Принцип действия диодного моста: схема сборки своими руками, подключение к трансформатору

схема сборки своими руками, подключение к трансформатору

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 1.9k. Опубликовано 02.11.2015

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.

Принцип действия полупроводникового диода

Рис. 1

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.

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.

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.

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.

Схема 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

Рис. 3

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.

принцип работы, сфера применения :: SYL.ru

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

Конструктивные виды полупроводниковых мостов

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

Принцип работы

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

Область применения

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

Диодный мост для сварочного аппарата

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

Диодный мост генератора

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

Высокоэффективный подход к построению входных диодных мостов

25 сентября 2009

С появлением устройств электронного управления в повседневной жизни используется все меньше приборов, напрямую подключенных к сетям питания переменного напряжения. Как правило, переменное напряжение преобразуется в постоянное, а последнее используется для питания электронных приборов или электродвигателей с преобразователями, которые приходят на смену старомодным индукционным электродвигателям переменного напряжения. Кроме того, в тех случаях, когда это возможно, используется активная, а не пассивная компенсация коэффициента мощности (конденсаторная батарея).

Это означает, что входной диодный мост устанавливается всегда, независимо от того, используется в системе каскад PFC или нет. Распространенная схема реализации этого принципа показана на рис. 1.

 

 

Рис. 1. Входной переменный ток и выпрямленный выходной сигнал 

Такая схема обладает малой эффективностью, поскольку, независимо от номинала тока, два связанных диода всегда находятся в состоянии пропускания тока, вызывающем постоянное выпадение сигнала и последующую потерю мощности в зависимости от величины тока.

Во многих случаях, когда мощность, подаваемая на выход, не очень высока, а мощность, рассеиваемая на четырех диодах, низка, эта конфигурация может оставаться хорошим экономичным решением.

 

Синхронное выпрямление

Известно, что в состав МОП-структуры входит паразитный диод, включенный параллельно полевому транзистору, поэтому полный мост можно получить при помощи четырех полевых транзисторов, как показано на рис.  2.

 

 

Рис. 2. Мост на полевых транзисторах

Напряжение на контактах стандартного диода составляет 0,6…1 В, в зависимости от тока, протекающего через него, и технологии, с использованием которой диод изготовлен, и это является основной причиной потери мощности в мосте. Худший вариант возможен в случае использования только корпусного диода полевого транзистора, но если запуск этого транзистора осуществляется при помощи технологии синхронного выпрямления, корпусный диод пропускает только очень короткую часть сигнала, в зависимости от времени запаздывания управляемых полевых транзисторов, а основная часть синусоидального входного тока проходит через полевые транзисторы. Проведем простой эксперимент: рассмотрим двухволновый (полный) выпрямительный мост и предположим, что напряжение на контактах диода в режиме проводимости равно 0,6 В, сравним его с активным мостом, включающим четыре полевых транзистора с сопротивлением R_DSON

(при температуре 100°C) = 10 МОм. Средний выходной ток системы равен 5 A.

В таблице 1 приведено сравнение полных КПД двух решений.

Таблица 1. Сравнение потерь мощности между стандартным и активным входным мостом  

Расчет		Расчетная потеря мощности, Вт	Прим.
Диод	2 x VF x IAVG – RECT	6	Явно выше
МОП-транзисторы	2 x RDSon x I2 in – rms	0,6	Снижение на ~90%

 

Практическая реализация
и описание цепи

В данном случае понятно, что использование мощных полевых транзисторов в конфигурации активного моста с управлением синхронным выпрямлением — это способ повышения эффективности и снижения необходимости применения или полного отказа от применения дорогой и массивной системы теплоотвода. Использование интегральных схем (ИС) синхронного выпрямления International Rectifier IR1166 и IR1167 [1] делает реализацию крайне простой. Полная схема активного моста показана на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Практическая реализация активного моста при помощи 4 дискретных ИС IR1167 

Включение-выключение каждого полевого транзистора управляется соответствующими ИС, отслеживающими напряжение между соответствующим стоком и истоком. Если напряжение отрицательное, корпусный диод открыт, а полевой транзистор включен; когда напряжение Vds поднимается до 0 В, ИС отключает транзистор.

Чтобы предотвратить возникновение короткого замыкания между высоким и низким плечом полевого транзистора на одном и том же контакте, порог выключения должен быть отрицательным и близким к 0 В. Недостаток состоит в том, что в конце переключения ток снова пойдет через корпусный диод, но в течение очень короткого времени. С помощью внутренней прецизионной цепи осуществляется постоянное измерение напряжения Vds, необходимое для выполнения этой задачи. Следует отметить, что ИС должна выдерживать очень высокое напряжение на тех же контактах, если полевой транзистор выключен, поскольку другой транзистор, соединенный с этим же контактом, включен. Технической проблемой является установка компаратора, способного обнаруживать напряжения, равные нескольким милливольтам в одном полупериоде, а затем выдерживать напряжение в несколько сотен вольт на тех же измерительных контактах в следующем полупериоде синусоиды. Этого можно добиться с помощью технологии IR Gen 5 HVIC, интегрирующей точные и быстрые компоненты низкого напряжения с устройствами высокого напряжения и изолирующими барьерами [2].

