Самодельный диод — детектор для детекторного приемника.
Самодельный диод – детектор для детекторного приемника можно сделать своими руками. Самодельный графитовый детектор из лезвия, самодельный детектор из серы и свинца — галенит (сульфид свинца) PbS, купруксный диод и многие другие детекторные пары часто описываются в старой литературе 20х – 50х годов прошлого века. Но эти описания почему-то всегда заканчиваются рисунками художника, а не фотографиями реального самодельного детекторного диода. Эти же столетние описания детекторов с рисунками, как под копирку, даже сегодня дрейфуют с сайта на сайт. А вот реальных современных фотографий и описаний самодельных детекторных диодов практически нет. А хотелось бы это увидеть вживую, — работающий самодельный детектор и описание его настройки на реальном детекторном приемнике. Но сейчас радиолюбители редко делают самодельные диоды. Оно и понятно – кто захочет возиться с аматорскими ретро-радио технологиями столетней давности.
Ведь сегодня запросто можно найти детекторный диод на любой помойке. Но я таки хочу «перенестись» в начало 20-го века и ради спортивного интереса опробовать разные технологии изготовления самодельных детекторных диодов для детекторного приемника.
«Громкость» самодельных детекторов.
Для экспериментов с самодельными детекторными диодами обязательно нужен УНЧ. В детстве я однажды уже пытался изготовить самодельный детектор из лезвия и графита, но у меня ничего не получилось. Тогда я просто не смог расслышать сигнал на ТОН-2. Самодельный детектор выдает слабый сигнал, по тому, что детекторная пара часто имеет большую площадь контакта и пропускает прямой и обратный ток в оба направления почти одинаково — лишь с небольшой разницей в сопротивлении. То есть прямое и обратное сопротивление рандомного детекторного перехода может отличаться всего лишь на несколько десятков Ом. По этому, выходной сигнал такого детектора будет очень слабым, чтоб его принять — нужен УНЧ.
Я в своих опытах с самодельными детекторами буду использовать вот такой усилитель низкой частоты.
Самодельные детекторы:
В таблице ниже я постепенно буду приводить информацию по самодельным детекторам (детекторным парам) с которыми я буду иметь дело, а так же буду описывать опыт их изготовления и использования. То есть таблица будет расти по мере проведения новых экспериментов.
Таблица «Самодельные детекторы».
Графитовый детектор из карандаша и лезвия.
Простейший детектор из карандаша и лезвия. При практическом использовании не так уж и легко заставить его работать. В таком виде графитовый детектор имеет право на жизнь лишь как наглядное пособие, но не как детектор для реального детекторного приемника. Да, он что-то там иногда детектирует, но работа его капризна и очень непостоянна. Подробнее… |
Механический графитовый детектор.
Механический графитовый детектор более стабилен в работе. Это собственно тот же простой графитовый детектор из карандаша и лезвия, но с механической регулировкой подвода карандаша к лезвию. Этот самодельный детектор уже можно использовать в реальном детекторном приемнике. Подробнее… |
Детектор из кухонной металлической мочалки.
Я случайно нашел интересный детектор для детекторного радиоприемника – металлическая сетка для чистки кухонных кастрюль. Достаточно ткнуть карандашом в такую металлическую мочалку, как появляется довольно устойчивое детектирование. Подробнее… |
Галеновый детектор.
Один из первый детекторов для детекторного приемника. Интересен чисто исторически, как массовый самодельный полупроводник. Кристалл галена выплавляется в домашних условиях из свинца и серы в пробирке. Обладает хорошими детектирующими свойствами для самодельного детектора. Подробнее… |
Детектор из халькопирита.
Халькопирит — природный ископаемый минерал с формулой CuFeS2 (медный колчедан). Добывается в шахтах на значительной глубине. Поверхности обладают полупроводниковыми свойствами, хотя сам минерал больше является проводником нежели полупроводником. Подробнее… |
Пиритовый детектор.Пиритовый детектор — детектор из пирита. Пирит известен как природный минерал (дисульфит железа, серный колчедан, железный колчедан). Добывается в шахтах. Но его можно изготовить и в домашних условиях спеканием в пробирке металлических опилок и серы. Формула — FeS2. Пиритовый детектор использовался радиолюбителями на ряду с галеновым детектором, на заре радио в начале 20-х годов 20 века. Подробнее… |
Самодельный кремниевый диод.Самодельный кремниевый диод для детекторного приемника можно сделать из швейной иглы и кусочка кремниевой подложки микросхемы, предварительно распотрошив её. Подробнее… |
Такой самодельный кремниевый детектор обладает хорошей устойчивостью и чувствительностью. При этом состоит из доступных материалов.
Другие статьи по теме Детекторный радиоприем:
Детекторный радиоприемник в двадцать первом веке.
Как сделать простой детекторный приемник своими руками.
Детекторный приемник с ферритовым вариометром.
Детекторный приемник в добротном деревянном корпусе.
Высокоомные наушники для детекторного приемника.
Проклятие детекторного приемника.
Усилитель для детекторного приемника 3 вольта.
Самодельные детекторные диоды и детекторные материалы
Я и Диод. © yaidiod.ru.
Самодельный светодиод из карбида кремния / Хабр
Эта статья описывает процесс создания работающего самодельного светодиода.
Долгое время я думал, что создание активных электронных компонентов самому c нуля — неосуществимая задумка. Как же я ошибался. Галеновый (из сульфида свинца PbS. —
) диодный детектор относится к эпохе зарождения радио. Светодиод появился примерно в то же время. Это моя первая (на самом деле вторая, после галена) попытка создания полупроводника.
Все, что вам нужно, это немного деталей, которые есть в каждом доме, а также несколько кусочков карбида кремния (SiC). Карбид кремния можно купить задешево на Ebay. Маленького кусочка хватит на десяток светодиодов.
Прежде всего нужно выбрать правильный кристалл SiC для ваших светодиодов. Возьмите карбид кремния и аккуратно разломите его на кусочки, настолько мелкие, чтобы брать их можно было только пинцетом. Найдите металлическую поверхность и положите на нее несколько таких кусочков. Соедините металл с положительным полюсом источника постоянного напряжения 10-15 В. К отрицательному полюсу источника подключите иглу.
После того, как вы найдете годный кристалл, его нужно где-то зафиксировать неподвижно. Для этой цели я взял гвоздь с широкой шляпкой. Также он служит хорошим теплоотводом.
Положите на шляпку гвоздя припоя и расплавьте его паяльником. Пока припой жидкий, положите в него пинцетом кристаллик SiC, убедившись, что сторона кристалла, которая будет излучать свет, находилась сверху. Можно слегка утопить кристалл, чтобы припой обхватил его со всех сторон. После того, как вы уберете паяльник, и припой застынет, кристалл будет надежно зафиксирован. Если не получилось, можно повторить процесс еще и еще раз, карбид кремния не реагирует с припоем.
Теперь нужно сделать точечный контакт. Возьмите булавку и обмотайте вокруг нее проволоку. Я взял ногу от 0,25-ваттного резистора. Припаяйте проволоку к булавке и откусите лишнее, как показано на рисунке.
Cделайте на проволоке петлю, чтобы она пружинила, и припаяйте ее конец к второму гвоздю, закрепленному рядом с первым, на котором находится кристалл. Вся конструкция должна быть расположена так, как показано на рисунке ниже:
У меня два гвоздя просто впаяны в макетную плату, но я рекомендую укрепить конструкцию еще парой отрезков металла.
И наконец, нужно осторожно подогнуть пружину так, чтобы острие упиралось в ту область кристалла, которая излучает свет.
Лучшая рабочая точка для этого светодиода лежит в районе 9 вольт. При этом светодиод потребляет примерно 25 мА. При таких параметрах свечение достаточно яркое, а светодиод не перегревается. Чтобы убедиться, что получился именно диод, я инвертировал полярность источника питания, и никакого свечения, естественно, не получил.
Чтобы показать, что процесс можно повторить много раз с тем же результатом, я сделал второй светодиод. Результат получился в точности такой же. Второй светодиод я собрал всего за 10 минут.
Изготовление светодиодов описанным способом действительно простое и дешевое. Тем не менее, если вы предложите более надежный и простой способ, я буду рад его попробовать.
