломощных мостов на кремниевых диодах оно может достигать 2 вольт. В мощных выпрямителях – порядка 10 В. Отсюда существенные потери мощности на выпрямляющем элементе и его повышенный нагрев.
    2. При выходе из строя одного и четырёх диодов мост продолжает работать. Данный дефект может быть незаметен без специальных замеров. Однако он создаёт риск более серьёзной поломки устройства, которое питается через неисправный мостик.

    Конструкция

    Схема любого выпрямительного моста включает в себя диоды. Они могут быть по отдельности распаяны на печатную плату или находиться в одном корпусе. Касаемо размера выпрямители бывают миниатюрными, например, импортные MB6S или советские КЦ405А. Последние в народе именуют «ка-цэшками» или «шоколадками».

    КЦ405А и MB6S

    Встречаются образцы с внушительными габаритами. Например, трёхфазный выпрямительный мост китайского производства. Прибор предназначен для токов в сотни ампер, поэтому имеет винтовой крепёж под силовые провода и плоскую металлическую теплопроводящую поверхность с отверстиями для фиксации на радиаторе охлаждения.

    Трёхфазный диодный мост

    Маркировка выпрямителей

    Не существует общепринятых правил, согласно которым производители маркируют свои диодные мосты. Каждый вправе называть своё изделие так, как считает нужным, т.е. по своей собственной номенклатуре.

    Однако у большинства из этих деталей есть схожие признаки, помогающие визуально определить назначение их выводов. На фото трёхфазного моста (см. выше) отдельно выделен символ переменного тока – волнистая линия. Он указывает на то, что к этому контакту подключается входное синусоидальное напряжение. Также на некоторых моделях мостиков входные выводы помечаются буквами AC (Alternative Current), указывающими на переменный ток. При этом выходные контакты, с которых снимается постоянный ток, обозначаются символами DC (Direct Current) или традиционными «+» и «-».  Дополнительно на некоторых выпрямителях со стороны плюса «подпилен» один из углов. Также на «+» может указывать и удлинённый вывод. Подобная маркировка свойственна многим электронным компонентам и называется ключом.

    Маркировка диодных выпрямителей

    Диодный мостик своими руками

    Чтобы самостоятельно собрать выпрямитель, понадобится 4 однотипных диода. При этом они должны подходить по обратному напряжению, максимальному току и рабочей частоте. Соединения нужно сделать в соответствии со схемой ниже. Между двумя катодами снимается положительное напряжение, между анодами – отрицательное. К точкам, в которых подключены разноимённые выводы диодов, подсоединяется источник переменного напряжения. Всю схему можно за пару минут спаять навесным монтажом или потрудиться и выполнить в виде небольшой печатной платы.

    Дополнительная информация. Обратные напряжения диодов, включенных в последовательную цепь, складываются между собой.

    Мостик своими руками

    Выбор типа сборки

    Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:

    • Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к.л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
    • Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
    • Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.

    Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.

    Проверка элементов

    В большинстве случаев для проверки выпаивать мостик из платы не требуется. Тестировать его следует точно так же, как 4 p-n перехода с подключением по схеме диодного моста. Данное измерение настолько распространено, что его возможность реализована в любом мультиметре. Прибор для теста нужно переключить в режим диодной прозвонки.

    Падение напряжения в прямом направлении на исправном выпрямительном диоде составляет 500-700 мВ. В обратном – прибор отобразит «1». Сгоревшая деталь чаще всего показывает в обоих направлениях «0», т.е. короткое замыкание. Реже бывает полный обрыв элемента (также в обе стороны). Все замеры следует повторить для каждого входящего в состав моста диода. Итого 8 измерений, т.е. 4 в прямом направлении и 4 – в обратном. Если тестируется диод Шоттки, то этот параметр составляет 200-400 мВ.