 

Принцип работы

В начале синусоидального цикла начинается протекание тока через корпусный диод, создающий отрицательное напряжение Vds на контактах полевого транзистора, в этот момент ИС включает полевой транзистор, напряжение отпускания на контактах компонента падает до значительно более низкого значения, повышая эффективность системы и снижая потери мощности.

Как только полевой транзистор включается, его необходимо удерживать в таком состоянии до приближения выпрямленного тока как можно ближе к нулевому значению, поэтому можно использовать компаратор нулевого уровня, чтобы определить момент, когда напряжение между стоком и истоком достигнет 0 В. С этой целью порог выключения ИС должен быть отрицательным и близким к нулю, чтобы избежать относительной поперечной проводимости и уменьшить интервал проводимости корпусного диода в конце полупериода. IR1167 — это ИС синхронного выпрямления, время ее внутреннего выключения составляет от наносекунд до микросекунд, однако во время работы на частоте сети питания необходимо поддерживать как можно более пологий фронт гасящего импульса, чтобы избежать ложного срабатывания измерительной цепи ИС. Фактически из-за низкой рабочей частоты и медленного (синусоидального) увеличения тока часто появляется вероятность того, что после первого включения напряжение отпускания полевого транзистора почти мгновенно упадет ниже порога выключения, и ИС начнет включаться и выключаться. Этот процесс выражается затухающими прямоугольными импульсами напряжения затвора полевого транзистора, пока ток не достигнет уровня, необходимого для формирования напряжения отпускания полевого транзистора во включенном состоянии. Подобный дребезг можно наблюдать в конце полусинусоиды с тем же небольшим уклоном сигнала тока в момент выключения полевого транзистора. Такое функционирование особенно явно заметно при использовании резистивных нагрузок и синусоидального токового сигнала, тогда как в случае с емкостной нагрузкой ситуация иная, поскольку кривая токового сигнала при включении и выключении полевых транзисторов более крутая, и необходим более короткий сигнал выключения. В обычном режиме работы каждый полупериод токового сигнала переключает в состояние проводимости два полевых транзистора в течение интервала, равного половине частоты сети питания (8,3 или 10 мс), дребезг при включении или выключении не возникает. Чтобы увеличить длительность внутреннего сигнала выключения схемы IR1167, мы включили в измерительный контур резистивно-емкостную цепь (RC-цепь), которая будет описана в следующем разделе.

 

Ограниченное питание и цепи
регулировки выключения

Как известно, в каждый полупериод частоты сети питания работают только два полевых транзистора, тогда как другие остаются выключенными, а соответствующие им диоды с объемной проводимостью обладают обратным смещением. Очевидно, что когда транзисторы Q2 и Q4 включены, Q1 и Q3 выключены, а ограничивающий диод D1 допускает накопление заряда ограничивающими конденсаторами C1, питающими устройства высокого плеча IC3; с другой стороны, когда транзисторы Q1 и Q3 включены, диод D2 допускает накопление заряда ограничивающим конденсатором C2, питающим IC4. RC-цепь, установленная между контактами Vgate и Vs каждой ИС, обеспечивает более продолжительный сигнал выключения, необходимый в настоящей схеме. Это просто производная цепь, которая при помощи напряжения переключения затвора, прикладываемого к контактам транзистора, добавляет временный токовый импульс через последовательный резистор, установленный между истоком транзистора и контактами Vs ИС. Результат — искусственное повышение или понижение пороговых значений на определенное время и, таким образом, продление времени выключения, которое можно уменьшить простым изменением значений трех компонентов RC-цепи. Рассмотрим одну из четырех секций, X3, показанную на рис. 3. Во время включения напряжение затвора линейно возрастает, фронт сигнала, разделенный на отрезки, появляется на сопротивлении R10 с положительным знаком в противоположность контакту Vs. Это перекрывает реальное напряжение отпускания полевых транзисторов и удерживает внутренний компаратор ИС, изображенный в верхнем левом углу рис. 4, от выключения полевого транзистора.

 

 

 

Рис. 4. Электрическая модель IR1167 

С другой стороны, когда ИС выключает затвор, возникает спад сигнала с отрицательным знаком на контакте Vs, эффективно сдвигающий измеренное напряжение и препятствующий включению секции на период, определяемый параметрами RC-цепи.

 

Моделирование системы

Система реализована в симуляторе Microcap Simulator, подготовлена специализированная модель для ИС IR1167 (см. рис. 4). Особое внимание уделено возможности работы модели IR1167 с плавающим заземлением, поскольку опорным сигналом двух верхних устройств схемы должно быть переменное напряжение сети питания, и использование ими потенциала заземления невозможно. Параметры моделирования следующие:

Для проверки функциональности системы и эффективности замысла необходимо выполнить несколько попыток моделирования до начала реальной аппаратной реализации.