Страница 4 из 5 Рис.1. Изготовление конденастора колебательно контура. Но одной катушки колебательного контура не достаточно. Необходимы также и конденсаторы колебательно контура. Без них настройка нашего детекторного радиоприемника стала бы невозможной. Пусть название этих элементов не ввергает вас в анафилактический шок: изготовить их самостоятельно вполне просто. Для изготовления понадобиться фольга и материал, который выполнит функцию изолятора. Фольгу можете использовать из под конфет, шоколада и прочего. Она достаточно гибкая, что будет нам весьма на руку. В качестве изоляционного материала для изготовления конденсаторов можете использовать полиэтиленовые пакеты, кальку, сухую писчую бумагу и др. Еще необходимый элемент для нашей конструкции – полупроводниковый диод. Его без проблем можно найти в платах радиоприемниках, телевизоров, магнитофонах. Конечно, его находка значительно облегчит нам жизнь: избавит нас от необходимости делать диод самостоятельно, да и работать заводской элемент будет все же гораздо лучше, чем самодельный вариант. Диод, как правило, находится в стеклянном корпусе. Сам корпус имеет маркировочные полосы. Для нас окраска и количество полос не имеют никакого принципиального значения: нам подойдет любой. Фото 1. Самостоятельное изготовление детектора (полупровдникового диода).
|
Как изготовить конденсатор показано на рисунке, и это весьма просто. Изготовленные конденсаторы будут использоваться в схеме колебательного контура. Лучше всего изготовить их штук 7 разной емкостью, начиная от 100 пикофарад и до 700 пикофарад. Именно их мы будем поочередно подключать к катушке, тем самым осуществляя переход на определенную радиочастоту. Кроме того, нужен будет еще один конденсатор самой большой емкости (3 000 пикофарад) – блокировочный, который будет подключен к головному телефону.
Схема последовательного соединения диодов, Высоковольтный диод из нескольких своими руками
Рассмотрим принцип создания и сборки высоковольтного диода своими руками, с этой задачей справится даже начинающий радиолюбитель.
Для того, чтобы сделать высоковольтный диод, возьмем два или три диода, которые подключим последовательно. Однако даже начинающий радиолюбитель знает, что в этом случае напряжение распределится между всеми диодами. Так же не все могут знать, что если берем совершенно одинаковые по маркировке диоды, как не странно, их параметры могут отличаться и при чем существенно. Это станет сильно заметно при увеличении температуры, что параметр обратного сопротивления диодов разное!
Именно поэтому, каждый радиолюбитель должен знать: при последовательном подключении нескольких диодов приложенное напряжение будет падать на диоде, который обладает наибольшим обратным сопративлением (т.е наименьшим обратным током) и в этом случае велика вероятность, что напряжение превысит предельно допустимые значения. Отдельно отметим, что самый слабый диод в этой цепочке будет находиться в наиболее щадящих условиях, так как имеет наименьшее значение обратного сопротивления, в то время как наиболее мощный диод будет находиться в обратных условиях- т.
е наихудших.
Для того, чтобы избежать перегрузок и стабилизировать условия в цепь подключают параллельно друг другу балластные резисторы.
Формула расчета сопротивления шунтирующих резисторов
Где в формуле: Uобр.max — максимальное рабочее напряжение диода, Iобр.max — максимальный обратный ток диода.
Шунтирующее сопротивление должно быть в 10 раз меньше обратного сопротивления диода.
Каждый радиолюбитель теперь должен понимать, что при одинаковых номинальных значениях шунтирующих сопротивлений, на всех диодах будут одинаковы и обратные напряжения. Они не будут зависеть от разных параметров обратного сопротивления диодов.
Похожие радиосхемы и статьи:Как из обычного диода сделать фотодиод
На самом деле различия между обычным диодов, который используется для выпрямления напряжения, и фотодиодом, регистрирующим световые излучения весьма небольшие. У них примерно один кристал, с одним и тем же принципом работы. Фотодиод также способен выпрямлять напряжение, а обычный диод вполне может регистрировать световые излучения, но для этого его необходимо немного доработать.
Понадобятся следующие детали
Как переделать диод в фотодиод своими руками
Чтобы переделать диод в фотодиод, необходимо удалить оболочку светозащитного корпуса. Для этого берем кусачки и откусываем часть корпуса у диода.
Вот и все. Теперь непрозрачная оболочка не блокирует свет и он спокойно может достигнуть кристала прибора.
Проверка самодельного фотодиода простой схемой
Чтобы проверить работу фотодиода соберем простую схему.
Спаиваем транзисторы в один составной. Эмиттер одного транзистора припаиваем к базе другого.
Припаиваем резистор между коллектором и базой транзистора.
Припаиваем фотодиод между базой и коллектором транзисторов.
Индикатором работы будет служить светодиод. Припаиваем его в схему.
Подаем на схему питание 9 Вольт.
Как видите, светодиод светится, так как через резистор на базу транзистора подается напряжение способное открыть оба транзистора.
Но стоит освятить фотодиод светом, как светодиод тухнет.
Так как сопротивление фотодиода уменьшается и транзисторы закрываются.Конечно, чувствительность самодельного фотодиода крайне мала, но вполне достаточна, чтобы сделать, скажем, самодельный оптрон или применить его в других целях. Кстати, чувствительность у него в инфракрасном диапазоне немного лучше.
Смотрите видео
Также вам должна понравиться статья: 2 мигалки на 220 В без транзисторов
Самодельные выпрямители на 12 вольт. Диодный мост
Мост бывает через реку, через овраг, а также через дорогу. Но приходилось ли Вам слышать словосочетание «диодный мост»? Что за такой мост? А вот на этот вопрос мы с вами попробуем найти ответ.
Словосочетание «диодный мост» образуется от слова «диод». Получается, диодный мост должен состоять из диодов. Но если в диодном мосту есть диоды, значит, в одном направлении диод будет пропускать электрический ток, а в другом нет. Это свойство диодов мы использовали, чтобы определить их работоспособность. Кто не помнит, как мы это делали, тогда вам сюда . Поэтому мост из диодов используется, чтобы из переменного напряжение получать постоянное напряжение.
А вот и схема диодного моста:
Иногда в схемах его обозначают и так:
Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Но чтобы схемка диодного моста заработала, мы должны правильно соединить диоды, и правильно подать на них переменное напряжение. Слева мы видим два значка «~». На эти два вывода мы подаем переменное напряжение, а снимаем постоянное напряжение с других двух выводов: с плюса и минуса.
Для того, чтобы превратить переменное напряжение в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно.
Давайте рассмотрим рисунок:
Переменное напряжение изменяется со временем. Диод пропускает через себя напряжение только тогда, когда напряжение выше нуля, когда же оно становится ниже нуля, диод запирается. Думаю все элементарно и просто. Диод срезает отрицательную полуволну, оставляя только положительную полуволну,
Чтобы исправить эту ситуацию, была разработана схемка диодного моста. Диодный мост «переворачивает» отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну. Тем самым мощность у нас сохраняется. Прекрасно не правда ли?
На выходе диодного моста у нас появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в два раза больше, чем частота сети: 100 Гц.
Думаю, не надо писать, как работает схема, Вам все равно это не пригодится, главное запомнить, куда цепляется переменное напряжение, а откуда выходит постоянное пульсирующее напряжение.
Давайте же на практике рассмотрим, как работает диод и диодный мост.
Для начала возьмем диод.
Я его выпаял из блока питания компа. Катод можно легко узнать по полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.
Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий трансформатор, который из 220 Вольт трансформирует 12 Вольт. Кто не знает как он это делает, можете прочитать статью устройство трансформатора .
На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной снимаем 12 Вольт. Мультик показывает чуть больше, так как ко вторичной обмотке не подцеплена никакая нагрузка. Трансформатор работает на так называемом «холостом ходу».
Давайте же расмотрим осциллограмму, которая идет со вторичной обмотки транса. Максимальную амплитуду напряжение нетрудно посчитать. Если не помните как расчитать, можно глянуть статейку Осциллограф. Основы эксплуатации . 3,3х5= 16.5В — это максимальное значение напряжения. А если разделить максимальное значение амплитуда на корень из двух, то получим где то 11.