    Использование барьера Шоттки

    Применение диода Шоттки оправдано в двух случаях. Во-первых, когда нужно выпрямить высокочастотный ток. Барьер Шоттки идеально подходит для подобной задачи, ведь он имеет низкую ёмкость перехода и, соответственно, является быстродействующим. Во-вторых, когда требуется выпрямить большой ток в десятки или сотни ампер. В этом случае деталь отлично себя показывает ввиду низкого падения напряжения и малого тепловыделения.

    Диодные мосты в мире электроники играют роль согласующего элемента. С их помощью можно подключать устройства, требующие постоянный ток, к сети удобного для передачи переменного напряжения. Подобных устройств очень много в быту, они крайне важны для комфортной жизни человека.

    Видео

    Схема мостового выпрямителя

    - Конструктивные особенности и советы »Электроника

    Мостовой выпрямитель, состоящий из четырех диодов, обеспечивает двухполупериодное выпрямление без использования трансформатора с отводом от средней точки.


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


    Мостовой выпрямитель - это электронный компонент, который широко используется для обеспечения двухполупериодного выпрямления, и, возможно, это наиболее широко используемая схема для этого приложения.

    Используя четыре диода в мостовом выпрямителе, схема имеет характерный формат, принципиальная схема которого основана на квадрате с одним диодом на каждой ножке.

    Благодаря своим характеристикам и возможностям, двухполупериодный мостовой выпрямитель используется во многих линейных источниках питания, импульсных источниках питания и других электронных схемах, где требуется выпрямление.

    Типовой мостовой выпрямитель для монтажа на печатной плате

    Цепи мостового выпрямителя

    Схема базовой схемы мостового выпрямителя имеет блок мостового выпрямителя в центре.Он состоит из мостовой схемы с четырьмя диодами. Это могут быть отдельные диоды или мостовые выпрямители в виде единого электронного компонента.

    Двухполупериодный выпрямитель с использованием мостового выпрямителя

    Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодное выпрямление и имеет преимущество перед двухполупериодным выпрямителем, использующим два диода, в том, что в трансформаторе не требуется центральный отвод. Это означает, что для обеих половин цикла используется одна обмотка.

    Электронные компоненты

    с обмоткой дороги, а наличие центрального отвода означает, что для обеспечения двухполупериодного выпрямления необходимы две идентичные обмотки, каждая из которых обеспечивает полное напряжение.Это удваивает количество витков и увеличивает стоимость трансформатора. Это может быть особенно важно при разработке линейных источников питания или других электронных устройств.

    Чтобы увидеть, как работает двухполупериодный выпрямитель на мостовых диодах, полезно увидеть, как протекает ток в течение полного цикла входящей формы волны.

    Двухполупериодный мостовой выпрямитель, показывающий протекание тока

    В большинстве приложений источников питания, будь то линейные регуляторы напряжения или импульсные источники питания, выход мостового выпрямителя будет подключен к сглаживающему конденсатору как часть нагрузки.

    Эти электронные компоненты принимают заряд во время высоковольтных частей сигнала, а затем отдают заряд на нагрузку при падении напряжения. Таким образом, они обеспечивают более постоянное напряжение, чем прямой выход мостового выпрямителя. Это позволяет другим схемам, таким как линейные регуляторы напряжения и импульсные источники питания, работать правильно.

    Примечание по сглаживанию конденсатора источника питания:
    Конденсаторы

    используются во многих источниках питания как для линейных регуляторов напряжения, так и для импульсных источников питания для сглаживания выпрямленной формы волны, которая в противном случае варьировалась бы от пикового напряжения формы волны до нуля.Сглаживая форму волны, можно запускать электронные схемы из нее.

    Подробнее о Конденсаторное сглаживание.

    Что касается мостового выпрямителя и его диодов, включение конденсатора означает, что ток, проходящий через диоды, будет иметь значительные пики по мере заряда конденсатора.

    Период, в течение которого конденсатор источника питания заряжается

    При выборе электронных компонентов для мостового выпрямителя необходимо убедиться, что они могут выдерживать пиковые уровни тока.