 

Резистивная нагрузка

Первая серия моделей создана с целью сравнения функционирования активного моста с функционированием стандартного моста на основе диодов Шоттки, на последующих рисунках будут показаны полученные результаты. Мост на основе диодов Шоттки построен из четырех устройств MBR10100 в корпусе TO220AB, для построения активного моста использован полевой транзистор DirectFet IRF6644 с поддержкой напряжения 100 В. На рис. 5 показан вариант с максимальной нагрузкой (5 Ом), с максимальным пиковым выходным током 12 A и средней выходной мощностью около 360 Вт.

 

 

Рис. 5. Rload = 5 Ом, Cout = 0
Верхний: Vin, Vout и Vo, Средний: Vg1, Vg2, Vg3 и Vg4, Нижний: Vo-Vo (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост), Pdiss (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост) — Pdiss (диоды Шоттки) 

В этом случае мы можем видеть синусоидальное выходное напряжение (зеленая кривая) и ток (светло-голубая кривая), а в центре отображаются прямоугольные импульсы напряжения затворов полевых транзисторов низкого плеча. Также заслуживает внимания синусоидальная форма плавающего напряжения затвора МОП-структуры, изображенной на среднем графике, поскольку она должна соответствовать входной синусоиде с положительным сдвигом, равным 10,7 В (Vgate).

На третьем графике показано увеличение мощности при применении активного решения: синусоидой черного цвета показана мощность, рассеиваемая четырьмя диодами, которая достигает пика 18 Вт, тогда как тот же пик активного моста едва достигает значения 2,25 Вт, разность средних значений, показанная голубой кривой, составляет примерно 10 Вт. На малых нагрузках ситуация может отличаться, а более сложная цепь может не дать достаточного преимущества по сравнению с простым мостом, построенным из четырех диодов. Однако на рис. 6 приведены интересные результаты.

 

 

Рис. 6. Rload = 40 Ом, Cout = 0
Верхний: Vin, Vout и Vo, Средний: Vg1, Vg2, Vg3 и Vg4, Нижний: Vo-Vo (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост), Pdiss (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост) — Pdiss (диоды Шоттки)

В последнем случае выходная мощность составляет всего 45 Вт, мы также получили большую разность с точки зрения пиковой рассеиваемой мощности, которая составляет 0,036 Вт против 1,6 Вт, а средняя разность значений потери мощности — около 1 Вт.

 

Емкостная нагрузка

Емкостная нагрузка является более реальной для применения в силовом AC-DC-преобразователе. На рис. 7 и 8 показаны результаты моделирования с сопротивлением, равным соответственно 5…40 Ом, а суммарная выходная емкость равна 1000 мкФ.

 

 

Рис. 7. Rload = 5 Ом, Cout = 1000
Верхний: Vin, Vout и Vo, Средний: Vg1, Vg2, Vg3 и Vg4, Нижний: Vo-Vo (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост), Pdiss (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост) — Pdiss(диоды Шоттки)

 

 

 

Рис. 8. Rload = 40 Ом, Cout = 1000
Верхний: Vin, Vout и Vo, Средний: Vg1, Vg2, Vg3 и Vg4, Нижний: Vo-Vo (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост), Pdiss (диоды Шоттки), Pdiss (активный мост) — Pdiss (диоды Шоттки)

Среднее уменьшение потерь мощности изменяется с 20% при большой нагрузке (5 Ом) до примерно 5% при малой нагрузке (40 Ом). Также стоит обратить внимание на то, что размер корпуса диодного моста, построенного из четырех диодов MBR10h200, занимает примерно 580 мм² площади против только 120 мм² в случае использования четырех транзисторных схем IRF6644. Таким образом, экономия места составляет приблизительно 80%.

 

Реализация ИС

В предлагаемом на рис. 9 контроллере на основе активного моста, благодаря технологии IR GENS, внутренние каскады, запускающие два полевых транзистора высокого плеча Q3 и Q4, могут быть реализованы двумя раздельными плавающими эпитаксиальными карманами внутри одной ИС.

 

 

Рис. 9. Предложение нового контроллера активного моста 

Для предохранения двух внешних компонентов в схему также можно интегрировать два ограничивающих диода. Дополнительную RC-цепь, которая предназначена для защиты от паразитных переключений, можно заменить отдельными блоками регулировки времени выключения для каждой секции драйвера, чтобы оптимизировать время задержки разных полевых транзисторов с разными требованиями нагрузки. В дальнейшем лучшие полевые транзисторы IR, ограничивающие конденсаторы и ИС управления активным мостом можно интегрировать в одном корпусе, получив повышенную удельную плотность и обеспечив реализацию простого устройства. Такая схема становится высокоэффективной заменой существующим стандартным входным выпрямительным диодным мостам.

 

Реализация аппаратуры

Схема создана и протестирована в нашей лаборатории. На рис. 10 показан первый прототип, изготовленный из четырех дочерних плат IRAC-D2.

 

 

Рис. 10. Прототип активного моста

На нескольких следующих рисунках показаны реальные графики сигналов, полученных с применением идеальной резистивной нагрузки (например, каскад RFC) и емкостной нагрузки. В конце главы мы покажем значения повышения эффективности и уменьшения потерь мощности в сравнении со стандартными мостами, построенными на основе диодов Шоттки.