8 Вольт. Это и есть действующее значение напряжения . Осцилл не врет, все ОК.
Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт — это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.
Припаяем к одному концу вторичной обмотки транса наш диод.
Цепляемся снова щупами осцилла
Смотрим на осцилл
А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Диод оставил только верхнюю часть, то есть та, которая положительная. А раз он срезал нижнюю часть, то он следовательно срезал и мощность.
Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост.
Цепляемся ко вторичной обмотке транса по схеме диодного моста.
С двух других концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупами осцилла и смотрим на осцилл.
Вот, теперь порядок, и мощность у нас никуда не пропала:-).
Чтобы не замарачиваться с диодами, разработчики все четыре диода вместили в один корпус.
В результате получился очень компактный и удобный диодный мост. Думаю, вы догадаетесь, где импортный, а где советский))).
А вот и советский:
А как Вы догадались? 🙂 Например, на советском диодном мосте, показаны контакты, на которые надо подавать переменное напряжение (значком » ~ «), и показаны контакты, с которых надо снимать постоянное пульсирующее напряжение («+» и «-«).
Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменке, а с двух других контактов снимаем показания на осцилл.
А вот и осциллограмма:
Значит импортный диодный мостик работает чики-пуки.
В заключении хотелось бы добавить, что диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая кушает напряжение из сети, будь то простой телевизор или даже зарядка для сотового телефона. Проверяются диодный мост исправностью всех его диодов.
Итак, дорогие мои, мы собрали нашу схемку и пришло время ее проверить, испытать и нарадоваться сему счастью.
На очереди у нас — подключение схемы к источнику питания. Приступим. На батарейках, аккумуляторах и прочих прибамбасах питания мы останавливаться не будем, перейдем сразу к сетевым источникам питания. Здесь рассмотрим существующие схемы выпрямления, как они работают и что умеют. Для опытов нам потребуется однофазное (дома из розетки) напряжение и соответствующие детальки. Трехфазные выпрямители используются в промышленности, мы их рассматривать также не будем. Вот электриками вырастете — тогда пожалуйста.
Источник питания состоит из нескольких самых важных деталей: Сетевой трансформатор — на схеме обозначается похожим как на рисунке,
Выпрямитель — его обозначение может быть различным. Выпрямитель состоит из одного, двух или четырех диодов, смотря какой выпрямитель. Сейчас будем разбираться.
а) — простой диод.
б) — диодный мост. Состоит из четырех диодов, включенных как на рисунке.
в) — тот же диодный мост, только для краткости нарисован попроще. Назначения контактов такие же, как у моста под буквой б).
Конденсатор фильтра. Эта штука неизменна и во времени, и в пространстве, обозначается так:
Обозначений у конденсатора много, столько же, сколько в мире систем обозначений. Но в общем они все похожи. Не запутаемся. И для понятности нарисуем нагрузку, обозначим ее как Rl — сопротивление нагрузки. Это и есть наша схема. Также будем обрисовывать контакты источника питания, к которым эту нагрузку мы будем подключать.
Далее — пара-тройка постулатов.
— Выходное напряжение определяется как Uпост = U*1.41. То есть если на обмотке мы имеем 10вольт переменного напряжения, то на конденсаторе и на нагрузке мы получим 14,1В. Примерно так.
— Под нагрузкой напряжение немного проседает, а насколько — зависит от конструкции трансформатора, его мощности и емкости конденсатора.
— Выпрямительные диоды должны быть на ток в 1,5-2 раза больше необходимого. Для запаса. Если диод предназначен для установки на радиатор (с гайкой или отверстие под болт), то на токе более 2-3А его нужно ставить на радиатор.
Так же напомню, что же такое двуполярное напряжение. Если кто-то подзабыл. Берем две батарейки и соединяем их последовательно. Среднюю точку, то есть точку соединения батареек, назовем общей точкой. В народе она известна так же как масса, земля, корпус, общий провод. Буржуи ее называют GND (ground — земля), часто ее обозначают как 0V (ноль вольт). К этому проводу подключаются вольтметры и осциллографы, относительно нее на схемы подаются входные сигналы и снимаются выходные. Потому и название ее — общий провод. Так вот, если подключим тестер черным проводом в эту точку и будем мерить напряжение на батарейках, то на одной батарейке тестер покажет плюс1,5вольта, а на другой — минус1,5вольта. Вот это напряжение +/-1,5В и называется двуполярным. Обе полярности, то есть и плюс, и минус, обязательно должны быть равными. То есть +/-12, +/-36В, +/-50 и т.д. Признак двуполярного напряжения — если от схемы к блоку питания идут три провода (плюс, общий, минус). Но не всегда так — если мы видим, что схема питается напряжением +12 и -5, то такое питание называется двухуровневым, но проводов к блоку питания будет все равно три. Ну и если на схему идут целых четыре напряжения, например +/-15 и +/-36, то это питание назовем просто — двуполярным двухуровневым.
Ну а теперь к делу.
1. Мостовая схема выпрямления.
Самая распространенная схема. Позволяет получить однополярное напряжение с одной обмотки трансформатора. Схема обладает минимальными пульсациями напряжения и несложная в конструкции.
2. Однополупериодная схема.
Так же, как и мостовая, готовит нам однополярное напряжение с одной обмотки трансформатора. Разница лишь в том, что у этой схемы удвоенные пульсации по сравнению с мостовой, но один диод вместо четырех сильно упрощает схему. Используется при небольших токах нагрузки, и только с трансформатором, намного большим мощности нагрузки, т.к. такой выпрямитель вызывает одностороннее перемагничивание трансформатора.
3. Двухполупериодная со средней точкой.
Два диода и две обмотки (или одна обмотка со средней точкой) будут питать нас малопульсирующим напряжением, плюс ко всему мы получим меньшие потери в сравнении с мостовой схемой, потому что у нас 2 диода вместо четырех.
4. Мостовая схема двуполярного выпрямителя.
Для многих — наболевшая тема. У нас есть две обмотки (или одна со средней точкой), мы с них снимаем два одинаковых напряжения. Они будут равны, пульсации будут малыми, так как схема мостовая, напряжения на каждом конденсаторе считается как напряжение на каждой обмотке помножить на корень из двух — всё, как обычно. Провод от средней точки обмоток выравнивает напряжения на конденсаторах, если нагрузки по плюсу и по минусу будут разными.
5. Схема с удвоением напряжения.
Это две однополупериодные схемы, но с диодами, включенными по разному. Применяется, если нам надо получить удвоенное напряжение. Напряжение на каждом конденсаторе будет определяться по нашей формуле, а суммарное напряжение на них будет удвоенным. Как и у однополупериодной схемы, у этой так же большие пульсации. В ней можно усмотреть двуполярный выход — если среднюю точку конденсаторов назвать землей, то получается как в случае с батарейками, присмотритесь.
Но много мощности с такой схемы не снять.
6. Получение разнополярного напряжения из двух выпрямителей.
Совсем не обязательно, чтобы это были одинаковые блоки питания — они могут быть как разными по напряжению, так и разными по мощности. Например, если наша схема по +12вольтам потребляет 1А, а по -5вольтам — 0,5А, то нам и нужны два блока питания — +12В 1А и -5В 0,5А. Так же можно соединить два одинаковых выпрямителя, чтобы получить двуполярное напряжение, например, для питания усилителя.
7. Параллельное соединение одинаковых выпрямителей.
Оно нам дает то же самое напряжение, только с удвоенным током. Если мы соединим два выпрямителя, то у нас будет двойное увеличение тока, три — тройное и т.д.
Ну а если вам, дорогие мои, всё понятно, то задам, пожалуй, домашнее задание. Формула для расчета емкости конденсатора фильтра для двухполупериодного выпрямителя:
Для однополупериодного выпрямителя формула несколько отличается:
Двойка в знаменателе — число «тактов» выпрямления.
Для трехфазного выпрямителя в знаменателе будет стоять тройка.
Во всех формулах переменные обзываются так:
Cф — емкость конденсатора фильтра, мкФ
Ро — выходная мощность, Вт
U — выходное выпрямленное напряжение, В
f — частота переменного напряжения, Гц
dU — размах пульсаций, В
Для справки — допустимые пульсации:
Микрофонные усилители — 0,001…0,01%
Цифровая техника — пульсации 0,1…1%
Усилители мощности — пульсации нагруженного блока питания 1…10% в зависимости от качества усилителя.