    Мостовые выпрямители

    Компоненты мостового выпрямителя могут быть разных форм. Их можно сделать с помощью дискретных диодов. Кольцо из четырех диодов легко может быть выполнено как на бирке, так и в составе печатной платы. Необходимо следить за тем, чтобы диоды достаточно вентилировались, так как они могут рассеивать тепло под нагрузкой.

    Схема мостового выпрямителя и маркировка

    В качестве альтернативы мостовые выпрямители поставляются в виде отдельных электронных компонентов, содержащих четыре диода в едином блоке или корпусе.Четыре соединения выведены и помечены "+", "-" и "~". Соединение «~» используется для подключения к переменному входу. Соединения + и - очевидны.

    Некоторые из этих мостовых выпрямителей предназначены для монтажа на печатной плате и могут иметь провода для монтажа в сквозные отверстия. Другие могут быть устройствами для поверхностного монтажа.

    Некоторые мостовые выпрямители заключены в более крупные корпуса и предназначены для установки на радиаторе. Поскольку эти выпрямители спроектированы так, чтобы пропускать значительный ток, они могут рассеивать значительное количество тепла в результате падения напряжения на диодах, а также внутреннего сопротивления объемного кремния, используемого для диодов.

    Рекомендации по проектированию схемы мостового выпрямителя

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

    • Падения напряжения: Нельзя забывать, что ток, протекающий в мостовом выпрямителе, будет проходить через два диода. В результате выходное напряжение упадет на эту величину. Поскольку в большинстве мостовых выпрямителей используются кремниевые диоды, это падение будет минимум 1.2 вольта и будет увеличиваться с увеличением тока. Соответственно, максимальное выходное напряжение, которое может быть достигнуто, составляет минимум 1,2 вольт от пикового напряжения на входе переменного тока.
    • Рассчитайте количество тепла, рассеиваемого в выпрямителе: Напряжение на диодах будет падать минимум на 1,2 вольта (при использовании стандартного кремниевого диода), которое будет расти с увеличением тока. Это результат стандартного падения напряжения на диоде, а также сопротивления внутри диода.Обратите внимание, что ток проходит через два диода внутри моста в течение любого полупериода. Сначала один комплект из двух диодов, затем другой.

      Чтобы увидеть падение напряжения для предполагаемого уровня тока, стоит обратиться к паспорту диодов мостового выпрямителя или всего электронного компонента мостового выпрямителя.

      Падение напряжения и ток, протекающий через выпрямитель, вызывают нагрев, который необходимо отводить. В некоторых случаях его можно легко отвести за счет воздушного охлаждения, но в других случаях мостовой выпрямитель может потребоваться прикрутить болтами к радиатору.Многие мостовые выпрямители для этой цели крепятся болтами к радиатору.

    • Пиковое обратное напряжение: Очень важно убедиться, что максимальное обратное напряжение мостового выпрямителя или отдельных диодов не превышается, в противном случае диоды могут выйти из строя.

      Рейтинг PIV диодов в мостовом выпрямителе меньше, чем требуется для конфигурации с двумя диодами, используемой с трансформатором с центральным ответвлением. Если пренебречь падением на диодах, для мостового выпрямителя требуются диоды с половиной PIV-рейтинга, чем у выпрямителя с центральным отводом для того же выходного напряжения.Это может быть еще одним преимуществом использования этой конфигурации.

      Пиковое обратное напряжение на диодах равно пиковому вторичному напряжению V с , потому что в течение одного полупериода диоды D1 и D4 проводят ток, а диоды D2 и D3 имеют обратное смещение.

      Двухполупериодный мостовой выпрямитель, показывающий обратное пиковое напряжение

      Предполагая идеальные диоды, на которых нет падения напряжения - хорошее предположение для этого объяснения. Используя это, можно увидеть, что точки A и B будут иметь такой же потенциал, как и точки C и D.Это означает, что пиковое напряжение от трансформатора появится на нагрузке. Такое же напряжение появляется на каждом непроводящем диоде.