На рис. 11 и 12 показано функционирование активного моста с идеальной резистивной нагрузкой. Интересно отметить эффект паразитного переключения сигнала как низкого плеча (красная кривая), так и высокого плеча (голубая кривая) без включения внешней маскирующей RC-цепи.

 

 

Рис. 11. Входное напряжение и выпрямленный выходной ток с идеальной резистивной нагрузкой 

 

 

Рис. 12. Верхний: входной ток, сигнал затвора низкого плеча (красный), сигнал затвора высокого плеча (голубой), нижний: паразитные переключения сигналов затворов

Эти ситуации показаны на рис. 13 и 14, соответственно, в состоянии включения и выключения затвора полевого транзистора низкого плеча.

 

 

Рис. 13. Паразитные переключения затвора низкого плеча (красный) во время выключения

 

 

Рис. 14. Паразитное переключение затвора низкого плеча (красный) во время включения 

После того, как ИС выключает полевой транзистор, возникают паразитные переключения, длящиеся в течение 90 мкс. Можно легко увидеть, что первое колебание происходит через 15 мкс после истечения времени внутреннего сигнала выключения IR1167. Остальные колебания происходят с одинаковой задержкой. Во время включения, наоборот, полевой транзистор не может оставаться во включенном состоянии более 3 мкс, и только через 280 мкс уровень тока становится достаточно высоким, чтобы избежать колебаний. Таким образом, минимального времени включения (MOT) 3 мкс и минимального времени выключения 15 мкс (тип.), заложенных в схеме IR1167, недостаточно, чтобы избежать паразитных переключений, поэтому из-за медленного синусоидального изменения тока и продолжительного времени выключения добавлена специализированная схема.

Аналогичная проблема, хотя и не настолько очевидная, возникает со стандартной резистивно-емкостной нагрузкой, поскольку изменение тока происходит быстрее. На рис. 15 и 16 показаны все сигналы затворов с установленной цепью времени выключения каждого полевого транзистора в сравнении с током сети питания.

 

 

Рис. 15. Vg1, Vg2: сигнал затвора Q1 и Q2 и ток сети питания под RC-нагрузкой R=22 Ом, C=470 мкФ

 

 

Рис. 16. Vg3, Vg4: сигнал затвора Q2 и Q4 и ток сети питания 

 

Результаты оценки эффективности

Чтобы удостовериться в эффективности замысла, мы сравнили две схемы активного моста с различными входными напряжениями 100 и 40 В и различной выходной мощностью со стандартными мостами, построенными на основе диодов Шоттки.

На рис. 17 и рис. 18 показаны полученные результаты: для построения системы, рассчитанной на напряжение 40 В, мы использовали четыре схемы IRF6613 (DirectFet, корпус medium Can) против четырехсхем SS34 в корпусе SMC; для построения системы, рассчитанной на напряжение 100 В, мы использовали четыре схемы IRF6644 (DirectFet, корпус medium Can) против четырех схем MBR10h200 в корпусе TO263.

 

 

Рис. 17. Результаты эффективности, низкое входное напряжение

 

 

Рис. 18. Результаты эффективности, среднее входное напряжение

В случае, показанном на рис. 17, повышение эффективности составило 5,5% при входном напряжении 20 В и выходной мощности около 50 Вт. Причиной является повышенный ток, протекающий через полевые транзисторы, демонстрирующие намного более низкое выпадение сигнала, чем диоды.

При повышении входного напряжения и понижении выходного тока повышение эффективности становится менее заметным, но все еще остается высоким — от 2 до 3%. Три сигнала ограничены по мощности, чтобы снизить пиковый ток, поступающий в устройства на приемлемом рабочем уровне в сравнении с номинальными значениями Id и If. На рис. 18 повышение эффективности продемонстрировало ту же тенденцию: при входном напряжении 60 В и выходной мощности 250 Вт ток намного выше, а повышение эффективности составляет 2%; при напряжении 100 В повышение эффективности опускается до примерно 1,1…1,3% в зависимости от нагрузки. Последний случай выглядит менее привлекательным с точки зрения баланса преимуществ и стоимости, однако необходимо помнить, что четыре схемы IRF6644 намного меньше, чем диоды в корпусе TO263: каждая схема DirectFet занимает примерно на 80% меньше площади и на 95% меньше объема, чем диоды.

Это решение сочетает экономию пространства с более высокой удельной мощностью, зачастую позволяющей отказаться от использования массивных теплоотводов.

 

Выводы

Использование полевых транзисторов, а лучше транзисторов DirectFET в конфигурации входного активного моста (с синхронным управлением выпрямлением) — это способ повышения эффективности и удельной мощности, позволяющий обойтись без массивной системы отведения тепла. На схеме, изображенной на рис. 3, показано, как собрать простой полнопериодный входной мостовой выпрямитель при помощи устройств, доступных на рынке, а на рис. 9 показана новая ИС контроллера активного моста.

Как видно из графиков, повышение эффективности очень заметно, а преимущества могут отличаться в зависимости от выходной мощности:

a) при высоком выходном напряжении повышение эффективности не представляет особой важности, особенно при передаче высоких номиналов мощности, но тогда намного меньшее рассеяние мощности моста можно использовать для решений меньших размеров с минимальным тепловыделением;

б) при низком выходном напряжении эффективность становится важнейшим отличием и для низких выходных токов.

 

Литература

[1] М. Салато (M. Salato), А. Локхандвала (A. Lokhandwala), М. Солдано (M. Soldano). International Rectifier. AN-1087 Построение выпрямителя вторичного плеча при помощи ИС управления IR1167 SmartRectifier^TM

[2] International Rectifier. Техническое описание ИС управления интеллектуальным выпрямителем IR1167S

[3] Аднаан Локхандвала (Adnaan Lokhandwala), Маурицио Салато (Maurizio Salato), Марко Солдано (Marko Soldano). Конференция разработчиков портативных источников питания 2006. Новая ИС управления выпрямлением выходного сигнала повышает эффективность и тепловые характеристики внешних AC-DC преобразователей питания

[4] Заявка на получение патента США №2005/0122753 A1 от 9 июня 2005 г.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]

 

ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!

 

В 11 номере журнала за 2009 год на стр. 29 допущена опечатка.

Название табл. 2 следует читать: «Характеристики переключателей».

Первый абзац на странице следует читать:

«Texas Instruments предлагает достаточно сбалансированные решения для применения в видеосистемах. Баланс заключается в оптимальных, часто — взаимозависящих, технических характеристиках ключей. Например, при достаточно низком сопротивлении во включенном состоянии также обеспечивается очень высокая скорость переключения.»

•••

Наши информационные каналы

Диодный мост — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

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

Схема включения

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

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

Порядок работы

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

Выпрямление положительной полуволны

←{\displaystyle \leftarrow } →{\displaystyle \rightarrow }

Выпрямление отрицательной полуволны

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

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

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

Эта же схема может быть использована при питании ответственных нагрузок постоянным током в целях их защиты от переполюсовки.

Выпрямитель

Подключение конденсатора

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

Преимущества

Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:

• получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе
• избежать постоянного тока подмагничивания в питающем трансформаторе
• увеличить коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (для однополупериодного выпрямителя он составляет около 0,45, так как через нагрузку протекает только один полупериод переменного тока), что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки

• Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно в низковольтных схемах. Одновременно удваиваются потери энергии (рассеяние тепла) на выпрямительных диодах, что ощутимо снижает КПД мощных низковольтных (на напряжение в несколько вольт) выпрямителей. Частично этот недостаток может быть преодолён за счет использования диодов Шоттки с малым падением напряжения. Также меньшими потерями энергии при мощном низковольтном выпрямлении обладает двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, в котором ток в каждом полупериоде протекает не через два, а через один диод.
• При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Конструкция

Внешний вид однокорпусных мостов

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

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

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

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

Маркировка

В СССР/России:

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

См. также

Ссылки

Примечания

1. ↑ Однополупериодным выпрямителем называется выпрямление с помощью 1 диода.

Какие диоды нужны для диодного моста. Наиболее важные характеристики диода, выпрямителя. Как правильно выбрать диод для диодного моста.

 

 

 

Тема: на какие параметры нужно обращать внимание при выборе диода для моста.

 

Диодный мост используется там, где есть необходимость в получении постоянного  тока из переменного. То есть, если взять самый обычный трансформаторный блок питания, то в его основных элементах будет присутствовать – понижающий трансформатор (с железным магнитопроводом), диодный выпрямительный мост, фильтрующий конденсатор (электролит относительно большой емкости). Силовой трансформатор из более высокого сетевого напряжения, величиной 220 вольт, делает более низкое (стандартными напряжениями являются 3, 5, 6, 9, 12, 24 вольта). Но, с выхода этого трансформатора выходит (так же как и входит) переменный ток. И для того, чтобы из переменного тока сделать постоянный, то есть его выпрямить, и используется диодный мост. Но, на выходе моста мы получим постоянный ток, который будет иметь форму скачков напряжения. Эти скачки сглаживаются фильтрующим конденсатором электролитом.

 

В этой теме давайт с Вами рассмотрим, как именно правильно подобрать диодный мост, и на какие основные и важные параметры, характеристики в первую очередь обращать внимание. Как известно, диодный мост состоит из четырёх одинаковых диодов, спаянных определенным образом (схема диодного моста). Для примера возьмём такой популярный диод, как 1N4007.

 

1 » Максимальный долговременный прямой ток.

 

Максимальный долговременный прямой ток – это одна из наиболее важных характеристик диода. К примеру, у диода (1N4007) этот ток равен 1 ампер. Это значит, что при температуре не выше 75 °С данный диод спокойно может через себя пропускать силу тока до 1 ампера без ущерба для себя (не получая тепловой или электрический пробой). Ток выше 1 ампера уже грозит увеличением вероятности пробоя и последующего выхода из строя (либо при сгорании он станет диэлектриком, то есть его внутреннее сопротивление уже будет бесконечно большим, или же после сгорания он, наоборот, станет проводником, у которого сопротивление станет очень малым). При выборе диодов для мостов и готовых диодных сборок мостов нужно делать некий запас по току. Например, Ваш блок питания должен выдавать на выходе максимальный ток 0,5 ампера, и поставив диодный мост на 1 ампер мы получим 50% запас по току, что обеспечивает на дополнительную защиту от случайных токовых перегрузок до 1 ампера. Это позволит обеспечить дополнительную надёжность работающего диодного моста в блоке питания.

 

 

 

 

2 » Максимальное обратное напряжение диодов в диодном мосте.

 

Максимальное обратное напряжение диодов – это та максимальная величина амплитудного напряжения, которое будет приложено к диоду при его обратном включении. Напомню, что обратное включение диода, это когда плюс источника питания подсоединяется к минусу (катоду) диода, а минус источника питания подсоединяется к плюсу диода (аноду). То есть, наоборот, плюс к минусу, а минус к плюсу. При этом подключении (обратном) диод находится в закрытом состоянии, его сопротивление бесконечно большое. Следовательно, максимальная амплитуда напряжения оседает на диоде. Максимальное обратное напряжение у нашего (к примеру взятого) диода 1N4007 равна 1000 вольтам (1кВ). Это значит, что диодный мост, собранный на таких диодах может выдерживать амплитудное переменное напряжение аж до 1000 вольт. Напряжение выше этого значения уже, как и в случае с током, увеличивает вероятность электрического пробоя диода, с последующим выходом его из строя. При подборе диода по этой характеристики также делайте некий запас (от 25% до 100%, а то и более). Хотя 1000 вольт это и так достаточно много!

 

3 » Максимальная рабочая частота диода.

 

Максимальная рабочая частота диода – это наиболее высокая частота, на которой диод (диодный выпрямительный мост) может работать не теряя свои номинальные характеристики, функционировать (переходить из закрытого состояния в открытое и обратно) с максимальный быстродействием, сохраняя свою надёжность. Наш диод серии 1N4007 имеет максимальную рабочую частоту 1 мГц. Это достаточно высокая частота. Работая в схеме обычного блока питания (запитываемого от сети с частотой 50 Гц) этих диодов более чем будет достаточно, касательно этой характеристики. И даже они нормально будут работать в схемах импульсных БП, где обычно используется частота около 10-18 кГц.

 

4 » Интервал рабочих температур диода.

 

Интервал рабочих температур диода, что будет работать в схеме диодного моста – это температурная характеристика диода. Она говорит о том, что в определённом диапазоне температур диод будет нормально работать, и его другие параметры останутся в рамках допустимого (поскольку температура полупроводника влияет на электрические характеристики, например изменением внутреннего сопротивления диода). У диода 1N4007 интервал рабочих температур лежит в пределах -65…+175°С. При очень низких температура вряд ли в быту Вы будете использовать диодный мост, а вот высокая температура легко может образоваться при прохождении большой величины тока. Причем, как известно, большинство диодов, и мостов сделаны из кремния. Кремний имеет свою критическую температуру, после которой он начинает необратимо разрушаться. Эта температура около 150-180°С. Работа диода на предельных температурах, это также не совсем хорошо. Нормальной температурой для работы полупроводников можно считать от 0 до 60 °С.

 

5 » Падение напряжения на диоде.

 

Падение напряжения на диоде – это то напряжение, которое присутствует на диоде при его прямом включении. Как я ранее говорил о обратном напряжении диода, так вот прямое включение диода, это когда плюс диода (его анод) подключен к плюсу источника питания, а минус диода (его катод) подключен к минусу источника питания. При таком подключении диод находится в открытом состоянии, через него нормально проходит ток. Но даже в открытом состоянии диод имеет своё некоторое внутреннее сопротивление, которое и вызывает определенное падение напряжения на этом диоде. К примеру на нашем диоде 1N4007 при токе в 1 ампер падение напряжения составляет около 1,1 вольта. В общем это самое падение напряжения у диодов из кремния лежит в пределах от 0,6 до 1,2 вольта. На это падение напряжения влияет и сила тока, которая проходит через этот диод. А в целом, чем меньше это самое падение напряжения на полупроводнике, тем меньшая мощность на нём оседает, тем меньше он будет грется, тем лучше (для некоторых схем очень важно, чтобы было как можно меньшее падение напряжения на диоде).

 

6 » Максимальный импульсный ток.

 

Этот пункт логичнее было указать вторым, но я его опустил по причине упорядочивания по важности характеристик диода. Итак, первым пунктом у нас было максимальный долговременный ток, то есть ток, величина которого постоянна во времени. Импульсный ток уже характеризует амплитудное значение силы тока. Во времени это ток может меняться, и в некоторые моменты времени быть равен нулю. Поэтому общая мощность, которая будет оседать на диоде при прохождении через него импульсного тока будет меньше, чем та, которая была бы при долговременном токе. К примеру, для диода 1N4007 при длительности импульса 3.8 мс величина тока равна 30 ампер. И тут мы видим ощутимую разницу. Если при длительном токе диод может выдерживать до 1 ампера, то при импульсном это значение увеличилось аж в 30 раз.