Эти две формулы справедливы для выпрямителей напряжения частотой до 30кГц. На бОльших частотах электролитические конденсаторы теряют свою эффективность, и выпрямитель рассчитывается немного не так. Но это уже другая тема.
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. 1Название 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.
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.
Похожие записи:
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 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 аппаратов.
Как сделать диодный мост
Самодельный светодиод из карбида кремния хабрахабр » Радиоэлектроника
Эта статья обрисовывает процесс сотворения работающего самодельного светодиода. Длительное время я задумывался, что создание активных электрических компонент самому c нуля — невозможная задумка.
Как я ошибался. Галеновый (из сульфида свинца PbS. — Прим. перев.) диодный сенсор относится к эре зарождения радио. Светодиод появился приблизительно в то же время. Это моя 1-ая (по сути 2-ая, после галена) попытка сотворения полупроводника.
Все, что вам необходимо, это малость деталей, которые есть в каждом доме, также несколько кусочков карбида кремния (SiC). Карбид кремния можно приобрести задаром на Ebay. Малеханького куска хватит на десяток светодиодов.
Сначала необходимо избрать верный кристалл SiC для ваших светодиодов. Возьмите карбид кремния и аккуратненько разломите его на куски, так маленькие, чтоб брать их можно было только пинцетом. Найдите железную поверхность и положите на нее несколько таких кусочков. Соедините металл с положительным полюсом источника неизменного напряжения 10-15 В. К отрицательному полюсу источника подключите иглу. Придержите кусок карбида кремния пинцетом и удостоверьтесь, что он имеет неплохой контакт с металлом. Потом дотроньтесь до кристалла иглой и найдите место, которое довольно отлично сияет.
После того, как вы отыщите пригодный кристалл, его необходимо кое-где зафиксировать бездвижно. Для этой цели я взял гвоздь с широкой шляпкой. Также он служит неплохим теплоотводом.
Положите на шляпку гвоздя припоя и расплавьте его паяльничком. Пока припой водянистый, положите в него пинцетом кристаллик SiC, убедившись, что сторона кристалла, которая будет источать свет, находилась сверху. Можно немного утопить кристалл, чтоб припой обхватил его со всех боков. После того, как вы уберете паяльничек, и припой застынет, кристалл будет накрепко зафиксирован. Если не вышло, можно повторить процесс к тому же снова, карбид кремния не реагирует с припоем.
Сейчас необходимо сделать точечный контакт. Возьмите булавку и обмотайте вокруг нее проволоку. Я взял ногу от 0,25-ваттного резистора. Припаяйте проволоку к булавке и откусите избыточное, как показано на рисунке.
Cделайте на проволоке петлю, чтоб она пружинила, и припаяйте ее конец к второму гвоздю, закрепленному рядом с первым, на котором находится кристалл.
Вся конструкция должна быть размещена так, как показано на рисунке ниже:
У меня два гвоздя просто впаяны в макетную плату, но я рекомендую укрепить конструкцию еще парой отрезков металла.
И в конце концов, необходимо осторожно подогнуть пружину так, чтоб острие упиралось в ту область кристалла, которая испускает свет.
Наилучшая рабочая точка для этого светодиода лежит в районе 9 вольт. При всем этом светодиод потребляет приблизительно 25 мА. При таких параметрах свечение довольно колоритное, а светодиод не перегревается. Чтоб убедиться, что вышел конкретно диодик, я инвертировал полярность источника питания, и никакого свечения, естественно, не получил.
Чтоб показать, что процесс можно повторить много раз с этим же результатом, я сделал 2-ой светодиод. Итог вышел в точности таковой же. 2-ой светодиод я собрал всего за 10 минут.
Изготовка светодиодов описанным методом вправду обычное и доступное. Все же, если вы предложите более надежный и обычный метод, я буду рад его испытать.
Диоды часть 2: Самодельные алюминиевые диоды
опубликовано: 5 декабря 2016 г., понедельник
изменено: 16 апреля 2018 г., понедельник
автор: Hales
разметка: текстиль
Если вы обнаружите, что какой-либо текст высох, просто перейдите к картинкам
Раньше я рассказывал, как сделать медные диоды в домашних условиях. К сожалению, этот тип диодов почти такой же громоздкий и неудобный, как и детектор типа «кошка-и-ус». Это далеко не то, что позволило бы мне легко изготавливать диодные матрицы на печатной плате.
Традиционно мы считаем полупроводники очень дорогими и сложными в производстве. Кто мог нас винить? Все они производятся на дорогих фабриках с чистыми помещениями, на которых используется оборудование стоимостью в несколько миллионов долларов. Разогрев пиццы в одной из этих печей для чипсов — это промышленный саботаж. Как вы могли когда-либо надеяться приблизиться к такому уровню контроля и точности дома?
Выражаем особую благодарность всем, кто прокомментировал статью на Hackaday, посвященную моему последнему посту об этом.
Многие из вас предложили отличные идеи для исследования, и я пошел по нескольким из этих путей из-за вас.
Фон
Медные диоды выглядят тупиковыми
Все, что я читал до сих пор, предполагает, что медные диоды коммерчески производились путем нагрева меди примерно до температуры от 800 до 1000 градусов Цельсия. Это приведет к образованию пары оксидных слоев и химическому удалению нежелательного внешнего слоя.
Хотя я могу легко довести медь до этой температуры, довести ее до такой степени, пока она находится на какой-то плате или печатной плате, очень сложно. У меня под рукой не так много материалов, которые могут выдержать 1000 градусов, не говоря уже о тех, которые подходят в качестве основного материала, а также легко доступны другим людям.
Изучая медные диоды, я могу найти этот интересный документ:
ВЫПРАВИТЕЛЬ ОКСИДА МЕДИ
Томас Марк Кафф, технический факультет Темплского университета
«Удача иногда посещает глупца, но никогда не останавливается с ним».
Эта цитата предвещает зловещие предзнаменования.
В любом случае, этот документ охватывает некоторую историю медных диодов, включая некоторое обсуждение того, как медь, полученная из Чили, кажется, работает лучше. Но в историческом обзоре упоминаются «выпрямители мокрого типа»:
В простейшем виде выпрямитель мокрого типа состоял, например, из электролитической ячейки, состоящей из алюминиевой пластины и свинцовой пластины, погруженных в раствор воды и буры.Когда алюминиевый электрод был положительным (анод), кислород выделялся на его поверхности, вызывая утолщение пассивирующего слоя оксида алюминия (Al2O3), который из-за его изолирующей природы предотвращал прохождение любого тока; пассивирующий слой быстро растворялся, когда алюминиевый электрод был отрицательным (катодом), что позволяло току беспрепятственно проходить через ячейку. Именно этот рост и растворение изоляционного слоя оксида алюминия привели к выпрямлению в выпрямителях мокрого типа.
Итак, диверсия начинается.
Конденсаторы электролитические
Продолжение абзаца:
Хотя выпрямителей мокрого типа давно нет, их прямые потомки все еще с нами: алюминиевые электролитические конденсаторы, правильное функционирование которых зависит от электролитически «сформированного» изоляционного слоя оксида алюминия на их пластинах. Эти конденсаторы, конечно, чувствительны к полярности, если подключить их в обратном направлении, пленка оксида алюминия растворится, что приведет к короткому замыканию и возможному разрушению конденсатора из-за перегрева в результате повышенного тока.
Действительно, в этом есть смысл.
Если вы используете электролитический конденсатор вперед: он медленно начинает блокировать ваш ток по мере зарядки. Крошечный электролитический конденсатор блокирует его практически сразу.
Если использовать электролитический конденсатор обратной стороной: похоже на короткое замыкание.
Если вы хотите использовать один в обоих направлениях: вы подключаете два последовательно в противоположных направлениях. Это делают «неполяризованные электролитические конденсаторы».
Разрыхлитель против пищевой соды
Некоторые источники предлагают использовать в качестве электролита пищевую соду или разрыхлитель вместо буры.
