Трехфазная мостовая схема выпрямителя: Двухполупериодный выпрямитель: схемы, принцип работы

РадиоКот :: Выпрямители. Как и почему.

РадиоКот >Обучалка >Аналоговая техника >Основы — слишком просто? Вам сюда. Продолжаем. >

Выпрямители. Как и почему.

Итак, дорогие мои, мы собрали нашу схемку и пришло время ее проверить, испытать и нарадоваться сему щастью. 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 пжалста.

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, много 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.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

Схема диодного моста выпрямителя: принцип действия, обозначения на схеме, проверка исправности

Радиоэлектроника для начинающих

Одной из важнейших частей электронных приборов питающихся от сети переменного тока 220 вольт является так называемый диодный мост. Диодный мост – это одно из схемотехнических решений, на основе которого выполняется функция выпрямления переменного тока.

Как известно, для работы большинства приборов требуется не переменный ток, а постоянный. Поэтому возникает необходимость в выпрямлении переменного тока.

Например, в составе блока питания, о котором уже заходила речь на страницах сайта, присутствует однофазный полномостовый выпрямитель – диодный мост. На принципиальной схеме диодный мост изображается следующим образом.

Схема диодного моста

Это так называемый однофазный выпрямительный мост, один из нескольких типов выпрямителей, которые активно применяются в электронике. С его помощью производят двухполупериодное выпрямление переменного тока.

В железе это выглядит следующим образом.

Диодный мост из отдельных диодов S1J37

Схему эту придумал немецкий физик Лео Гретц, поэтому данное схемотехническое решение иногда называют «схема Гретца» или «мост Гретца». В электронике данная схема применяется в настоящее время повсеместно.

С появлением дешёвых полупроводниковых диодов эту схему стали применять всё чаще и чаще.

Сейчас ею уже никого не удивишь, но в эпоху радиоламп «мост Гретца» игнорировали, поскольку она требовала применения аж 4 ламповых диодов, которые стоили по тем временам довольно дорого.

Как работает диодный мост?

Пару слов о том, как работает диодный мост.

Если на его вход (обозначен значком «~») подать переменный ток, полярность которого меняется с определённой частотой (например, с частотой 50 герц, как в электросети), то на выходе (выводы

«+» и «-») мы получим ток строго одной полярности. Правда, этот ток будет иметь пульсации. Частота их будет вдвое больше, чем частота переменного тока, который подаётся на вход.

Таким образом, если на вход диодного моста подать переменный ток электросети (частота 50 герц), то на выходе получим постоянный ток с пульсациями частотой 100 герц. Эти пульсации нежелательны и могут в значительной степени помешать работе электронной схемы.

Чтобы «убрать» пульсации необходимо применить фильтр. Простейший фильтр – это электролитический конденсатор достаточно большой ёмкости. Если взглянуть на принципиальные схемы блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных, то после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока.

Обозначение диодного моста на схеме

На принципиальных схемах диодный мост может изображаться по-разному. Взгляните на рисунки ниже – всё это одна и та же схема, но изображена она по-разному. Думаю, теперь взглянув на незнакомую схему, вы с лёгкостью обнаружите его.

Диодная сборка

Диодный мост во многих случаях обозначают на принципиальных схемах упрощённо. Например, вот так.

Обычно, такое изображение либо служить для того, чтобы упростить вид принципиальной схемы, либо для того, чтобы показать, что в данном случае применена диодная выпрямительная сборка.

Сборка диодного моста (или просто диодная сборка) – это 4 одинаковых по параметрам диода, которые соединены по схеме мостового выпрямителя и запакованы в один общий корпус. У такой сборки 4 вывода.

Два служат для подключения переменного напряжения и обозначаются значком «~». Иногда могут иметь обозначение AC (Alternating Current — переменный ток).

Оставшиеся два вывода имеют обозначения « + » и « — ». Это выход выпрямленного, пульсирующего напряжения (тока).

Диодная сборка выпрямительного моста является более технологичной деталью. Она занимает меньше места на печатной плате. Для робота-сборщика на заводе проще и быстрее установить одну монолитную деталь вместо четырёх. Ещё одним из плюсов такой сборки можно считать то, что при работе все диоды внутри неё находятся в одном тепловом режиме.

Также стоит отметить и то, что сборки, порой, стоят дешевле, чем четыре отдельных диода. Но и в бочке мёда должна быть ложка дёгтя. Минус диодных сборок в том, что если выходит из строя хотя бы один диод, то менять её придётся полностью. Поэтому не лишним будет научиться проверять диодный мост мультиметром.

• Думаю понятно, что в случае отдельных диодов нужно просто заменить один неисправный диод, что, соответственно, обойдётся дешевле.
• В реальности сборка диодного моста может выглядеть вот так.
• Диодная сборка KBL02 на печатной плате
• Или вот так.
• Диодная сборка RS607 на плате компьютерного блока питания

А вот так выглядит диодная сборка DB107S для поверхностного (SMD) монтажа. Несмотря на свои малые размеры, сборка DB107S выдерживает прямой ток 1 A и обратное напряжение в 1000 V.

Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Поэтому их корпус конструктивно выполнен с возможностью крепления на радиатор. На фото – диодный мост KBPC2504, рассчитанный на прямой ток 25 ампер.

Естественно, любую мостовую сборку можно заменить 4-мя отдельными диодами, которые соответствуют нужным параметрам. Это бывает необходимо, когда нужной сборки нет под рукой.

Иногда это вводит новичков в замешательство. Как же правильно соединить диоды, если предполагается изготовление диодного моста из отдельных диодов? Ответ изображён на следующем рисунке.

Условное изображение диодного моста и диодной сборки

Как видим всё довольно просто. Чтобы понять, как нужно соединить диоды, нужно вписать в стороны ромба изображение диода.

На принципиальных схемах и печатных платах диодный мост могут обозначать по-разному. Если используются отдельные диоды, то рядом с ними просто указывается сокращённое обозначение – VD, а рядом ставиться его порядковый номер в схеме.

Например, вот так: VD1 – VD4. Иногда применяется обозначение VDS. Данное обозначение указывается обычно рядом с условным обозначением выпрямительного моста. Буква S в данном случае подразумевает, что это сборка.

Также можно встретить обозначение BD.

Где применяется схема диодного моста?

Мостовая схема активно применяется практически в любой электронике, которая питается от однофазной электросети переменного тока (220 V): музыкальных центрах, DVD-проигрывателях, кинескопных и ЖК-телевизорах… .

Да где его только нет! Кроме этого, он нашёл применение не только в трансформаторных блоках питания, но и в импульсных. Примером импульсного блока питания, в котором применяется данная схема, может служить рядовой компьютерный блок питания.

На его плате легко обнаружить либо выпрямительный мост из отдельных мощных диодов, либо одну диодную сборку.

Вы легко найдёте диодный мост на печатных платах электро-пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) или по-простому «балластах», а также в компактных люминесцентных лампах (КЛЛ).

В сварочных аппаратах можно обнаружить очень мощные диодные мосты, которые крепятся к теплоотводу. Это лишь несколько примеров того, где может применяться данное схемотехническое решение.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Источник: https://go-radio.ru/diodniy%20most.html

Как проверить диодный мост мультиметром?

• Проверка обычного диодного моста
• Проверка диодной сборки
• Вывод

С развитием электроники в современном мире, в различной аппаратуре применяется такой узел как диодный мост.

В случае не нормальных режимов работы и коротких замыканий, он первый кто принимает удар на себя.

Научиться проверять диодный мост самостоятельно – это полезный навык, который пригодиться всем тем, кто хоть как-то занимается самостоятельным ремонтом поломанного оборудования.

Давайте вспомним немного теории. Работа диодного моста, основана на свойстве полупроводникового диода пропускать ток только в одном направлении. Схема моста состоит из четырех диодов и может выполняться как в открытом виде, так и в виде монолитного корпуса. Подробней обо всем этом вы можете прочесть в материале про диодный мост.