 

Видео по этой теме:

 

 

P.S. Это и были основные характеристики диодов, которые будут работать в диодном мосте, на которые нужно обращать внимание при выборе. Хотя если свести к еще большей простоте, то для обычных трансформаторных блоков питания важны две характеристики, это максимальный длительный ток и обратное напряжение (первый и второй пункт в моей статье). Все остальные параметры обычно у современных диодов достаточно велики и их более чем достаточно для всех диодных мостов, которые могут быть использованы для простых блоков питания.

МОП-транзисторы с Н-мостом

МОП-транзисторы с H-образным мостом Линия H-мостов MOSFET компании

Diodes Incorporated оптимизирует конструкцию цепей управления двигателями постоянного тока и инверторов. Благодаря упрощенной конструкции, один H-мост Diodes MOSFET может заменить два двойных SO, уменьшая: площадь печатной платы на 50%, количество компонентов и площадь печатной платы, а также общую стоимость.

Ориентируясь на клиента, компания Diodes создала обширный портфель полевых МОП-транзисторов, от малосигнальных до силовых.Семейство H-Bridge предлагает продукты с одинарным, двойным, дополнительным и H-образным мостом (Quad), которые заменяют 4 одиночных МОП-транзистора в один корпус SO-8 для управления индуктивными катушками, как в двигателях постоянного тока

. {{/если}} Мин. {{else}}

НЕТ

{{/если}}

{{#each facet_items}} {{> ‘шаблон-диапазон-слайдер’}} {{/ each}}

{{/если}} {{#if facets [i].FieldType! = ‘Диапазон’ &&! Facet_items.isBoolean && (facet_items.length || unified_facet_results || facets [i] .Title == ‘Part Number’)}} {{/если}} {{/ each}} {{#if have_boolean_facet ()}} {{/если}}

{{{Facets [i] .DisplayTitle? facets [i] .DisplayTitle: facets [i] .Title}}} {{#if facet_items [0] .chosen}} {{#each facet_items: j}} : {{значение}} {{/ each}} {{/если}} {{#if facets [i].FieldType == ‘SearchFilter’}} {{else}} {{#each facet_items: j}} {{> facet_item}} {{/ each}} {{/если}}

{{#each facet_lists}} {{#if this.facet_items.isBoolean}} {{#each facet_items}} {{> facet_item}} {{/ each}} {{/если}} {{/ each}}

Мост Уитстона: ПРИНЦИП РАБОТЫ И ПРИМЕНЕНИЕ

Мост Уитстона был изобретен Сэмюэлем Хантером Кристи в 1833 году, а затем импровизирован
сэром Чарльзом Уитстоном в 1843 году, после чего он стал популярным.

Мост Уитстона — это электрическая цепь, используемая для измерения неизвестного значения сопротивления путем поддержания баланса между двумя ветвями мостовой схемы. Основным преимуществом использования моста Уитстона является его точность определения неизвестного значения (электрического сопротивления) по сравнению с такими приборами, как простой делитель напряжения.

Строительство моста Уитстона

Мост

Уитстона спроектирован в виде конструкции типа моста, имеющей четыре сопротивления, три известных и одно неизвестное.

Здесь R1, R2 — известные сопротивления, R3 — переменное (регулируемое), а R2 — это сопротивление, которое необходимо измерить. Помимо сопротивления, между точками C и B подключен вольтметр, а между точками A и D подключен источник постоянного тока.

Принцип работы моста Уитстона

Как объяснялось выше, в мосте Уитстона R1, R2 и R3 — это сопротивления известного значения, а сопротивление R2 — это сопротивление, которое необходимо регулировать до тех пор, пока через гальванометр V не перестанет течь ток.

Это состояние, при котором ток через гальванометр равен нулю и, таким образом, напряжение между двумя средними точками B и C также становится равным нулю, называется сбалансированным состоянием невесты моста Уитстона.

Следовательно, отношение двух сопротивлений в одной ветви (R1 / R2) равно отношению двух других сопротивлений в другой ветви (Rx / R3). Если каким-то образом мост неуравновешен, направление тока указывает, слишком ли высокий или слишком низкий R2.

В состоянии балансировки моста,

R 2 / R 1 = R x / R 3

и, следовательно, Rx = R 3 * (R 2 / R 1) можно легко измерить.

Это обнаружение нулевого тока в гальванометре может быть выполнено с высокой точностью, таким образом, если R1, R2 и R3 известны с высокой точностью, то измерение Rx также будет иметь высокую точность. Кроме того, даже небольшое изменение значения Rx нарушит баланс и может быть легко обнаружено. В качестве альтернативы, если R2 не изменяется, то для расчета Rx можно использовать разность напряжений или ток, протекающий через измеритель. Этот метод является более быстрым для измерения неизвестного сопротивления моста Уитстона.

Пример моста Уитстона

Рассмотрим схему, показанную выше, где мост Уитстона находится в несбалансированном состоянии и выводит напряжение на C & amp; D и значение R 4 должны быть измерены для состояния сбалансированного моста.