Мне кажется, что «пищевая сода» и «разрыхлитель» иногда используются как синонимы, а иногда означают разные вещи. Позже я покажу некоторые исследования их использования.
Когда я использую термины на этой странице:
- пищевая сода = бикарбонат натрия (основной)
- разрыхлитель = смесь бикарбоната соды и кислотного порошка (и, возможно, других вещей)
Изготовление и испытание
Конструкция, разделенная на бумагу
Для изготовления электролитического конденсатора (читай: выпрямителя) необходимо:
- алюминий
- электролит
- другой проводник с другой стороны
В идеале вы не хотите использовать алюминий на другой стороне, так как тогда ваше устройство будет развивать диодные характеристики в обоих направлениях.
Из того, что я читал, можно использовать большинство металлов. Я подозреваю, что настоящие производители алюминиевых конденсаторов используют разные металлы или, по крайней мере, разные алюминиевые сплавы с каждой стороны, но я могу ошибаться.
В моем случае я использовал:
Алюминий: Крошечная полоска алюминиевой фольги, отрезанная ножницами.
Электролит: Смешанные вместе вода и разрыхлитель. Я смочил в этом растворе небольшой кусочек бумажного полотенца и использовал его как для удержания электролита, так и для разделения двух металлов.
Другой проводник: медных контактных площадок на медной печатной плате.
Еще я смешал токопроводящий клей, используя порошкообразный графит и немного глины. Глина представляла собой простой белый керамогранит, но все должно было быть в порядке. Графит был из бутылки (вы можете получить его для смазки замков), но вы можете вместо этого потереть карандаш о напильник.
Используйте как можно больше графита и как можно меньше глины. Если в вашем миксе недостаточно графита, то ваши суставы будут измерять сотни килоомов.Я смог достать это до нескольких Комов области. Моя глина, даже будучи влажной, сама по себе имела очень плохую проводимость (что было полезно для пастообразных диодов, которые я покажу позже).
Сначала я подготовил контактные площадки на небольшой плате, покрытой медью, для включения диодов. Они были разделены линиями пропила ножовкой.
Затем я приступил к установке компонентов на эту печатную плату:
Здесь видны кусочки пропитанного бумажного полотенца и алюминиевые полоски. Я обнаружил, что установка алюминиевых полосок на полотенце приводит к плохому контакту / адгезии.Если вы сложите полотенце поверх алюминия, оно будет держаться намного лучше.
С другой стороны диода мне просто нужно было прикрепить алюминиевую фольгу к контактной площадке. Вот где появился токопроводящий клей:
Диод будет работать так, но чтобы он прослужил более короткое время, нужно остановить высыхание электролита.
Изначально я пробовал покрыть все горячим клеем:
К сожалению, это не сработало:
- Иногда я «притаскивал» части диода клеем, ломая их
- Я плохо поработал с герметизацией, так что диоды все равно засохли.
Мне нужно найти лучший способ сделать это.
Следующий шаг — «обработать» диод. Пропуская постоянный ток через диод в направлении, в котором он должен быть заблокирован, вы создаете слой оксида алюминия. По сути, вы предварительно заряжаете конденсатор. Это полезно для проверки того, работает ли диод — в идеале диод проходит предварительную обработку после включения в цепь.
Для этого шага я использовал резистор 36 В и 1 кОм. Вы помещаете положительный полюс вашего источника питания на сторону алюминия диода.
Наконец я подключил диоды к измерителю кривой. Я использовал схему из предыдущего поста. Если вы не понимаете эти следующие диаграммы, то эта страница поможет вам все объяснить.
Глядь:
5 В на горизонтальное деление, 5 мА на вертикальное деление. Как видите, напряжение включения составляло около 5 В, что намного выше, чем у обычных кремниевых 0,7-вольт.
К сожалению, это поведение быстро ухудшилось. Со временем напряжение обратного пробоя (видимое как небольшой поворот в правом конце графика выше) медленно перемещалось внутрь.Через несколько минут вы начнете видеть это:
Диод по-прежнему немного лучше смотрится вперед, чем назад, но менее чем в два раза, что не очень хорошо.
Когда через день диоды пришли в негодность (из-за высыхания) стянул горячий клей. Эта картинка напоминает мне, когда люди рвут микросхемы при снятии радиаторов:
Мне также не удалось использовать «пищевую соду» вместо «разрыхлителя». Диод не будет блокировать ток, и медь попадет в электролит:
Испытания электролитов
Что это вообще за разрыхлитель?
В Австралии ингредиенты всех пищевых продуктов указаны на их упаковке (за некоторыми исключениями, например, однокомпонентные продукты). Что немаловажно, они заказываются в зависимости от того, сколько используется в продукте.
Другими словами: этот разрыхлитель в основном сделан из рисовой муки. Время для расследования!
Тестирование различных электролитов
Процесс: попробуйте разные комбинации металлов и направления тока, посмотрите, какие электролиты блокируют ток (т. Е. Действуют как конденсатор / диод). Я снова использовал 36 В через резистор 1 кОм.
Мне не повезло с измерителем кривой в этих тестах: емкость была слишком большой, что давало мне такие кривые, которые приходилось мысленно усреднять, чтобы избавиться от петель:
Таким образом, похоже, что эти диоды слишком медленные, чтобы быть очень полезными при работе на частоте 50 Гц.YMMV, особенно с разными размерами диодов и нагрузками.
Я проверил все химические вещества, показанные на фотографии выше:
- только вода
- Соль поваренная
- рисовая мука
- разрыхлитель
- сода пищевая
- бура
Результаты показали, что разрыхлитель, сода и бура работают.
Соль действовала почти как короткое замыкание (по сравнению с резистором 1K), а все остальное было неинтересным.
Я пробовал использовать алюминий, медь и графит в качестве второй клеммы для всех этих электролитов.Использование графита или меди в качестве второго электрода привело к аналогичным результатам. Пузыри всегда исходили от отрицательного электрода, поэтому электролит (и, возможно, электрод) расходуется во время использования, что может вызвать проблемы позже.
Но почему пищевая сода внезапно сработала в этом тесте, а раньше — нет?
Я попытался повторить этот тест, смешав новую порцию воды и бикарбонатной соды.
Не удалось.
Я снова попробовал использовать «деионизированную» воду вместо водопроводной.Тот же результат.
Ток начнет падать, как если бы установка действовала как диод / конденсатор, но через короткое время он прекратится и снова начнет расти. Если я оставлю установку отключенной на несколько минут, она снова будет работать некоторое время, прежде чем выйдет из строя.
Оказывается, мне нужно смешать бикарбонат соды и воду, положить туда алюминий, а затем оставить на день. После этого, похоже, все работает хорошо. Я сделал это случайно в более ранних тестах, где это работало, и сегодня я подтвердил это снова.Я не уверен, что здесь происходит: возможно, другие мешающие материалы в воде медленно выпадают в осадок или иным образом ускользают / изменяются. Возможно, алюминий растворяется в электролите и насыщает его.
В любом случае, это то, что нужно попробовать, если у вас есть похожие проблемы.
Вставить диоды
Изготовление диодов с разделением на бумаге было сложным и подверженным ошибкам. Для этого требовался пинцет, и малейшее рукопожатие могло испортить диод.
В идеале мне нужно что-нибудь, на что можно будет «нанести» или «напечатать» диоды.Т.е. не требует громоздкой сборки.
Примерно так:
Белая паста представляет собой смесь глины и разрыхлителя. Серый цвет представляет собой смесь глины и алюминиевых опилок. Чтобы получить их, я потерла кусок алюминия о напильник. Красный — это просто изолента, чтобы сделать зазор шире (медные площадки отделены под ней, как и раньше).
Кривые производительности были аналогичны предыдущим и, казалось, не так легко деградировать, но общее сопротивление было намного выше.Я собираюсь исследовать их дальше, чтобы увидеть, смогу ли я заставить их работать лучше.
Также: эти диоды должны оставаться влажными для работы. Нанесение капли воды на сухую, кажется, действительно работает, но вы должны быть осторожны, чтобы не нанести слишком много воды (и не перекрыть медные прокладки).