    Мостовые выпрямители - идеальный способ обеспечить выпрямленный выход на переменном входе. Мостовой выпрямитель обеспечивает двухполупериодный выпрямленный выход, что во многих случаях позволяет достичь лучших характеристик.

    Мостовой выпрямитель с разделенным питанием

    Для многих схем, таких как операционные усилители, могут потребоваться разделенные источники питания от линейного источника питания.Можно очень легко создать разделенное питание для этих и других приложений, используя двухполупериодный мостовой выпрямитель. Хотя он возвращается к использованию разделенного трансформатора, то есть с центральным ответвлением, может быть стоит получить импульсный или линейный источник питания с комбинацией как отрицательного, так и положительного источников с использованием мостового выпрямителя.

    Двухполупериодный мостовой выпрямитель с двойным питанием

    Схема работает эффективно и рационально, поскольку обе половины входной формы волны используются в каждой секции вторичной обмотки трансформатора.

    Мостовой выпрямитель с двойным питанием требует использования трансформатора с центральным ответвлением, но в любом случае для обеспечения двойного питания часто требуется вторая обмотка.

    Схема двухполупериодного выпрямителя, основанная на диодном мосту, работает хорошо и используется в большинстве приложений двухполупериодного выпрямителя. Он использует обе половины формы волны в обмотке трансформатора и, как следствие, снижает тепловые потери для данного уровня выходного тока по сравнению с другими решениями.Кроме того, это решение не требует трансформатора с центральным ответвлением (за исключением версии с двумя источниками питания), и в результате снижаются затраты.

    Мостовой выпрямитель, вероятно, наиболее известен своим использованием в импульсных источниках питания и линейных источниках питания, но он также используется во многих других схемах.

    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».. .

    Что такое мостовой выпрямитель? - Работа, преимущества и недостатки

    Определение: мостовой выпрямитель образован путем соединения четырех диодов в форме моста Уитстона . Он также обеспечивает полное выпрямление волны. В течение первой половины цикла переменного тока два диода смещены в прямом направлении, а во второй половине цикла переменного тока два других диода становятся смещенными в прямом направлении.

    Таким образом, выпрямитель обеспечивает выход постоянного тока во время положительного цикла переменного тока, а также во время отрицательного цикла переменного тока.

    Компоненты схемы мостового выпрямителя

    Состоит из понижающего трансформатора, четырех диодов, соединенных в виде моста. Два из четырех диодов подключены по диагонали и подключены к вторичным обмоткам трансформатора, а два других диода подключены к нагрузочному резистору.

    Работа мостового выпрямителя

    Когда сигнал переменного тока подается на мостовой выпрямитель, понижающий трансформатор преобразует сигнал переменного тока высокого напряжения в сигнал переменного тока низкого напряжения.Сигнал переменного тока подается на первичную обмотку трансформатора, а через взаимную индукцию - на вторичные обмотки трансформатора.

    Работа диодов во время положительной половины переменного тока

    Когда положительная половина сигнала переменного тока подается на мостовой выпрямитель, верхняя часть вторичной обмотки трансформатора является положительной, а нижняя часть вторичной обмотки - отрицательной. Таким образом, в этом состоянии вывод анода диода D1 положительный, а вывод катода диода D3 отрицательный.

    Следовательно, диод D1 и диод D3 будут смещены в прямом направлении в течение положительной половины или первой половины цикла переменного тока. И диод D2 и диод D4 будут иметь обратное смещение, потому что катодный вывод диода D4 подключен к выводу, имеющему положительное напряжение, а анодный вывод диода D2 подключен к положительному напряжению.