Неисправности диодного моста:

1. Пробой диода – это когда диод становиться обычным проводником, а мультиметр показывает сопротивление этого проводника, обычно происходит в следствии высокого обратного напряжения или тока, диод не может выдержать величины и пробивается, ток проводиться в обоих направлениях.
2. Обрыв диода – название говорит само за себя, это когда диод вообще не проводит электрический ток, в любом включении он будет иметь очень высокое сопротивление, а мультиметр будет показывать единицу, свидетельствуя о обрыве. Это менее распространенная неисправность.

Проверка обычного диодного моста

Как было написано выше, диодный мост состоит из четырех отдельных полупроводниковых диодов. Чтобы проверить его исправность, нам нужно прозвонить каждый из них в двух направлениях. Включаем мультиметр в режим прозвонки (он отмечен значком диода или звука) и выбираем первый диод, с которого мы начнем проверку.

Находим у него анод (плюсовой вывод) и катод (минусовой вывод). Обычно они обозначены на корпусе диода с помощью цветового обозначения, либо соответствующими иконками. Для начала проверяем диод в прямом включении, для этого красный щуп (плюсовой) подключаем к аноду, а черный (минусовой) к катоду.

На дисплее мультиметра должны появиться цифры – значение падения напряжения, указывается оно в милливольтах. Это то минимальное напряжение, которое нужно для открытия диода.

Теперь давайте проверим его в обратном включении, для этого меняем щупы местами – красный к катоду, а черный к аноду. На дисплее должна показываться единица, что указывает нам на высокое сопротивление P-N перехода – этот диод исправен.

Если в обратном включении показываются малое сопротивление, а прибор пищит (при наличии звуковой индикации) – этот диод пробит и его нужно заменить. Таким образом прозванием оставшиеся три штуки и если найден неисправный, просто выпаиваем его и заменяем на новый.

Проверка диодной сборки

Вся хитрость диодной сборки в том, что мы не видим отдельно диоды. Но сложного тут ничего нет, на помощь нам приходит схема диодного моста. Для наглядности размещаем ее недалеко от себя и начинаем проверку. Проверять мы будем как в первом пункте статьи – по одному диоду. В диодной сборке каждый вывод подписан, так что найти нужный нам диод не составит труда.

Выводы диодов в монолитном корпусе:

• Диод 1: минус сборки – анод, один из переменных выводов – катод;
• Диод 2: минус сборки – анод, один из переменных выводов – катод;
• Диод 3: переменный вывод – анод, плюс сборки – катод;
• Диод 4: переменный вывод – анод, плюс сборки – катод.

Зная обозначение выводов, проверяем каждый диод в двух направлениях. Если какой-то из них имеет пробой или обрыв, то приодеться заменить всю диодную сборку. Изображения для наглядности:

• Проверка диодов 1 и 2 при прямом включении:
• Проверка диодов 1 и 2 при обратном включении:

Будет интересно➡  Как проверить конденсатор при помощи мультиметра

1. Проверка диодов 3 и 4 при прямом включении:
2. Проверка диодов 3 и 4 при обратном включении:
3. Если все еще что-то не понятно, возможно вам стоит посмотреть видео по проверке диодного моста.

Вывод

В этом материале был разобран полезный материал по прозвонке диодного моста на его исправность. Разобрали случай с отдельными диодами и диодной сборкой. Если у вас остались какие-нибудь вопросы, то задавайте их в комментарии.

Источник: https://ElectroInfo.net/praktika/5-kak-proverit-diodnyj-most.html

Диодный мост

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод”. Следовательно, диодный мост  должен состоять из диодов, но они должны соединятся с друг другом в определенной последовательности. Почему это имеет важное значение мы как раз и поговорим в этой статье.

Обозначение на схеме

• Диодный мост на схемах выглядит подобным образом:
• Иногда в схемах его обозначают  еще так:

Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Для того, чтобы она работала корректно, 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 обозначенных значками “+” и “-“. Диодный мост также называют диодным выпрямителем.

Принцип работы

Для выпрямления переменного напряжения в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно. Давайте рассмотрим  рисунок, как все это будет выглядеть:

Диод срезает отрицательную полуволну переменного напряжения, оставляя только положительную, что мы и видим на рисунке выше. Вся прелесть этой немудреной схемы состоит в том, что мы получаем постоянное напряжение из переменного. Проблема кроется в том, что мы теряем половину мощности переменного напряжения. Ее срезает диод.

Чтобы исправить эту ситуацию, была придумана великими умами схема диодного моста. Диодный мост “переворачивает” отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну, тем самым у нас сохраняется мощность.

На выходе  диодного моста появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в 100 Герц. Это в два раза больше, чем частота сети.

Практические опыты

Для начала возьмем простой диод.

Катод можно легко узнать по серебристой полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий трансформатор, который из 220В делает 12В.

На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной обмотки снимаем 12 Вольт. Мультиметр показал чуть больше, так как на вторичной обмотке нет никакой нагрузки. Трансформатор работает на  так называемом “холостом ходу”.

Давайте же рассмотрим осциллограмму, которая идет со вторичной обмотки трансформатора. Максимальную амплитуду напряжения  нетрудно посчитать. Если не помните как это делать, можно прочитать статью Осциллограф. Основы эксплуатации.

3,3х5=16.5В – это максимальное значение напряжения.  А если разделить максимальное амплитудное значение на корень из двух, то получим где то 11,8 Вольт. Это и есть действующее значение напряжения. Осциллограф не врет, все ОК.

2. Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт  – это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.
3. Припаяем к одному концу  вторичной обмотки трансформатора наш диод.
5. Цепляемся снова щупами осциллографа
7. Смотрим на осциллограмму

А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Он оставил только верхнюю часть, то есть ту, которая положительная.

• Находим еще  три таких диода и спаиваем диодный мост.
• Цепляемся ко вторичной обмотке трансформатора по схеме диодного моста.
• С двух других  концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупом осциллографа и смотрим на осциллограмму
• Вот, теперь порядок.

Виды диодных мостов

Чтобы не заморачиваться с диодами, разработчики все четыре диода вместили в один корпус. В результате, получился очень компактный и удобный радиоэлемент – диодный мост. Думаю, вы догадаетесь, где импортный, а где советский ))).

1. Например, на советском диодном мосте показаны контакты,  на которые  нужно подавать переменное напряжение значком ” ~ “, а  контакты, с которых  надо снимать постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.
2. Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах
3. Есть даже автомобильный диодный мост
4. Существует также диодный мост для трехфазного напряжения. Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов:
5. В основном трехфазные диодные мосты используются в силовой электронике.

Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы и с двух других выводов мы будем снимать постоянное пульсирующее напряжение.

Как проверить диодный мост

1) Первый способ самый простой. Диодный мост проверяется целостностью всех его диодов. Для этого прозваниваем каждый диод мультиметром и смотрим целостность каждого диода. Как это сделать, читаем эту статью.

2) Второй способ 100%-ый. Но для этого потребуется осциллограф, ЛАТР или понижающий трансформатор. Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменному напряжению со значками “~”, а с двух других контактов, с “+” и “-”  снимаем показания с помощью осциллографа.

• Смотрим осциллограмму
• Значит, импортный диодный мост исправен.

Резюме

Диодный мост (выпрямитель) используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая “кушает” напряжение из переменной сети, будь то простой телевизор или даже зарядка от сотового телефона.

Источник: https://www.RusElectronic.com/diodnyj-most/

Устройство и работа выпрямительного диода. Диодный мост

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с полупроводниковыми диодами. В предыдущей части статьи мы с Вами разобрались с принципом работы диода, рассмотрели его вольт-амперную характеристику и выяснили, что такое пробой p-n перехода. В этой части мы рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов.

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный.

Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

Общие характеристики выпрямительных диодов

• В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой, средней и большой мощности:
• малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;средней мощности – от 300mA до 10А;большой мощности — более 10А.
• По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые, но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.
• Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 — 150)º С, а германиевых – лишь от -60 до +(70 – 85)º С. Это связано с тем, что при температурах выше 85º С образование электронно-дырочных пар становится столь значительным, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными.

Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n-типа расплавляют алюминий, индий или бор, а на поверхность кристалла с электропроводностью p-типа расплавляют фосфор.

Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника.

При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью.

Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.

Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т.е.

со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3) с p-n переходом (4) припаиваются к кристаллодержателю (2), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7) со стеклянным изолятором (6), через который проходит вывод одного из электродов (5).

Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1) с помощью которых они монтируются в схемах.

У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1) значительно мощнее.

Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

Электрические параметры выпрямительных диодов

1. У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:
2. Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
   Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
   Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
   Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
   Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
   Рабочая частота, кГц;
   Рабочая температура, С.
3. Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (Rн), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD).

При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (Rн), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается, и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В итоге получается, что через нагрузку (Rн), подключенную к сети через диод (VD), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.

Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц.

Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор (Cф) во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (Rн).

Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке (Rн) будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов.

Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель потому, что они будут «фонить», так как уровень пульсаций (Uпульс) пока еще очень ощутим.

В выпрямителе, с работой которого мы познакомились, полезно используется энергия только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется больше половины входного напряжения и потому такое выпрямление переменного тока называют однополупериодным, а выпрямители – однополупериодными выпрямителями. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста.

Диодный мост

Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный.

В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода.

Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

Из корпуса сборки выходят четыре вывода напротив которых расположены знаки «+», «—» или «~», указывающие, где у моста вход, а где выход. Но не обязательно диодные мосты можно встретить в виде такой сборки, их также собирают включением четырех диодов прямо на печатной плате, что очень удобно.

Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.

Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике.

Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста.

Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3, нагрузку Rн, диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4, нагрузку Rн, диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными.

И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором, то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

• А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром.
• Удачи!
• Источник:

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Горюнов Н.Н., Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.

3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К — Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» — 4-е изд. перераб. и доп. 1987г.

Источник: https://sesaga.ru/ustrojstvo-i-rabota-vypryamitelnogo-dioda-diodnyj-most.html

Как проверить диодный мост мультиметром ⋆ diodov.net

• Чтобы более осознанно понималь, как проверить диодный мост мультиметром, рекомендую прежде ознакомиться со статьей, как проверить диод.
• Диодный мост предназначен для выпрямления переменного напряжения в постоянное, а точнее говоря, в пульсирующее.

Он может иметь разную форму корпуса и расположение выводов. Хотя в преобладающем большинстве их всего четыре: два – вход и два – выход. В любом случае диодный мост состоит из четырех диодов, расположенных в одном корпусе определенным образом. Такая схема соединения называется мостовой. Отсюда и название данного полупроводникового прибора.

2. Методика проверки исправности диодного моста заключается в проверке исправности его отдельных четырех диодов.

Согласно мостовой схемы, одна пара полупроводниковых приборов соединена между собой анодами, а вторая – катодами. В точке соединения катодов образуется положительный потенциал «+». А в точке соединения анодов – отрицательный потенциал «-». К двум оставшимся точкам подводят переменный ток «~». Соответствующие обозначения наносятся на корпус мостового выпрямителя или диодного моста.

Теперь, глядя на выше приведенную схему, становится достаточно просто понять, как проверить диодный мост мультиметром. Переводим прибор в режим «прозвонки» и проверяем каждый из четырех диодов выше рассмотренным способом. Схема помогает понять, каким образом устанавливать измерительные щупы.

Как проверить диодный мост мультиметром в схеме

Рассмотрим, как проверить диодный мост мультиметром, не выпаивая его из платы. Прежде всего, нужно подать питание на схему. И по отношению входного и выходного напряжений можно определить характер неисправности данного электронного прибора. Если он исправен, то выпрямленное напряжение будет несколько выше входного переменного.

Принципиально различают два вида неисправности диодного моста: обрыв и пробой одного или нескольких диодов выпрямительного моста.

В случае обрыва, например VD1, ток в один полупериод, соответствующей работе пары VD1 и VD3, протекать не будут, поскольку образуется разрыв электрической цепи. Это приведет к резкому снижению величины выпрямленного напряжения Ud.

Однако, если схема работает без нагрузки, то данный вид неисправности можно и не заметить, так как после выпрямителя чаще всего установлен конденсатор и он в отсутствии нагрузки заряжается до амплитудного значения выпрямленного напряжения.

Поэтому следует быть внимательным в данном случае.

В случае пробоя и короткого замыкания, например того же VD1, в один полупериод вторичная обмотка трансформатора окажется замкнутой накоротко. В результате этого будет происходить интенсивный нагрев VD3, что приведет к повышенному нагреву всего диодного моста.

А также будет нагреваться обмотка вторичная обмотка и сам трансформатор. По разнице напряжений здесь судить трудно о характере неисправности. Так как при закороченной обмотке напряжение на ней в соответствующий полупериод также равно почти нулю.

Поэтом и на выходе диодного моста в тот же полупериод оно будет равно почти нулю, а соответственно снизится и его среднее выпрямленное значение.

Также при данной неисправности может сработать предохранитель, установленный в первичной обмотке трансформатора, поскольку возрастет ток в цепи трансформатора. Надеюсь, теперь стало понятно, как проверить диодный мост мультиметром.

Источник: https://diodov.net/kak-proverit-diodnyj-most-multimetrom/

Как проверить диодный мост?

Диодный мост — важный элемент в цепи питания любого устройства, без него редко обходится работа любого блока питания или выпрямителя.  Процесс проверки диодного моста будет интересный не только радиолюбителям, но и автомобилистам. Состоит это устройство из четырех диодов, собранных  по мостовой схеме, и может быть выполнено как в едином корпусе, так с помощью отдельных диодов. В автомобиле мост состоит из шести диодов, если генератор трехфазный. О том, как проверить диодный мост читаем далее.

Более подробно о принципе работы диодного моста можно ознакомиться в предыдущей нашей статье.

В случае, если мост состоит из отдельных диодов, необходимо поочередно их выпаивать и проверять. Принцип проверки детально читаем в статье о том, как проверить диод.

Пример того, как проверить диодный мост мы покажем на диодной сборке. Подопытная сборка — GBU408, 4A 800V. В данном корпусе заключены четыре диода связанным между собой должным образом. Если хоть один из диодов окажется неработоспособным, придется заменить весь мост целиком.

Для удобства проверки диодов изображена схема, по которой соединены диоды в данном корпусе.  Она поможет протестировать каждый диод и не запутаться с выводами.

Тест диода D1 – выводы 1;3.
Тест диода D2 – выводы 3;4.
Тест диода D3 – выводы 1;2.
Тест диода D4 – выводы 2;4.
В данном случае все диоды работают исправно, такой диодный мост рабочий.

Есть еще несколько способов, как проверить диодный мост если нет под рукой мультиметра. Например, стоит подать постоянное напряжение на вход диодного моста и измерить его потом на выходе.

Поменяв после этого полярность напряжения, на входе смотреть на показатели вольтметра.

Если показатели напряжения не изменяются в зависимости от полярности, в принципе можно сказать, что мост выполняет свою функцию.

Источник: http://diodnik.com/kak-proverit-diodnyj-most/

Диодный мост, принцип работы и схема

• Диодный мост – это мостовая схема соединения диодов, для выпрямления переменного тока в постоянный.
• Диодные мосты являются простейшими и самыми распространенными выпрямителями, их используют в радиотехнике, электронике, автомобилях и в других сферах, там, где требуется получение пульсирующего постоянного напряжения.
• Для лучшего понимания принципа работы диодного моста, рассмотрим работу одного диода:

Диод как полупроводниковый элемент, имеет один p-n переход, что дает ему возможность проводить ток только в одном направлении. Ток через диод начинает проходить при подключении анода к положительному, а катода к отрицательному полюсу источника. В обратной ситуации диод запирается, и ток через него не протекает.

Схема и принцип работы диодного моста

На данной схеме 4 диода соединенных по мостовой схеме подключены к источнику переменного напряжения 220В. В качестве нагрузки подключен резистор Rн.

Переменное напряжение на входе меняется не только по мгновенному значению, но и по знаку.

При прохождении положительной полуволны (от 0 до π) к анодам диодов VD2 и VD4 приложено положительное напряжение относительно их катодов, что вызывает прохождение тока Iн через диоды и нагрузку Rн.

В этот момент диоды VD1 и VD3 заперты и не пропускают ток, так как напряжение положительной полуволны для них является обратным.

В момент, когда входное напряжение пересекает точку π, оно меняет свой знак. В этом случае диоды VD1 и VD3 начинают пропускать ток, так как к их анодам приложено положительное напряжение относительно катодов, а диоды VD2 и VD4 оказываются запертыми. Это продолжается до точки 2π, где переменное входное напряжение снова меняет свой знак и весь процесс повторяется заново.

Важно отметить, что ток Iн протекающий через нагрузку Rн, не изменяется по направлению, т.е. является постоянным.

Но если обратить внимание на график, то можно заметить, что напряжение на выходе является не постоянным, а пульсирующим. Соответственно, выходной ток, появляющийся от такого напряжения и протекающий через активную нагрузку, будет также – пульсирующим.

Данную пульсацию можно немного уменьшить с помощью параллельно включенного конденсатора к выходу диодного моста.

Напряжение на конденсаторе, согласно закону коммутации, не может измениться мгновенно, а значит в данном случае, выходное напряжение примет более сглаженную форму.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4.22 (9 Голоса)

Источник: https://electroandi.ru/elektronika/vypryamiteli/diodnyj-most-printsip-raboty-i-skhema.html

Как выбрать мостовой выпрямитель

Мостовые выпрямители присутствуют на рынке уже много десятилетий. Очень часто переход от дискретных диодов к интегральным мостовым выпрямителям является следствием необходимости компромисса между габаритами и стоимостью, или другими параметрами. В некоторых случаях компактные размеры и простота монтажа (вместо четырех компонентов на плату устанавливается всего один) являются критически важными параметрами, а в других случаях нет. Кроме того, применять интегральные мостовые выпрямители возможно только при условии, что уровень потребляемой мощности позволяет это сделать. В настоящей статье мы будем полагать, что выбор между дискретными диодами и интегральным выпрямителем сделан в пользу интегрального выпрямителя.

Итак, мы решили использовать интегральный выпрямитель. Какие электрические и механические характеристики необходимо учитывать при выборе конкретной модели выпрямителя, и о каких дополнительных особенностях должен помнить разработчик? В этой статье мы определим самые важные параметры выпрямителей, рассмотрим существующие варианты и дадим некоторые рекомендации того, как следует анализировать характеристики выпрямителей, а также оценивать их качество и стоимость. В среде разработчиков широко распространены заблуждения относительно соотношения цены и качества мостовых выпрямителей. Узнав об этих заблуждениях, вы сможете повысить надежность своих устройств, не увеличивая их стоимости.

Габариты, корпус и мощность

Существуют трехфазные и однофазные мостовые выпрямители, применяемые в соответствующих приложениях. При необходимости можно использовать несколько однофазных мостовых выпрямителей в многофазном приложении. Исходными данными при выборе конкретной модели выпрямителя являются уровень требуемой мощности и площадь свободного места на печатной плате. Эти параметры будут определять габариты и корпусное исполнение выпрямителя.

Как правило, выпрямители, предназначенные для поверхностного монтажа, используются в приложениях с потребляемой мощностью до 70 Вт. Если требуется более высокая мощность, следует выбирать выводные модели с монтажом в отверстия. Выпрямители с SIP-корпусом перекрывают диапазон мощностей 70…1000 Вт.

Для устройств мощностью более 1000 Вт используют выпрямители с клеммными выводами или выпрямители, предназначенные для проводного монтажа. Выпрямители c клеммными выводами могут устанавливаться в колодки либо распаиваться на печатной плате. На рис. 1 показаны различные варианты выпрямителей, представленные на рынке.

Рис. 1. Стандартные типы корпусов мостовых выпрямителей

Во многих случаях для охлаждения выпрямителей недостаточно конвекции. Чтобы отвести тепло от мощных выпрямителей, их устанавливают на панели. При очень большой нагрузке используют радиаторы.

Чтобы оценить тепловое сопротивление, необходимо обратиться к документации на выпрямитель. При этом следует понимать, что единственный показатель, на который может повлиять производитель мостового выпрямителя это тепловое сопротивление переход-корпус. Разработчик должен обеспечить, чтобы в процессе работы температура кристалла не превышала максимально допустимое значение (обычно 125 °C), однако при проектировании рекомендуется создавать некоторый запас и ограничивать допустимый нагрев на уровне 100 °C. Чтобы оценить, как выпрямитель будет вести себя в конкретном приложении, можно выполнить тепловое моделирование и оценить тепловое сопротивление системы.

Очень часто производители предоставляют трехмерные модели своих интегральных выпрямителей. Это существенно упрощает конструирование устройств, создание посадочных мест и проектирование печатных плат, особенно в тех случаях, когда речь идет об уникальных корпусах, которых нет в библиотеке вашего САПР. Поскольку силовые электронные устройства работают с высокими напряжениями, то они должны соответствовать требованиям отраслевых стандартов, например, по уровню напряжения изоляции. Это же касается и составных частей электронных устройств, в частности, выпрямителей, радиаторов и т. д. Проверьте, что используемые вами компоненты соответствуют требованиям UL. Это является важным условием успешного прохождения испытаний и сертификации.

Рейтинг пускового тока

При выборе выпрямителя следует убедиться, что он способен выдерживать высокие пусковые токи. Автономным устройствам и преобразователям напряжения часто приходится иметь дело со значительными бросками тока при запуске. Это связано с наличием входных конденсаторов, которые заряжаются большим током при включении питания. Если кристалл выпрямителя имеет малый размер, или тепло от него отводится неэффективно, то он не всегда может справиться с перегревом, возникающим при первоначальном броске тока. В результате, при включении питания кристалл может быть поврежден. Поэтому при выборе выпрямителя необходимо учитывать рейтинг пускового тока и при необходимости проконсультироваться с производителем.

Недорогие выпрямители и выпрямители от малоизвестных производителей зачастую имеют меньший размер кристалла по сравнению с дорогими моделями от известных производителей. Небольшой размер кристалла является достоинством, только если речь идет о микропроцессорах или о других интегральных микросхемах со сверхбольшой степенью интеграции (VLSI), однако для силовых компонентов это скорее недостаток. Уменьшение размера кристалла выгодно для производителя, так как это позволяет ему снизить стоимость продукции. Дешевый выпрямитель может некоторое время нормально работать, однако в конечном итоге вероятность отказа для него существенно выше, чем для качественных дорогих моделей. Таким образом, выбирая выпрямитель, помните, что скупой платит дважды.

Если из-за поломки выпрямителя потребителю придется поменять блок, расположенный в труднодоступном месте, например, на крыше или на башне, тогда затраты на замену могут составить сотни (или даже тысячи) долларов. Очевидно, что в подобных случаях не стоит рисковать и экономить несколько центов на выпрямителе. На рис. 2 показаны средние диапазоны рейтингов тока для различных типов выпрямителей.

Рис. 2. Обзор рейтингов тока для типовых мостовых выпрямителей

Высокое качество – это норма?

Сегодня все считают, что высокое качество – это норма, однако это совсем не так. Если в 80-е и 90-е многие компании делали ставку на качество, то сейчас в отрасли царят совсем другие настроения: «Это самый дешевый компонент? Я могу получить его сегодня и начать зарабатывать деньги?»

При выборе мостового выпрямителя запрашивайте у производителя информацию о качестве и надежности, интересующего вас компонента. Если мостовой выпрямитель не может выдержать суровые квалификационные испытания и сертификацию согласно AEC-Q, или производитель не предоставляет отчет о надежности, то следует отказаться от использования такого сомнительного компонента.

Поставщики, ориентированные на качество, знают, что автомобильные стандарты задают очень высокую планку надежности. Если электронный компонент отвечает требованиям надежности автомобильных стандартов, это означает, что он, скорее всего, будет отвечать требованиям надежности большинства других стандартов. Именно поэтому производители часто сертифицируют свою продукцию в соответствии с AEC-Q. Например, компания Taiwan Semiconductor (TSC) сертифицирует все свои электронные компоненты согласно автомобильным стандартам и гарантирует уровень надежности на уровне не хуже, чем 4 отказа на миллиард. При таком уровне качества и при условии нормальных условий эксплуатации электронный компонент будет исправно работать десятилетиями.

Прямое падение напряжения и процесс обратного восстановления

После того как определена мощность, средний и пусковой ток мостового выпрямителя, следующим шагом становится определение прямого падения напряжения, требуемого в проектируемом устройстве. Кроме того, следует выяснить необходимый уровень быстродействия диодов и решить, будет ли достаточно типового времени восстановления 3 мкс (стандартное значение для мостовых выпрямителей общего назначения). Как правило, в большинстве приложений хватает быстродействия мостовых выпрямителей общего назначения. Однако в некоторых специализированных приложениях можно дополнительно повысить эффективность за счет использования быстродействующих диодов или диодов Шоттки.

Рабочее напряжение

Еще одной важной характеристикой мостового выпрямителя является рабочее напряжение. В традиционной двухполупериодной схеме выпрямления выходной конденсатор заряжается до пикового напряжения сети. Амплитудное значение можно рассчитать, умножив входное действующее напряжение на √2.

Например, для бытовой сети 230 В (ГОСТ 29322-2014 и IEC 60038:2009), амплитудное значение составит 230 В •√2 ≈ 325 В (без учета допустимого отклонения ±10 %). Данное значение обычно удваивают, чтобы обеспечить надежный запас, предполагая, что к мосту может быть приложено удвоенное пиковое напряжение 600 В (максимальное напряжение при обрыве нуля). Однако при прохождении испытаний согласно IEC вам может потребоваться еще более высокий рейтинг напряжения 800 В или 1000 В. Кроме того, в некоторых развивающихся странах параметры электросети вообще слабо нормируются (остерегайтесь экспорта в Индию!). По этой причине большой запас по напряжению может быть большим плюсом.

Последнее замечание заслуживает дополнительного рассмотрения. Сеть переменного тока и другие сети, где используются мостовые выпрямители, часто сталкиваются с переходными процессами и скачками напряжения. Во время тестирования на соответствие стандартам IEC испытуемое устройство будет целенаправленно подвергаться воздействию статических разрядов, синфазных и дифференциальных помех и т. д. Стандарт IEC 61000-4-5 предполагает подачу на вход устройства напряжений 300 В RMS и других помех.

Среди инженеров бытует ошибочное мнение, что для снижения стоимости изделий следует выбирать мостовые выпрямители с минимальным запасом по напряжению. Это распространенная ошибка. Например, на протяжении десятилетий диоды семейства 1N400X имеют одинаковые электрические характеристики (кроме номинального обратного напряжения) и примерно одинаковую низкую стоимость. С точки зрения цены не важно, выберете вы 1N4001, 1N4007 или другую модель. Так почему бы не применять во всех случаях 1N4007, даже для выпрямления напряжения на вторичной стороне низковольтного трансформатора на 24 В?

То же самое относится и к мостовым выпрямителям. Как правило, стоимость мостовых выпрямителей с более высоким рейтингом напряжения не намного отличается от более низковольтных моделей. Это объясняется достаточно просто. Дело в том, что обычно все модели мостовых выпрямителей изготавливаются из одной пластины кремния с расчетом получения самого высокого рейтинга напряжения. После изготовления изделия проходят дополнительную выборочную проверку. Если по каким-то причинам партия не соответствует требованиям, ее рейтинг напряжения понижается. Таким образом, модели с низким напряжением – это всего лишь партии, которые были отсеяны в процессе тестирования. Другими словами, мостовой выпрямитель на 50 или 100 В может фактически иметь рейтинг 800 В или даже 1000 В.

Тем не менее, некоторые производители не проводят проверки мостовых выпрямителей после производства, и указывают для них максимальный рейтинг напряжения, что приводит к потенциальным проблемам с надежностью. Клиенты могут избежать неприятных ситуаций, убедившись, что поставщик выполняет выборочное тестирование PAT (part average testing) [1].

Стандартные мостовые выпрямители имеют диапазон рабочих напряжений от 50 до 1000 В и выше. Специальные мостовые выпрямители (на диодах Шоттки, на сверхбыстрых диодах и т. д.) обычно имеют номинальное напряжение от 40 В до 1000 В. При прочих равных условиях следует выбирать мостовой выпрямитель с максимальным рабочим напряжением. Как показывает практика, из-за высокого спроса выпрямитель с более высоким рейтингом напряжения 800 В может стоить даже меньше, чем модели с напряжением 50 или 100 В. При этом ваше устройство будет иметь больший запас прочности, что позволит ему выдерживать неблагоприятные воздействия и сохранять работоспособность в течение долгого времени.

Источник:

1. “Secrets Of The Datasheet: What Rectifier Specs Really Mean” by Jos van Loo and Kevin Parmenter, How2Power Today, September 2019.
2. http://www.how2power.com

Что такое трехфазный выпрямитель? — 3-фазный полуволновой, полноволновой и мостовой выпрямитель

Определение: 3-фазный выпрямитель — это устройство, которое выпрямляет входное переменное напряжение с помощью 3-фазного трансформатора и 3 диодов , подключенных к каждая из трех фаз вторичной обмотки трансформатора.

Значение трехфазного выпрямителя

Однофазный выпрямитель также выполняет выпрямление, т.е. преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока, но для преобразования использует только однофазную вторичную обмотку трансформатора.А диоды подключены ко вторичной обмотке однофазного трансформатора.

Недостатком такой схемы является высокий коэффициент пульсации. В случае полуволнового выпрямителя коэффициент пульсаций составляет 1,21 , а в случае двухполупериодного выпрямителя коэффициент пульсаций составляет 0,482 . В обоих случаях нельзя пренебрегать значением коэффициента пульсации. В то время как в случае полуволнового выпрямителя значение довольно велико, но и в случае двухполупериодного выпрямителя значение выпрямителя значительно больше.

Таким образом, в таких схемах нам нужна схема сглаживания, чтобы убрать эту рябь. Эти колебания представляют собой составляющие переменного тока в постоянном напряжении. Это называется пульсирующим постоянным напряжением . Если это пульсирующее напряжение постоянного тока используется в нескольких приложениях, это приводит к снижению производительности устройства. Таким образом, используется схема сглаживания, фильтр работает как схема сглаживания для выпрямительной системы.

Но после этого процесса сглаживания напряжение выпрямителя в какой-то момент падает до нуля.Следовательно, если вместо однофазного трансформатора мы используем трехфазный трансформатор, коэффициент пульсаций можно значительно снизить. Одним из значительных преимуществ трехфазного трансформатора является то, что выпрямленное напряжение не падает до нуля, даже если не используется сглаживающее устройство.

Трехфазный полуволновой выпрямитель

В трехфазном полуволновом выпрямителе , по три диода подключены к каждой из трех фаз вторичной обмотки трансформатора. Три фазы вторичной обмотки соединены звездой, поэтому она также называется Star Connected Secondary.

Анодный вывод диода подключен ко вторичной обмотке трансформатора. И три фазы трансформатора соединены вместе в общей точке, называемой нейтралью . Эта нейтральная точка обеспечивает отрицательный вывод нагрузки и заземлена.

Каждый диод проводит одну треть цикла переменного тока, а оставшиеся два диода остаются разомкнутыми. Выходное напряжение постоянного тока будет между пиковым значением напряжения питания и половиной напряжения питания.

Коэффициент пульсаций для трехфазного полуволнового выпрямителя вычисляется по уравнениям ниже.

Из приведенных выше расчетов очевидно, что коэффициент пульсаций для трехфазного полуволнового выпрямителя составляет 0,17 , т.е. 17% . В однофазной половине с выпрямителем значение коэффициента пульсаций составляет 1,21 , а в случае однофазного двухполупериодного выпрямителя — 0,482. Таким образом, очевидно, что значение коэффициента пульсаций у трехфазного выпрямителя намного меньше по сравнению с однофазным выпрямителем.

Причем частота пульсаций в трехфазном выпрямителе очень высока. Таким образом, эту рябь можно легко отфильтровать. Частота пульсаций в случае трехфазных выпрямителей в три раза больше частоты питающей сети. Благодаря этому процесс сглаживания в случае трехфазного выпрямителя намного проще, чем у однофазного выпрямителя.

Трехфазный полноволновой выпрямитель

В трехфазном двухполупериодном выпрямителе используются шесть диодов. Его также называют 6-диодным полуволновым выпрямителем . При этом каждый диод проводит 1/6 части цикла переменного тока. Колебания выходного постоянного напряжения меньше в трехфазных двухполупериодных выпрямителях. Выходное напряжение колеблется между максимальным значением пикового напряжения, то есть Vsmax, и 86,6% максимального напряжения.

Преимущество трехфазных двухполупериодных выпрямителей в том, что выходное напряжение регулируется и не падает до нуля. Выходное напряжение поддерживается между 86,6% максимального напряжения и пиковым значением напряжения.Таким образом, это кажется регулируемым.

Основной причиной столь низких колебаний выходного напряжения является использование большого количества диодов. Целесообразно использовать 6 диодов. Это связано с тем, что при использовании более 6 диодов стоимость схемы увеличивается. Более того, сложность схемы возрастает, и никакого значительного увеличения регулирования выходного напряжения не будет.

Трехфазный мостовой выпрямитель

Тип устройства в виде моста широко используется, потому что нет необходимости в промежуточном трансформаторе отвода в мостовом выпрямителе.Преимущество использования мостового выпрямителя заключается в том, что ток нагрузки I _dc в 0,95 раза больше пикового тока, протекающего через диод.

V _dc примерно в 2,34 раза больше действующего значения переменного напряжения, проходящего через вторичную обмотку трансформатора в трехфазном полуприводном выпрямителе. Каждый диод в трехфазном мостовом выпрямителе пропускает только 1/3 тока, протекающего через нагрузку.

Таким образом, этот тип перемычки более предпочтителен в различных приложениях.

Используются для преодоления недостатков однофазного выпрямителя.Мы уже обсуждали, что однофазные выпрямители обладают высоким коэффициентом пульсаций и большими колебаниями выходного постоянного тока. Чтобы преодолеть этот недостаток, появились трехфазные трансформаторы.

Мостовой выпрямитель

Работа, характеристики, типы и применение

Назначение мостового выпрямителя может заключаться во многих системах питания постоянного тока, это могут быть бытовые приборы, где требуется питание постоянного тока, чтобы переменный ток выпрямления можно было преобразовать в постоянный ток. Следовательно, его можно рассматривать как основную часть блоков питания.Исходя из требований к нагрузке, желательно выбрать для него конкретный выпрямитель.

Мостовые выпрямители достаточно эффективны и имеют минимальное значение пульсации. Этот тип выпрямителя разработан для того, чтобы преодолеть недостаток трансформатора с центральным отводом двухполупериодной схемы выпрямления.

Что такое мостовой выпрямитель?

Схема, состоящая из четырех или более диодов таким образом, что она соответствует топологии моста. Он упоминается как мостовой выпрямитель . Он может быть сконструирован с использованием обычных диодов или управляемых переключателей в нем. Он использует как положительную, так и отрицательную половины циклов, что приводит к полному выпрямлению волны.

Типы мостовых выпрямителей

В зависимости от исходной поставки и основных компонентов, использованных при их проектировании, а также функций управления мостовые выпрямители подразделяются на два типа. В основном, эти два типа рассчитаны на однофазное питание и трехфазное с.Далее эти основные типы подразделяются на управляемые и неуправляемые выпрямители.

1. Однофазные и трехфазные выпрямители

В однофазной схеме выпрямителей четыре диода подключены к источнику переменного тока. Тогда как трехфазный состоит из шести диодов в своей схеме. Это базовые выпрямители, которые далее классифицируются как управляемые и неуправляемые на основе используемых компонентов, таких как диоды, кремниевые управляемые выпрямители и т. Д.

Однофазная цепь питания

Трехфазная цепь питания

2. Неуправляемые мостовые выпрямители

В выпрямителях этого типа в выпрямителях используются диоды. В свойстве диодов четко указано, что ток может протекать в одном направлении. Следовательно, это будет основной компонент неуправляемого выпрямителя, так что мощность выпрямителя останется неизменной даже при изменении требований к нагрузке.Следовательно, они называются постоянными выпрямителями .

Базовая схема, представляющая неуправляемый выпрямитель

3. 3 . Управляемые выпрямители (мост)

В выпрямителях этого типа вместо обычных диодов для этой схемы предпочтительны кремниевые управляемые выпрямители (SCR). Вместо использования только SCR можно использовать MOSFET и другие управляющие устройства. При этом значение выходной мощности меняется в зависимости от требований к нагрузке.Это можно сделать, подав на него различное напряжение. Метод, используемый здесь для изменения выходного напряжения на нагрузке, называется , запускается .

Схема мостового выпрямителя, представляющая управляемые выпрямители

Выше приведены типы мостовых выпрямителей, которые классифицируются на основе предоставленного источника питания, а также дополнительно классифицируются на основе управления или изменения выходной мощности. Исходя из необходимости, выбирается предпочтительный тип выпрямителя.

Схема мостового выпрямителя

Мостовой выпрямитель представляет собой двухполупериодную схему выпрямления, которая использует оба цикла для выпрямления. Единственная разница между этой схемой и другой схемой двухполупериодного с трансформатором с центральным отводом состоит в том, что здесь диоды соединены по мостовой топологии без необходимости использования в нем трансформатора с центральным отводом.

Поскольку использование трансформатора с центральным отводом сделало схему дорогостоящей. Этот выпрямитель призван преодолеть этот недостаток, так как КПД остается неизменным в обоих случаях.

Схема мостового двухполупериодного выпрямителя

Выше показана схема мостового выпрямителя, которая состоит из начального источника переменного тока, а также четырех диодов, соединенных по мостовой топологии, и подключенного к нему нагрузочного резистора. На начальном этапе питание подается с помощью понижающего трансформатора. В зависимости от характеристик, касающихся требований к выпрямителю, это могут быть номинальные значения тока или пикового обратного напряжения, и поэтому были выбраны соответствующие диоды.

После обработки входных сигналов на диодном мосту другой каскад выпрямителя будет его нагрузкой.Здесь нагрузка принята как резистор. Как только выпрямление выполнено, входной переменный ток преобразуется в пульсирующий постоянный ток, но требуется чистый постоянный ток. В этом случае к нагрузке добавляется еще один компонент, называемый конденсатором или индуктором. Так что он может убрать рябь в цепи и сделать вывод плавным.

Работа схемы мостового выпрямителя

Здесь рассматриваемая схема представляет собой однофазный выпрямитель с четырьмя диодами в мостовой топологии.Они дополнительно подключаются к резистивной нагрузке. Работа диодов зависит от применяемых циклов и основана на действии диодов в соответствии с ними.

Анализ работы мостового выпрямителя

Давайте рассмотрим приведенную выше базовую схему, чтобы проанализировать мостовой выпрямитель. Четыре соединены по диагонали, как диодный мост. Предположим, что на схему подано питание, что означает, что первый положительный цикл войдет в схему.Когда положительный цикл попадает в электрическую схему, диод D1 и диод D2 переходят в состояние прямого смещения и пропускают ток.

При этом диод D3 и диод D4 останутся в состоянии обратного смещения. Следовательно, D3 и D4 не будут проводить. Как только отрицательный цикл попадет в схему, D3 и D4 будут в проводящем режиме. D1 и D2 останутся в состоянии обратного смещения. Это приводит к использованию как положительной, так и отрицательной половины цикла. Можно наблюдать, является ли это положительным или отрицательным циклом, применяемым к потоку тока в одном и том же направлении, чтобы удовлетворить свойству диода.Следовательно, схема становится более эффективной.

Однако после исправления в сгенерированном выходе есть некоторая рябь, которую можно сгладить с помощью техники фильтрации. Значение коэффициента пульсации у этого типа выпрямителя меньше, чем у полуволнового выпрямителя.

Характеристики полнополупериодного (мостового) выпрямителя

Характеристики двухполупериодных выпрямителей одинаковы как для выпрямителя с центральным отводом, так и для мостового выпрямителя.

(1) Коэффициент пульсации

Как обсуждалось в приведенном выше анализе схемы мостового выпрямителя, выходной сигнал, генерируемый после выпрямления, состоит из некоторой составляющей переменного тока, присутствующей в нем.Эти компоненты называются рябью. Пульсации можно измерить с помощью коэффициента пульсации .

Его можно выразить как отношение между присутствием составляющей переменного тока в генерируемом выходе и полученным постоянным током на выходе. Символ «r» используется для представления коэффициента пульсации.

[latexpage]
\ [
r = I_rms / I_DC
\]

Для мостового выпрямителя значение коэффициента пульсации r = 0,483. Этот коэффициент пульсации важен для анализа эффективности схемы.Значение коэффициента пульсации и КПД схемы обратно пропорциональны друг другу.

(2) КПД мостового выпрямителя

КПД выпрямителя определяется как отношение выходной мощности постоянного тока к приложенному переменному току в качестве входной мощности.

E = (генерируемая мощность постоянного тока) / (приложенная входная мощность переменного тока)

Полученный КПД схемы мостового выпрямителя составляет 81,2%. По эффективности по сравнению с полуволновой схемой он более эффективен и по сравнению с трансформатором с центральным ответвлением очень дешев.Общий анализ мостового выпрямителя прост для понимания. Однако он также требует поддержки фильтра, чтобы использовать его на практике.

Преимущества мостового выпрямителя

1. По сравнению с однополупериодным выпрямителем схема мостового выпрямителя более эффективна.
2. Нет потери выходной мощности из-за использования обеих половин цикла.
3. Входной сигнал отсутствует, так как выход полностью выпрямлен.
4. Значение коэффициента пульсации в мостовом выпрямителе меньше, потому что схема более эффективна.
5. Среднее значение постоянного тока наивысшего значения достигается благодаря схеме двухполупериодного мостового выпрямителя.
6. С точки зрения стоимости, это намного меньше, потому что концепция трансформатора с центральным отводом исключается из мостового выпрямителя.

Согласно анализу и эффективности, мостовой выпрямитель имеет много преимуществ по сравнению с недостатками. Но для практического применения необходимо внести некоторые необходимые изменения.

Применение мостового выпрямителя

1. При модулировании радиосигналов для определения его амплитуды концепция мостового выпрямителя имеет важное значение.
2. Для электрического тока требуется стабильная подача постоянного тока с поляризацией, это возможно с помощью двухполупериодной схемы выпрямления.
3. Из-за эффективного характера мостового выпрямителя его предпочтительно использовать в качестве части блока питания различных устройств.
4. Высокое напряжение переменного тока может быть преобразовано в низкое значение постоянного тока с помощью мостового выпрямителя.
5. Для питания устройств, это может быть светодиод или двигатель постоянного тока, предпочтительно использовать этот тип выпрямителей.

Выше приведены некоторые применения мостового выпрямителя. Проектирование и анализ мостовых выпрямителей упростили понимание, а эффективность и коэффициент пульсации сделали его высокоэффективным. Для практических применений какой из них предпочтительнее: с центральным отводом или мостовой выпрямитель?

Изображение предоставлено
Схема мостового выпрямителя, представляющая управляемые выпрямители — Allaboutcircuits.com

Мостовой выпрямитель — определение, изготовление и работа

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

Эволюция выпрямители

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Let’s взгляните на мостовой выпрямитель…!

Мост выпрямитель определение

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

Мост выпрямитель строительный

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

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

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

Как мост выпрямитель работает?

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

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

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

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

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

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

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

формы выходных сигналов мостового выпрямителя показаны на рисунок ниже.

Характеристики из мостовой выпрямитель

Пик обратный Напряжение (PIV)

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

или

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

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

Пиковое обратное напряжение (PIV) для мостового выпрямителя дано по

PIV = V _Smax

Коэффициент пульсации

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

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

коэффициент пульсации для мостового выпрямителя равен

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

Выпрямитель эффективность

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

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

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

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

Преимущества мостового выпрямителя

Низкий пульсации в выходном сигнале постоянного тока

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

Высокая выпрямитель эффективность

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

Низкий потеря мощности

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

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

Недостатки из мостовой выпрямитель

Мост выпрямитель схема выглядит очень сложной

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

Подробнее потеря мощности по сравнению с центральной полосой выпрямитель

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

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

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

Arduino, 220V, полноволновой управляемый мостовой выпрямитель

В последнем проекте я сделал выпрямитель с полуволновым управлением, используя плату Arduino UNO и один тиристор (также называемый SCR).
В этом разделе показано, как построить мостовой выпрямитель с двухполупериодным управлением, используя Arduino uno, 2 тиристора и 2 диода (полуконвертер).
Выпрямитель — это просто преобразователь переменного тока в постоянный.
На этот проект не предоставляется никаких гарантий, вы делаете это на свой страх и риск!
AC: переменный ток.
DC: постоянный ток.
SCR: выпрямитель с кремниевым управлением.

Ссылка на последний проект ниже:
Полуволновой управляемый выпрямитель 220 В с Arduino

На рисунке ниже представлена ​​общая принципиальная схема полууправляемого мостового выпрямителя (полупреобразователя), в котором используются два тиристора и два диода:

220 В, двухполупериодный мостовой выпрямитель со схемой Arduino:
Подробная принципиальная схема проекта показана ниже.

Все заземленные клеммы соединены вместе.

Входное напряжение цепи — 220/230 В, 50 Гц переменного тока (AC) от домашней розетки (однофазная). Фазовый (линейный) вывод соединен с анодом тиристора Т1 и катодом диода D1, естественный — с анодом тиристора Т2 и катодом D2.
Нагрузка может быть чисто резистивной (например, лампа) или индуктивной (двигатель).
Я использовал простую лампу мощностью 40 Вт (чисто резистивная нагрузка).

В этом проекте я использовал тиристор TYN1225 (таблица данных) для T1 и T2.Два диода D1 и D2 могут быть 1N4007 или эквивалентными.

Два трансформатора TR1 и TR2 представляют собой импульсные трансформаторы, которые используются для запуска двух тиристоров T1 и T2. TR1 и TR2 идентичны, их полное название: KMB472 / 101 (KMB472-101) от YHDC (datasheet).
Трансформатор КМБ472-101 работает с напряжением 8В, поэтому для получения 8В я использовал стабилизатор напряжения LM7808. LM7808 выдает регулируемое напряжение 8 В от внешнего источника питания 12 В.
Каждый трансформатор КМБ472-101 подключен к выходу регулятора LM7808 (8В) через резистор на 1 Ом.

Диоды D3, D4, D5 и D6 — простые диоды, каждый может быть 1N4007 или 1N4148.
Два транзистора Q1 и Q2 имеют тип NPN, каждый из них может быть KSC2383 (техническое описание) или эквивалентным. Я использую KSC2383 в своей аппаратной схеме! Базовые клеммы
Q1 и Q2 подключаются к контактам 9 и 10 Arduino соответственно через резистор 1 кОм.

В этом проекте я использовал LM393 (двойной компаратор IC) для обнаружения событий пересечения нуля, оптрон можно использовать для той же цели, но я думаю, что компаратор намного лучше, потому что он дает точные результаты событий пересечения нуля.Два диода (1N4007), которые подключены между неинвертирующим входом (+) и инвертирующим входом (-) компаратора, используются для ограничения напряжения между этими контактами. Выход LM393 (или LM339) представляет собой открытый коллектор, поэтому я добавил туда резистор 4,7 кОм (между + 5 В и выводом 2 Arduino). Также на микросхему компаратора подается напряжение +5 В от платы Arduino.
Неинвертирующий вход компаратора подключен к фазе источника 220 В через четыре резистора 220 кОм (всего 880 кОм).
То же самое и для инвертирующего входа, который подключен к естественной цепи через четыре последовательных резистора 220 кОм.

Угол зажигания альфа регулируется потенциометром 10 кОм (или переменным резистором), выход которого подключен к аналоговому выводу 0 Arduino.

Arduino Полуволновой выпрямитель, управляемый код:
Подсказки:
Частота переменного тока составляет 50 Гц, что означает, что период равен 20 миллисекундам, полуволна — 10 миллисекундам.
Нулевой угол стрельбы альфа представлен 0 мс, 45 ° равен 2.5 мс (2500 мкс), 90 ° — 5 мс (5000 мкс) и 135 ° — 7,5 мс (7500 мкс). 180 ° — это полная ширина полуволны, которая составляет 10 мс (10000 мкс).

Для источника переменного тока 60 Гц период составляет 16,67 мс, а ширина полуволны составляет 8,33 мс. Таким образом, угол стрельбы в 90 ° составляет 4,167 мс (4167 мкс).

Микроконтроллер Arduino uno (ATmega328P) имеет преобразователь АЦП с 10-битным разрешением, это означает, что цифровое выходное значение может варьироваться от 0 до 1023.
После считывания из аналогового канала 0 угол зажигания альфа всегда составляет от 0 до 9500 микросекунд:

альфа = (1023 — analogRead (pot)) * 10; , если (альфа> 9500) альфа = 9500;

Выход компаратора LM393 подключен к цифровому выводу 2 Arduino, который является выводом аппаратного внешнего прерывания.Всякий раз, когда происходит изменение состояния этого вывода (с высокого на низкий или с низкого на высокий), он прерывает работу микроконтроллера ATmega328P, который напрямую выполняет функцию ZC_detect ().
Прерывание разрешается с помощью следующей строки:

attachInterrupt (0, ZC_detect, CHANGE); // разрешить внешнее прерывание (INT0)

Два тиристора T1 и T2 запускаются с использованием двух сигналов ШИМ (последовательность импульсов), которые генерируются с помощью модуля Timer1 на контакте 9 (для T1) и контакте 10 (для T2) с частотой 3.9375 кГц.
Рабочий цикл установлен на 50, поэтому мы получаем последовательность импульсов продолжительностью 50 мкс (требуется импульсным трансформатором YHDC KMB472-101):

// Конфигурация ШИМ OCR1A = 50; // установить рабочий цикл PWM1 (импульс около 50 мкс, вывод 9) OCR1B = 50; // установить рабочий цикл ШИМ2 (импульс около 50 мкс, вывод 10) TCCR1B = 0x02; // устанавливаем часы Timer1 на CLKio / 8 (получаем частоту ШИМ 3.9375 кГц)

ШИМ генерируется только на выводе 9 Arduino, когда: TCCR1A = 0x81 и когда TCCR1A = 0x21, сигнал ШИМ включен только на выводе 10. Контакты 9 и 10 PWM выключены, когда TCCR1A = 0.

Событие пересечения нуля определяет, какой тиристор будет срабатывать, если входное напряжение 220 В находится в положительном цикле, на выходе компаратора LM393 высокий уровень (логическая 1), что означает, что тиристор T1 будет запущен (после задержки угла зажигания), в противном случае T2 будет уволен.
Итак, если переменная ZC равна 1, сигнал ШИМ генерируется на выводе 9 (TCCR1A = 0x81), а если ZC равно 2, сигнал ШИМ генерируется на выводе 10 (TCCR1A = 0x21):

TCCR1A = (ZC == 1)? 0x81: 0x21;

Полный код Arduino:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 9 0002 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73

/ ********************************************** ************************* * * Двухполупериодный мостовой выпрямитель с управлением на Arduino. * Это бесплатное программное обеспечение БЕЗ ГАРАНТИЙ. * https://simple-circuit.com/ * ******************************* *************************************** / #define pot A0 байт ZC = 0; uint16_t alpha; настройка void (void) { pinMode (9, OUTPUT); // настраиваем вывод 9 как выход pinMode (10, OUTPUT); // настраиваем вывод 10 как выход digitalWrite (9, LOW); digitalWrite (10, LOW); // Конфигурация ШИМ OCR1A = 50; // установить рабочий цикл PWM1 (импульс около 50 мкс, вывод 9) OCR1B = 50; // установить рабочий цикл ШИМ2 (импульс около 50 мкс, вывод 10) TCCR1B = 0x02; // устанавливаем часы Timer1 на CLKio / 8 (получаем частоту ШИМ 3.9375 кГц) TCCR1A = 0; attachInterrupt (0, ZC_detect, CHANGE); // разрешить внешнее прерывание (INT0) } // функция устранения дребезга вывода 2 bool debounce () { byte count = 0; для (байт i = 0; i <5; i ++) { if (digitalRead (2)) count ++; delayMicroseconds (5); } if (count> 3) return 1; возврат 0; } void ZC_detect () { TCCR1A = 0; // выключить ШИМ (контакты 9 и 10) digitalWrite (9, LOW); digitalWrite (10, LOW); если (debounce ()) ZC = 1; иначе ZC = 2; } // основной цикл void loop () { if (ZC! = 0) { if (alpha <9500) { delayMicroseconds (alpha); TCCR1A = (ZC == 1)? 0x81: 0x21; } ZC = 0; альфа = (1023 — analogRead (pot)) * 10; , если (альфа> 9500) альфа = 9500; } } // конец кода.

На следующих изображениях показана некоторая форма волны напряжения нагрузки с использованием источника 220 В переменного тока — 50 Гц и простой лампы мощностью 40 Вт.
Первый результат для угла открытия 0 градусов (0 мкс):

Второе изображение для альфа = 45 ° (2500 мкс):

Это для альфа = 90 ° (5000 мкс):

И последний результат для альфа = 135 ° (7500 мкс):

На рисунках ниже показаны мои простые части схемы protoboad.
На этом изображена полная схема:

А это показывает мостовой выпрямитель:

Здесь показаны два импульсных трансформатора:

И последнее изображение показывает схему обнаружения пересечения нуля:

Наконец, в следующем видео показано управление яркостью лампы 40 Вт с помощью управляемого мостового выпрямителя:

Ссылка:
Справочник по силовой электронике — MUHAMMAD H.РАШИД

Трехфазные мостовые выпрямители (b6)

• Ресурс исследования
• Исследовать
  • Искусство и гуманитарные науки
  • Бизнес
  • Инженерная технология
  • Иностранный язык
  • История
  • Математика
  • Наука
  • Социальная наука

  Лучшие подкатегории

  • Продвинутая математика
  • Алгебра
  • Основы математики
  • Исчисление
  • Геометрия
  • Линейная алгебра
  • Предалгебра
  • Предварительный камень
  • Статистика и вероятность
  • Тригонометрия
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • Науки о Земле
  • Наука об окружающей среде
  • Здравоохранение
  • Физика
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Антропология
  • Закон
  • Политология
  • Психология
  • Социология
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Бухгалтерский учет
  • Экономика
  • Финансы
  • Менеджмент
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Аэрокосмическая техника
  • Биоинженерия
  • Химическая инженерия
  • Гражданское строительство
  • Компьютерные науки
  • Электротехника
  • Промышленное проектирование
  • Машиностроение
  • Веб-дизайн
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Архитектура
  • Связь
  • Английский
  • Гендерные исследования
  • Музыка
  • Исполнительское искусство
  • Философия
  • Религиоведение
  • Письмо
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Древняя история
  • История Европы
  • История США
  • Всемирная история
  • другое →

  Лучшие подкатегории

  • Хорватский

.