Конечные ноты
Я не совсем уверен, что с этим делать. Я пошел намного дальше, чем ожидал. Хотя я точно не открыл для себя ничего нового, я добился определенных успехов в создании собственных методов производства.В ближайшее время надеюсь сделать диодную матрицу для управления 7-сегментным дисплеем. Было бы весело добиться этого.
Обязательно «почему бы тебе просто не купить диоды, они такие дешевые?». Потому что это не весело. И вы ничего нового не узнаете и ничего нового не откроете.
Развлекайтесь и пишите, если у вас есть какие-то мысли, идеи или если вы хотите что-то попробовать. В отличие от прошлого раза: для публикации не требуется вход в систему.
Описание простых диодных схем— Самодельные схемы схем
В этом посте мы узнаем, как использовать выпрямительные диоды для создания некоторых практичных и полезных электронных схем.
Диод — это самый простой полупроводниковый электронный компонент, который построен на одном полупроводниковом pn переходе. У него всего два вывода, которые называются анодом и катодом.
Диоды могут быть разных типов, например, выпрямительный диод, стабилитрон, диод Шоттки, туннельный диод, варактерный диод и т. Д.
Самым популярным среди вышеперечисленных типов диодов является выпрямительный диод, который широко используется почти во всех приложение, связанное с электронной схемой.Фактически, электронная схема может быть просто неполной и может не работать, если в нее не встроен выпрямительный диод.
Основные свойства выпрямительного диода следующие:
- Диод имеет два вывода, а именно анод и катод.
- В выпрямительном диоде вывод на стороне катода отмечен полосой времени,
- В выпрямительном диоде ток может течь только в одном направлении, то есть от анода к катоду. Ток не может течь наоборот.
- Это означает, что диод будет проводить только тогда, когда положительный постоянный ток подключен к аноду, а отрицательный постоянный ток приложен к катоду. Если полярность поменять, диод не будет проводить и будет блокировать ток.
- Благодаря этому свойству выпрямительные диоды обычно используются для выпрямления переменного тока в постоянный. Это означает, что когда на анод диода подается переменный ток, он позволяет только положительным полупериодам проходить на сторону катода и блокирует отрицательный цикл, и, таким образом, переменный ток выпрямляется в постоянный с помощью диода.
- Выпрямительный диод, являющийся полупроводниковым устройством, всегда будет создавать падение напряжения около 0,6 В на его анодных и катодных выводах. Это означает, что когда на анод подается напряжение, катод будет создавать напряжение, которое может быть на 0,6 В меньше, чем напряжение, приложенное к аноду.
Приложения Схемы
Как объяснялось в предыдущих разделах, диод является незаменимым компонентом, без которого практически невозможно построить электронную схему.
Хотя в большинстве схем диод играет менее важную роль, есть много приложений, где диоды работают как решающий компонент, и мы собираемся обсудить некоторые из этих схем применения, использующих диоды, в следующих параграфах.
Полуволновые и полноволновые выпрямители
Одно из основных применений диодов — источники питания. Источник питания переменного тока в постоянный может быть выполнен либо с помощью простого одиночного диода для формирования полуволнового источника питания переменного тока в постоянный, либо путем использования 4 диодов в конфигурации мостовой сети для создания двухполупериодной цепи источника питания переменного тока в постоянный. Эти два варианта можно увидеть на следующих схемах:
Из двух применений диода для источника питания полноволновая версия является более эффективной, поскольку она преобразует оба цикла переменного тока в постоянный, а версия с одним диодом. преобразует только половину волны переменного тока в постоянный ток.
Мостовой выпрямитель, подключенный к трансформатору и без фильтрующего конденсатора, может также использоваться в качестве источника стабильной частоты 100 Гц или генератора частоты 100 Гц.
Преобразователь 110 В переменного тока в 220 В постоянного тока
Этот преобразователь может быть очень удобен для управления оборудованием 220 В от источников 110 В. Два диода вместе с двумя высоковольтными конденсаторами сконфигурированы как удвоитель напряжения, который быстро преобразует выходное напряжение 110 В в выходное напряжение 220 В постоянного тока.
Однако, поскольку выходом является постоянный ток, это может быть схема применения диода, которая может использоваться только для приборов, которые могут работать как с переменным, так и с постоянным током, например, электробритвы, светодиодные лампы, нагреватели, электродвигатели, электрический утюг, пайка. железо и т. д.
Ионизатор воздуха
Вышеупомянутый удвоитель напряжения при расширении на многие другие ступени с использованием диодов и конденсаторов, образующих лестницу, в конечном итоге представляет собой очень специальное устройство, называемое схемой ионизатора воздуха.
Эта конфигурация в основном использует функцию выпрямления и блокировки диода, а также функцию умножения заряда конденсаторов, чтобы сформировать цепь генератора высокого отрицательного напряжения, которую можно использовать для очистки воздуха вокруг вас!
Для падения напряжения
Как обсуждалось в предыдущих разделах, выпрямительный диод упадет примерно на 0.6В при прохождении через него напряжения. Эта функция может использоваться для получения меньшего напряжения от более высоких источников.
Например, если от источника 5 В требуется 3,3 В, этого легко добиться, добавив несколько последовательных выпрямительных диодов на выходе источника 5 В. Поскольку каждый диод падает примерно на 0,6 В, это означает, что 2 диодов будет достаточно для получения необходимых 3,3 В от источника питания 5 В.
Зарядное устройство для солнечных батарей
Вышеупомянутая функция падения напряжения выпрямительного диода может быть применена для создания простейшего типа зарядного устройства для солнечной батареи, как показано ниже:
Здесь мы видим, что многие диоды используются последовательно для управления выходом из солнечная панель для соответствия напряжению зарядки аккумулятора.Диоды понижают напряжение солнечной панели ступенчато, так что уровни напряжения можно выбирать от низкого до высокого по мере того, как падает солнечный свет, тем самым гарантируя, что более высокие характеристики панели не вызывают никаких проблем, и что она совместима с любым желаемым. аккумулятор, просто переключив несколько выпрямительных диодов последовательно.
Схема простого тестера транзисторных диодов
В этом посте мы узнаем, как сделать простую, но эффективную схему тестера транзисторов / диодов, которая не только проверит качество BJT, но также поможет определить, является ли он NPN или PNP.Схема была разработана и внесена г-ном Генри Боуменом.
Работа цепи
Ссылаясь на принципиальную схему тестера транзисторов, когда таймер 555 слева выдает положительный импульс, он запускает таймер справа, чтобы выдать отрицательный импульс, и наоборот.
Это означает, что когда выход на выводе 3 левого 555 становится высоким, выходной контакт 3 правого 555 становится низким.
Когда выходной контакт 3 левой стороны 555 переходит в низкий уровень, правый контакт 555 555 переходит в высокий уровень.Выходной сигнал правой стороны 555 всегда будет иметь полярность, противоположную полярности импульса 555 левой стороны.
Это похоже на схему триггера. У вас есть положительное и отрицательное продолжающееся реверсирование, которое применяется непосредственно к эмиттеру и коллектору через центральный отвод трансформатора.
Первый 555 устанавливает частоту импульсов примерно 1,5 секунды в положении 2. Некоторые тестеры транзисторов требуют использования переключателя DPDT для изменения полярности в зависимости от транзисторов типа NPN или PNP.
Моя конструкция исключает переключатель. База получает часть напряжения коллектора через VR2 и резистор R7. Колебания будут возникать, если транзистор исправен и загорится соответствующий светодиод.
Если транзистор закорочен, загорятся как led2, так и led3, и колебания не возникнут. Чтобы проверить диод, подключите его к выводам E и C. Установите селекторный переключатель в положение 1. Переключение полярности происходит намного быстрее в положении 1. Не имеет значения, каким образом вы подключаете диод.
Если диод исправен, загорится только светодиод 2 или светодиод 3, но не оба. Если диод закорочен, светодиоды горят.
Я тестировал некоторые силовые транзисторы с этой схемой, например, 2N3055. Некоторые силовые транзисторы имеют внутренний ограничивающий диод, например те, которые используются в обратноходовых трансформаторах для телевизоров.
Эти транзисторы зажигают оба светодиода, когда они действительно исправны. Избегайте использования в этой цепи напряжения выше 9 В. Использование 12 вольт может вызвать «лавинный эффект» некоторых транзисторов и закоротить их.
Вы можете выбрать положение 3, когда транзистор колеблется, и он остановит изменение полярности, чтобы вы могли регулировать высоту колебаний и настройки усиления. S3 выбирает выход динамика или измерителя. D1 пропускает через счетчик только постоянный ток.
Также в зависимости от того, какой тип измерителя используется, может потребоваться последовательно подключенный потенциометр для предотвращения отклонения полной шкалы. На самом деле я использовал полноразмерный измеритель на 50 милливольт вместо миллиамперметра, но подойдет любой из них.
Принципиальная схема тестера транзисторных диодов
Разработано: Mr.Генри БоуманНа следующем изображении показан законченный прототип схемы тестера транзисторных диодов, созданный г-ном Генри.
Сделайте диодную бритву
Из лезвия бритвы и карандаша можно сделать диод для использования с кристаллическое радио, или, что более популярно, более простая версия, называемая Радио в окопах. Инструкции приведены здесь, а также в мое полное пошаговое видео ниже.
Как сделать лезвие бритвы и диодный карандаш
Первый шаг — посинить лезвие бритвы. Делается это путем его нагревания. до светящегося оранжевого цвета, как показано на фотографиях ниже. Я использовал пропан факел. Я обнаружил, что это работает, когда он был скорее сероватым, чем синим.Обратите внимание, что вы не закрасили все лезвие синим. А также изготовление электрических контакт через карандаш, вы также должны войти в контакт напрямую к металлу лезвия тоже. На фотографиях ниже я не синюю область, удерживаемую плоскогубцами. Возможно, вам придется попробовать несколько лезвий перед вы добьетесь успеха. Я сам прошел через три из них.
После воронения я использовал гвоздь, чтобы прикрепить его к дереву. Я ушел незащищенный участок, нависающий над деревом, чтобы я мог прикрепить к нему зажим из кожи аллигатора.
Следующим, что нужно было подготовить, был карандаш. Дайте ему острый кончик, а затем отрежьте короче, примерно около 1 дюйма (2 см) (см. фотографии ниже.) Тогда возьмем прищепкой для одежды и вставьте острый конец в провод плоского конца карандаш. Свинец — это черная часть посередине, которая на самом деле из графита.
Чтобы подключить его, поместите его там же, где и обычный германий. диод войдет в ваше кристаллическое радио или радио в окопах.В диаграммы ниже предназначены для кристаллическое радио, которое я использую чаще всего который такой же, как на фотографиях на этой странице. Карандаш подключается к тому же месту, что и конец диода. без полосы идет. Незамерзшая область лезвия бритвы подключен к тому же месту, что и конец диода с полосой идет.
Как только он подключен, остается только найти, где на синем область лезвия бритвы, которую нужно коснуться кончиком карандаша (см. фотографии ниже.) Сделайте хорошо контактируйте, но не нажимайте слишком сильно. Вы не хотите повредить вороненый слой или нанесите на него графит с грифеля карандаша. Тебе придется попробовать во многих местах, одновременно настраивая радио, прежде чем вы что-нибудь услышите. А если у вас ничего не получится, попробуйте воронить другое лезвие бритвы, но оставив его в пламени на другой промежуток времени, чтобы получить другой голубоватый цвет.Это может занять несколько попыток.
Место, которое, как я обнаружил, работало, было около одного конца лезвия бритвы, как показано на фотографиях ниже. Поэтому я использовал кнопку, чтобы исправить прищепка и карандаш на месте так, чтобы кончик карандаша был над в этой области.Я все еще мог повернуть карандаш по дуге и Я все еще мог перемещать лезвие бритвы под карандашом. Только будьте осторожны, чтобы не оставить следов карандаша на лезвии бритвы.
Видео, показывающее, как сделать диодную бритву
В этом видео шаг за шагом показано, как сделать этот диод с бритвенным лезвием. с тем, как его настроить и использовать.
с последовательными цепочками диодов
Мне понадобились высоковольтные диоды для проекта, над которым я работаю. Ниже приведена информация о том, как построить несколько разных типов и, возможно, немного переборщить.
Недавно я работал над восстановлением своей установки разряда накопительного конденсатора, и мне потребовался двухполупериодный выпрямительный мост для моих трансформаторов с неоновой вывеской. Предыдущие были потеряны со временем и во время нескольких ходов, и я уверен, что смогу исправить это.
Самый простой способ сделать высоковольтный диод — просто соединить вместе низковольтные диоды. Например, вы можете купить диоды для микроволновых печей примерно по 7-15 долларов США каждый, многие из них рассчитаны на ток до 350 мА при 12 кВ. С NST 12 кВ вам будет лучше соединить как минимум 2 последовательно соединенных провода. Это даст вам выпрямитель на 24 кВ, что намного выше диапазона пикового напряжения трансформатора неоновой вывески 12 кВ.
Для 12 кВ пик напряжения составляет около 12 кВ * 1,414, что составляет 16 968 вольт.Это также напряжение, которое будет выходить со стороны постоянного тока выпрямителя, и вы должны принять его во внимание при оценке других компонентов. Это очень простая математика для источников синусоидального переменного тока, которая не учитывает сопротивление цепи и другие факторы, в общем, я считаю, что она достаточно хороша для расчета номинальных характеристик компонентов.
В моем случае у меня было несколько сотен диодов 1n4007 в одном из отсеков для запчастей, поэтому я решил сначала использовать их. Я купил большое количество этих диодов около 10 лет назад, и они снова и снова пригодятся при работе над новыми проектами и ремонте старого оборудования.Они рассчитаны на 1 ампер и 1 кВ каждый и довольно дешевы по 0,12 доллара США в небольших количествах и дешевле в больших количествах. Я хотел сделать цепи на 35 кВ, на каждую из которых требовалось по 35 диодов. Стоимость этих цепей составила 4,20 доллара США каждая, поэтому двухполупериодный мостовой выпрямитель на 35 кВ стоит около 17 долларов США, что намного дешевле, чем использование диодов для микроволновых печей или других альтернатив, но требует немного больше времени для их пайки. все вместе.
Я пробовал различные методы их соединения, и качество улучшалось на каждом этапе.На фото ниже вы можете увидеть четыре цепи, которые я построил. Верхний был первым, второй внизу — вторым и так далее. Первые два были созданы путем короткого обрезания выводов диода и создания плотных крючков на обоих концах, а затем соединения каждого диода вместе, как цепочки, и спайки их вместе. Мне не понравился вид этого после второго, поэтому я начал просто обрезать выводы диода и припаять их встык. (нажмите для увеличения)
Я читал кое-что о уравнительных резисторах и конденсаторах при длительной замене диодов, но, похоже, это в основном возврат, который относится к более старым типам диодов и менее точному производству.Поскольку технология производства улучшилась, а также улучшился состав, диоды с меньшей вероятностью будут иметь проблемы, которые требовали всей этой дополнительной защиты. Кроме того, диоды настолько дешевы, и их легко соединить вместе, что их можно сильно переоценить и заменять по мере необходимости.
Соединить струны пришлось непросто. На их пайку ушло около 20-25 минут.
Теперь, когда диоды построены, их необходимо изолировать и упростить в обращении, так как такие длинные гирлянды хрупки и склонны к поломке или случайному повреждению.Потому что они такие длинные, и их будет сложно использовать удобным образом. Как и мои предыдущие цепи, их собирались вставить в трубки из ПВХ с выводами на конце, которые обеспечивали бы жесткую опору.
На днях я был на веб-сайте All Electronic и нашел несколько диодов с номиналом 6 кВ с маркировкой R6000 по цене 50 центов за штуку, хотя, похоже, для них нет никаких спецификаций, кроме 200 мА при 6 кВ. Чтобы сделать диод на 36 кВ, потребуется 6 таких диодов и стоит 3 доллара. Я заказал 50 таких диодов в All Electronics.Эти диоды приведут к гораздо более короткой диодной цепочке, но по размеру они аналогичны 1n4007, и я думаю, что их нужно заделать, чтобы предотвратить возможность возникновения дуги. Вы также можете найти множество разных размеров и значений на Amazon.
Диоды прибыли на днях, и в эти выходные я собрал комплект из 4 выпрямителей из диодов 6 кВ, некоторых заглушек из ПВХ, заглушек из ПВХ и воска. Диоды рассчитаны только на 30 кВ, что дает мне много накладных расходов для напряжений, которые я буду использовать в экспериментах по разряду высоковольтных конденсаторов.Ниже вы можете увидеть новую диодную цепочку, это 5 диодов по 6 кВ с общим выпрямлением 30 кВ. При использовании они будут выпрямлять мощность от трансформатора неоновых вывесок 12 кВ для зарядки конденсатора 10 кВ, чтобы они работали в своих пределах. Вы можете подумать, что это звучит безумно, но трансформатор NST ограничен по току. Напряжение будет падать по мере увеличения потребности в токе, когда конденсатор заряжается, потребность в токе уменьшается, и напряжение начинает увеличиваться по мере уменьшения тока.
Диодная цепь 30 кВ
Мне потребовались клеммы для моих высоковольтных диодов.Я просто использовал стандартные крепежные винты и припаял провода к концам винтов. Я попытался использовать стандартный винт для всех 8 клемм на 4 диодах, но не смог этого сделать, это просто будет означать, что я буду еще немного копаться в своем ящике с орехами, когда я собираюсь подключить их как полный мост.
Винт отрицательной клеммы ВН
Как только провод был припаян к концу винта, я припаял другой конец к отрицательному концу цепочки высоковольтных диодов.
Отрицательный вывод ВН, подключенный к диоду
Прикрепив винт к отрицательному / катодному концу диода, я просверлил отверстия в торцевых заглушках из ПВХ, чтобы винты прошли сквозь них, и надежно прикрутил их.Я протолкнул винт, зажал его отверткой JIS (которая, казалось, лучше подходила для этих крепежных винтов, чем отвертка Phillips) и затянул гайки гаечным ключом, стараясь не слишком сильно нагружать выводы диодов.
Высоковольтная диодная строка, прикрепленная к отрицательной торцевой крышке
Я также прикрепил несколько выводов на анодном конце диодных цепочек. Эти выводы будут использоваться для подключения к торцевой крышке анода после того, как внутренняя часть трубы из ПВХ будет заполнена воском.
Высоковольтная диодная гирлянда, прикрепленная к торцевой крышке с положительным взлетом
Как вы видите выше, я уже определил размеры некоторых труб из ПВХ с внешним диаметром 1 дюйм для диодных цепочек. Длинные выводы, выходящие из конца, являются обязательным требованием, если вы планируете прикрепить заглушку, если у вас нет другой идеи, о которой я не догадывался. Я приклеил все трубы из ПВХ к отрицательным / анодным торцевым заглушкам, используя обычный клей для труб из ПВХ.
После того, как клей застыл (большую часть времени), я растопил довольно много чайных свечей, без запаха и цвета, в сковороде на слабом огне.Свечи для чая, которые я купил, были сделаны даже не из расплавленного воска, а из гранулированного воска, который был запрессован в форму. Когда я вынул свечи из металлических держателей, они почти рассыпались в пыль, поэтому их было легче разбить на более мелкие части для процесса плавления.
Мне не хотелось, чтобы воск разлили повсюду, поэтому я положил несколько слоев бумажных полотенец на прилавок. Затем я поставил на нее свою верную вакуумную посуду, предназначенную только для науки, наполнил ее бумажными полотенцами, обернул трубки бумажными полотенцами и положил их в блюдо.Воск — это боль, которую нужно убирать, а на улице было холодно и темно. Ниже вы можете увидеть трубки из ПВХ, заполненные расплавленным воском. Воск сжался при охлаждении, поэтому при необходимости не помешало бы долить его.
4 блока выпрямителя, заполненных воском и охлаждающих
Вот еще один снимок всего лотка для воска. После того, как воск остыл, бумажные полотенца стали довольно твердыми из-за того, что пропитались воском, так что я был рад, что приложил дополнительные усилия.
4 высоковольтные диодные трубки, заполненные воском, и охлаждающие в холодильнике
Воск охладился в холодильнике вместе с продуктами для обеда на следующую неделю, а затем я развернул бумажные полотенца с диодов и бросил их в морозильную камеру, чтобы они остыли еще быстрее.Я бы не рекомендовал этого делать, так как, когда я вытаскивал их из морозильной камеры, на них быстро конденсировалась влага, и мне приходилось давать им высохнуть на некоторое время. Я тестировал диоды на высоком напряжении, прежде чем закрыл их колпачком, и, похоже, все они выполняют свою работу.
Затем я подготовил свободные анодные выводы так же, как эти катодные выводы, и надел анодные колпачки на лампу, и теперь у меня есть четыре полностью функционирующих диода на 30 000 вольт, которые я могу использовать в качестве двухполупериодного выпрямителя в моем проекте зарядки высоковольтных конденсаторов.Это должно немного улучшить мою скорость зарядки. Моим последним трансформатором для зарядки конденсаторов был трансформатор для неоновых вывесок 15 кВ / 30 мА. Новая зарядная установка — это 2 трансформатора по 12 кВ / 30 мА, поэтому я удвоил допустимую нагрузку по току только в трансформаторах, а с двухполупериодным мостом я смогу в полной мере использовать выходную мощность, а не только рабочий цикл 50%. использования одиночного выпрямительного диода / однополупериодного выпрямителя.
Готовые высоковольтные диоды
Я снял видео, показывающее работу диодов.В начале видео вы можете увидеть один из моих трансформаторов 12 кВ / 30 мА, работающий в режиме чистого переменного тока, без диодов. Во второй сцене вы видите, как трансформатор полуволновой выпрямляется с помощью одного из одиночных диодов, которые я сделал выше на одном из выходов мощности. В третьей части видео вы увидите, как двухполупериодный выпрямленный трансформатор работает.
Нравится:
Нравится Загрузка …
СвязанныеТеги: диод, высокое напряжение, высоковольтный, трансформатор неоновых вывесок, выпрямитель
Reddit — AskEngineers — Самодельный вопрос о диоде (кросспост от askscience)
Вопрос по изготовлению самодельного диода для поверхностных физиков / химиков.Я хочу посмотреть, смогу ли я сделать дешевый и малоэффективный солнечный активный диод Шоттки (для развлечения — пока нет реальной цели — но в конечном итоге сделать чрезвычайно дешевый, но исключительно слабый солнечный элемент для экспериментов).
План состоял в том, чтобы создать дешевый диод Шоттки, аналогичный чувствительным к красителям солнечным элементам, но только с использованием интерфейса TiO2. Итак, я получил дешевый порошок диоксида титана от производителя мыла (не знаю, какой это тип TiO2, может быть, рутил?). А еще у меня есть лист меди с домашнего склада для перепрошивки (немелованный).
Вот то, что я пробовал, но НЕ работает:
1) Растворили порошок диоксида титана в смеси ацетон / вода (от нескольких капель ацетона до нескольких капель воды и небольшого количества TiO2) в ступке.
2) растереть пасту до состояния краски (20-30 минут).
3) Нанесите тонкий слой «краски» на тщательно очищенную медь (очищенную с помощью шлифовки, промывки, ополаскивания ацетоном) с помощью ленты и линейки, чтобы образовалась тонкая пленка.
4) Нагревали медь + пасту на сильном огне от ацетиленовой горелки (до красного цвета) и медленно охлаждали.Верхний слой TiO2 отслоился во время охлаждения, оставив тонкий белый слой, который был изолирующим (измерено с помощью проверки сопротивления с помощью мультиметра).
Я ожидал, что это образует простой диод Шоттки между слоем TiO2 и медью, но диодная функция мультиметра ничего не показывает.
Вопросы:
1) Слишком толстый слой TiO2? (так как зона истощения будет только <1 микрометра)
2) Могу ли я наклеить мультиметр-зонд с алюминиевым наконечником непосредственно на слой TiO2 и на чистый участок меди для измерения диода?
3) Влияет ли карбонизация на краях меди (и краях красноватого оксида меди) на область TiO2?
4) Что нужно изменить, чтобы это заработало?
Любая помощь будет замечательной — ничего страшного, если я не получу ответа.У меня есть степень по физике, но я никогда особо не интересовался физикой / химией поверхности, так что я не в себе.