    Работа диодов при отрицательной половине переменного тока

    Когда отрицательный цикл или вторая половина сигнала переменного тока приближается к мостовому выпрямителю, верхняя часть вторичной обмотки трансформатора является отрицательной, а нижняя половина вторичной обмотки трансформатора - положительной.Таким образом, в этой ситуации вывод анода диода D1 является отрицательным, а вывод катода D3 - положительным. Это заставляет диод D1 и D3 работать в режиме обратного смещения.

    Во время отрицательного полупериода сигнала переменного тока вывод катода диода D4 отрицательный, а вывод анода диода D2 положительный. Таким образом, диод D4 и диод D2 смещены в прямом направлении во время отрицательной половины переменного тока. Хотя во время этого отрицательного полупериода анодный вывод диода D1 является отрицательным, а катодный вывод диода D3 - положительным, это вызывает обратное смещение диодов D1 и D3.

    Таким образом, мостовой выпрямитель проводит как половину входного сигнала переменного тока, то есть как положительную, так и отрицательную половину. Направление тока, протекающего через нагрузочный резистор, остается неизменным как для положительной половины цикла переменного тока, так и для отрицательной половины цикла переменного тока.

    Анализ мостового выпрямителя

    Приложенное напряжение Vsmax появляется на нагрузочном резисторе RL, таким образом, на нагрузочном резисторе появляется пиковое обратное напряжение (PIV).

    1. Пиковый ток: Значение пикового тока мостового выпрямителя можно получить с помощью мгновенного напряжения, приложенного к цепи выпрямителя.

    Давайте рассмотрим прямое сопротивление некоторого значения и обратное сопротивление, обеспечивающее бесконечное сопротивление, тогда мы можем получить значение тока через резистор нагрузки.

    Полный ток, протекающий через сопротивление нагрузки R L , являющийся суммой токов i 1 и i 2 , определяется как: -

    Пиковое значение силы тока через сопротивление RL может быть получено с помощью приведенного ниже уравнения.

    Здесь RF - прямое сопротивление, а RL - сопротивление нагрузки.

    1. Эффективность выпрямления: Эффективность выпрямления может быть получена соотношением мощности постоянного тока, подаваемой на нагрузку, и составляющей мощности переменного тока, присутствующей в ней.

    Преимущества мостовых выпрямителей над выпрямителями с центральным отводом

    1. В случае мостового выпрямителя центральное ответвление во вторичной обмотке трансформатора не требуется.Таким образом, это снижает сложность схемы. Схема может быть упрощена, если мы удалим трансформатор из схемы выпрямителя на случай, если нам не нужно понижать напряжение.
    2. Стабилизация напряжения, обеспечиваемая мостовыми выпрямителями, лучше, чем у двухполупериодных выпрямителей с центральным ответвлением.
    3. Коэффициент использования трансформатора в случае мостового выпрямителя выше, чем у двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением.
    4. Силовой трансформатор меньшего размера может использоваться для заданной выходной мощности.

    Недостатки мостовых выпрямителей над выпрямителями с центральным ответвлением

    1. Для работы требуется четыре диода, поэтому требования к компонентам схемы в случае мостового выпрямителя больше, чем у выпрямителей с центральным отводом.
    2. Падение напряжения на диодах увеличивается в четыре раза, чем у двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением. Это создает проблему в приложениях, где требуется низкое напряжение.
    3. Нагрузочный резистор и подаваемое напряжение не имеют общей точки, которую можно было бы заземлить.

    На этом недостатки мостового выпрямителя завершены. Он также является одним из двухполупериодных выпрямителей, но благодаря своей мостовой архитектуре обладает некоторыми преимуществами перед двухполупериодным выпрямителем.

    Источники питания, трансформаторы и выпрямители

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

    Трансформатор

    Рис. 1.1.1 Типовой входной трансформатор

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

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

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

    Ступень выпрямителя

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

    Полуволновое выпрямление

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

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

    Впик x 0,318

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

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

    Полная волна выпрямления

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

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

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

    Мостовой выпрямитель

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

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

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *