Co je to diodový most - jednoduché vysvětlení

Definice

Diodový můstek je obvodové řešení určené pro usměrňování střídavého proudu. Jiným názvem je poloviční vlnový usměrňovač. Je postaven z polovodičových usměrňovacích diod nebo jejich rozmanitosti - Schottkyho diody.

Můstkový obvod znamená přítomnost několika (pro jednofázový obvod - čtyři) polovodičové diody, ke kterým je zátěž připojena.

Může se skládat z diskrétních prvků připájených na desce, ale v 21. století častěji připojených diod v samostatném krytu. Navenek to vypadá jako každá jiná elektronická součást - nohy pro připojení ke stopám desky plošných spojů jsou odstraněny z pouzdra určité velikosti.

Je třeba poznamenat, že několik ventilů kombinovaných v jednom pouzdru, které nejsou připojeny podle můstkového obvodu, se nazývají sestavy diod.

V závislosti na rozsahu a schématu zapojení jsou diodové můstky:

• jednofázová;
• třífázové.

Označení v diagramu může být provedeno ve dvou verzích, z nichž jedna pro použití UGO ve výkresu závisí na tom, zda je most sestaven ze samostatných prvků nebo je použit hotový.

Princip fungování

Pojďme pochopit, jak funguje diodový most. Začněme tím, že diody procházejí proudem v jednom směru. K usměrnění střídavého napětí dochází v důsledku jednostranné vodivosti diod. Zásluhou jejich správného připojení vstupuje záporná půlvlna střídavého napětí do zátěže ve formě kladného. Jednoduše řečeno - převrátí negativní půlvlnu.

Pro jednoduchost a srozumitelnost považujeme jeho fungování za příklad jednofázového dvoufázového usměrňovače.

Princip činnosti obvodu je založen na skutečnosti, že diody vedou proud v jednom směru a spočívají v následujícím:

• Střídavý sinusový signál je přiváděn na vstup diodového můstku, například 220 V z domácí elektrické sítě (v schématu zapojení je diodový můstkový vstup označen jako AC nebo ~).
• Každá z polovin vln sinusového napětí (obrázek níže) je vedena párem ventilů umístěných diagonálně na obvodu.

Pozitivní půlvlna prochází diodami VD1, VD3 a zápornými - VD2 a VD4. Signál na vstupu a výstupu obvodu vidíte níže.

Tento signál se nazývá - usměrněné zvlnění napětí. Za účelem vyhlazení je do obvodu přidán filtr s kondenzátorem.

Klíčové vlastnosti

Zvažte hlavní charakteristiky polovodičových diod. Latinská písmena označují jejich označení v technické dokumentaci v anglickém jazyce (tzv. Datasheet):

• V_rpm - špičkové nebo maximální zpětné napětí. Když je toto napětí překročeno, je pn spoj nevratně zničen.
• V_{r (rms)} - průměrné zpětné napětí. Normální pro práci, stejně jako U_arr ve vlastnostech domácích komponent.
• Já_o - průměrný usměrněný proud, stejný jako já_pr v domácím prostředí.
• Já_fsm - špičkový usměrněný proud.
• V_fm - pokles napětí v předpětí (v otevřeném vodivém stavu) je obvykle 0,6 - 0,7 V a více u modelů s vysokým proudem.

Při opravě nebo projektování elektronických zařízení a napájecích zdrojů se začátečníci ptají: jak zvolit diodový můstek?

V tomto případě bude nejdůležitějším parametrem reverzní napětí a proud. Chcete-li například vybrat diodový můstek pro 220 V, musíte se podívat na modely se jmenovitým napětím vyšším než 400 V a požadovaným proudem, například KBPC106 (nebo 108, 110). Jeho technické vlastnosti:

• maximální usměrněný proud - 3A;
• špičkový proud (krátkodobý) - 50A;
• zpětné napětí - 600 V (800 V, 1 000 V pro KBPC108, respektive 110).

Nezapomeňte na tyto vlastnosti a můžete snadno určit, kterou z možností si vybrat z katalogu.

Usměrňovací obvody

Hlavním účelem je úprava proudu v napájecích zdrojích, mezi ostatními součástmi obvodu můžete vybrat vstupní filtr, který je připojen za usměrňovač - je určen k vyhlazení zvlnění. Podívejme se na tento problém podrobněji!

Za prvé, stojí za zmínku, že diodový můstek se nazývá jednofázový usměrňovací obvod 4 diod nebo třífázový 6. Ale fanoušci často nazývají usměrňovací obvod se středem.

V polovičním usměrňovači přicházejí k zátěži dvě půlvlny a v polovičním usměrňovači jeden.

Abychom se vyhnuli zmatku, pojďme porozumět terminologii.

Níže vidíte jednofázový dvouvlnný obvod, jehož správný název je „Gretzův obvod“, je to jeho nejčastěji předpokládaný název „diodový můstek“.

Larionovův obvod je třífázový diodový můstek, výstupní signál je půlvlnný. Diody v ní procházejí půlvlny, které se otevírají dál síťové napětí, tj. střídavě: dioda horní fáze A a dioda dolní fáze B, horní fáze B a dolní fáze C atd.

Pro úplnost je nutné vyprávět o dalších schématech usměrňovačů střídavého napětí.

Polovodičový usměrňovač s 1 diodou zapojený do série se zátěží. Používá se v předřadných napájecích zdrojích, nízkoenergetických miniaturních napájecích zdrojích a také v zařízeních, která nevyžadují zvlnění. Na náklad dorazí pouze jedna půlvlna.

Půlvlna se středem - to je to, co se mylně nazývá mostem 2 diod. Zde pouze jedna dioda vede každou půlvlnu. Jeho výhodou je vyšší účinnost než obvod Gretz díky menšímu počtu polovodičových bran. Jeho použití je však komplikované potřebou transformátoru s odbočkou ze středu, což se odráží ve schématu zapojení. Nelze použít k usměrnění síťového napětí 220V.

Usměrňovač ze Schottkyho sestav. Používá se při spínání napájecích zdrojů, protože Schottkyho diody mají kratší dobu zpětného zotavení, malou bariérovou kapacitu (rychlejší přechod z otevřeného do uzavřeného stavu) a malý pokles napětí vpřed (menší ztráty). Schottkyho se nejčastěji vyskytuje v sestavách se společnou anodou nebo katodou, jak je znázorněno na obrázku níže.

Proto pro sestavení můstkového obvodu bude vyžadováno několik sestav. Níže je uveden příklad 3 Schottkyho sestav se společnou katodou.

Ze 4 sestav se společnou katodou. Liší se od předchozího v tom, že vydrží více proudu, se stejnými komponenty, protože Schottkyho dráty v něm jsou zapojeny paralelně.

Ze 2 Schottkyho sestav, jedna se společnou anodou a druhá se společnou katodou. Další informace co je anoda a katodaMůžete v našem samostatném článku.

Jak pájet a připojit

Není obtížné studovat a znát obvody, hlavní potíže se objevují, když se začátečník rozhodne pájet diodový most vlastníma rukama. Pro pájení usměrňovače ze 4 sovětských kopií typu cd202 použijte níže uvedený obrázek.

Chcete-li sestavit diodový můstek z moderních diskrétních diod, jako je nízký výkon 1n4007 (a další - všechny vypadají podobně a liší se pouze velikostí), pečlivě se podívejte na následující obrázek.

Pokud ji však nesestavíte z jednotlivých částí, ale použijete hotový most, podívejte se níže, jak jej správně připojit k obvodu.

Pro začátečníky bude také zajímavé sledovat video o tom, jak vyrobit jednoduché napájení 12V:

Rozsah a účel

Nejčastěji se v napájecích zdrojích používají diodové můstky. V napájecích zdrojích transformátoru jsou připojeny k sekundárnímu vinutí transformátoru

V pulzních napájecích zdrojích - na vstup do sítě 220V. V tomto případě je elektronický řídicí obvod a napájecí obvod UPS napájen usměrněným a vyhlazeným (ne vždy) síťovým napětím (dosahuje asi 300-310 voltů).

Na svorkách sekundárního vinutí spínacího zdroje je vysokofrekvenční střídavé napětí. Za účelem narovnání nainstalujte sestavy duálních Schottkyho diod. V tomto ohledu se často používá schéma středního bodu.

V automobilech a motocyklech se používají třífázové diodové mosty, sestavené podle Larionovova schématu se třemi dalšími ventily, protože k napájení palubní sítě se používá třífázový generátor. Můstek v generátoru je vytvořen jako kruhový segment a je instalován na jeho zadní straně.

 

Výjimkou jsou některé moderní vozy Toyota a další značky, které používají 6fázový generátor k implementaci dvanácti impulsního usměrňovacího obvodu 12 ventilů. To je nutné ke snížení zvlnění a zvýšení výstupního proudu.

Metody ověřování

Pro testování diodového můstku je nejvhodnější multimetr v režimu diodového testu.

Chcete-li to provést, musíte zazvonit vstup, pak výstup pro zkrat (diodový můstek musí být pájen).

Bez pájení přímo na desce můžete měřit pokles napětí napříč diodovými spoji. Chcete-li to provést, musíte určit pinout mostu, obvykle je to uvedeno přímo na případu, který jsme zvažovali výše.

Na obrazovce multimetru by měla být v dopředném předpětí čísla zobrazována v rozsahu 500 - 800 mV, a naopak, nad 1500 a do nekonečna (v závislosti na konkrétní součásti a měřicím zařízení). Totéž lze provést v režimu Ohmmeter, jak ukazuje obrázek níže.

Tento proces je podrobněji popsán v článku „jak zkontrolovat diodový most“, Kde jsme kromě metodiky testu hovořili o příznacích poruchy. Podívejte se také na video o tom, jak otestovat jednofázový usměrňovač a diodový můstek automobilového generátoru:

Zde končí naše podrobné vysvětlení. Doufáme, že se vám nyní ukázalo, proč je potřebný diodový most a co dělá v elektrickém obvodu. Pokud máte nějaké dotazy, zeptejte se jich v komentářích pod článkem!

Související materiály:

• Jak pájet rádiové komponenty z desek
• Jak používat multimetr - návod pro figuríny
• Jak snížit napětí