Теперь по закону деления напряжения,

Vc = (R2 / (R1 + R2)) * против

Положим R2 = 12 Ом, R2 = 8 Ом, Vs = 10 В

В = (12 / (8 + 12)) * 10
= 6 вольт

Во втором плече, применяя закон деления напряжения,

Vd = (R4 / (R3 + R4)) * против

V2 = (16 / (48 + 16)) * 10
= 2.5 вольт

Напряжение между точками C & amp; D можно рассчитать как

Vcd = Vc — Vd

Vout = 6 — 2,5 = 3,5 вольт.

Теперь, чтобы рассчитать R 4, состояние сбалансированного моста можно измерить как R4 = (R3 / R1) * R2 = 72 Ом.

Итак, здесь мы можем заключить, что мост Уитстона действует как сеть с 2 портами, имеющая 2 входа (A и B) и 2 выхода (C и D). Также, если напряжение на выходной клемме равно 0 вольт, тогда мост называется сбалансированным, а в несбалансированном состоянии напряжение может иметь любое значение (положительное или отрицательное) в зависимости от параметров схемы.

Применение моста Уитстона

Измерение деформации

Обычно для измерения деформации используются тензодатчики, сопротивление которых изменяется пропорционально деформации, присутствующей в устройстве. Практически сопротивление тензодатчика составляет от 30 Ом до 300 Ом. Поскольку изменение сопротивления может составлять лишь часть полной шкалы, требуется высокоточный и точный измерительный прибор
, и мост Уитстона идеально подходит для этого.

В этом приложении неизвестное сопротивление заменяется тензодатчиком. Здесь R1 и R3 имеют одинаковое значение, а R2 — переменное. Теперь, не прилагая усилия к тензодатчику, реостат изменяют до тех пор, пока вольтметр не покажет нулевое отклонение. Это указывало на то, что мост уравновешен и, следовательно, не натягивается датчик.

Схема светового извещателя

Это одно из самых простых применений моста Уитстона с использованием фоторезистивного устройства.На место неизвестного резистора в мосте Уитстона помещается светозависимый резистор. LDR, который представляет собой пассивный резистивный датчик, используется для преобразования уровней видимого света в изменение сопротивления, а затем в напряжение. LDR имеет сопротивление около 900 Ом в темном свете (при интенсивности света 100 люкс) и менее 30 Ом при ярком свете.

Следовательно, подключение резистора, зависящего от света, в мосте Уитстона может помочь в измерении и мониторинге изменений уровня освещенности.

Мост Уитстона основан на концепции разностного измерения, которое может быть очень точным.

Некоторые варианты моста Уитстона могут использоваться для измерения емкости, индуктивности, импеданса и т. Д. Некоторые другие приложения могут быть следующими:

• Детектор света с мостом Уитстона
• Измерение освещенности с помощью фоторезистивного устройства (резистор, зависимый от света, заменяет один из резисторов)
• Измерение деформации с помощью моста (тензодатчик используется вместо переменного резистора)
• Он также используется для измерения механических и электрических величин.
• Цепь используется для измерения изменений давления.
• Используется в термометрах для измерения температуры с высокой точностью.

Ограничения моста Уитстона

• Восприимчивости к сильному постоянному току нет.
• В несбалансированном состоянии показания могут быть неточными.

• Сопротивление, измеренное мостом Уитстона, колеблется от «нескольких» Ом до «мегам»

• С помощью приложенного напряжения (ЭДС) можно увеличить верхний диапазон моста, в то время как нижний диапазон можно ограничить, подключив провод к зажиму.

Теперь, если мы суммируем все, что мы изучили до сих пор, мы можем сказать, что мост Уитстона является наиболее распространенной и простой мостовой сетью для определения сопротивления. Благодаря способности измерять точные изменения, они в основном используются для датчиков, где изменение сопротивления преобразуется в изменение напряжения (для преобразователя).

Комбинация операционного усилителя и моста Уитстона широко используется в промышленности для различных датчиков и преобразователей.Также, как было сказано ранее, любые изменения в таких величинах, как температура, li

Мост Уитстона — принцип, вывод и применение

×

Извините !, эта страница сейчас недоступна для добавления в закладки.

Что такое мост Уитстона?

СМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ

Мост Уитстона — это установка для измерения неизвестного сопротивления.Мост Уитстона имеет четыре плеча (резистора), и соотношение двух резисторов поддерживается на фиксированном уровне. Два других плеча сбалансированы, одно из которых представляет собой неизвестный резистор, тогда как сопротивление другого плеча можно изменять. Неизвестное сопротивление вычисляется с использованием условия балансировки или нуля. Схема моста Уитстона дает очень точное измерение сопротивления. Для цепей переменного тока используются различные модификации моста Уитстона. Некоторые инструменты, основанные на принципе моста Уитстона, — это метровый мост, мост Кэри Фостера, мост Вина и т. Д.

Принцип моста Уитстона

Схема моста Уитстона показана на рисунке выше. Четыре резистора P, Q, S, R расположены в виде четырехугольника ABCD. Точки A и B подключены к батарее E через ключ \ [K_ {1} \]. Точки B и D подключены к гальванометру G через ключ \ [K_ {2} \].

Сопротивления выбраны таким образом, чтобы стрелка гальванометра не отклоняла ток \ [I_ {G} \].