Cầu diode là gì - một lời giải thích đơn giản
Định nghĩa
Cầu diode là một giải pháp mạch được thiết kế để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. Một tên khác là một bộ chỉnh lưu nửa sóng. Nó được xây dựng từ các điốt chỉnh lưu bán dẫn hoặc sự đa dạng của chúng - điốt Schottky.
Mạch cầu giả định sự hiện diện của một số (cho một mạch bán dẫn một pha - bốn) mà tải được kết nối.
Nó có thể bao gồm các yếu tố riêng biệt được hàn trên bảng, nhưng trong thế kỷ 21, các điốt được kết nối thường xuyên hơn trong một nhà ở riêng biệt. Bề ngoài, nó trông giống như bất kỳ thành phần điện tử nào khác - chân để kết nối với các rãnh của bảng mạch in được loại bỏ khỏi trường hợp có kích thước nhất định.
Điều đáng chú ý là một số van kết hợp trong một vỏ, không được kết nối theo mạch cầu, được gọi là cụm diode.
Tùy thuộc vào phạm vi và sơ đồ kết nối, các cầu diode là:
- một pha;
- ba pha.
Việc chỉ định trên sơ đồ có thể được thực hiện trong hai phiên bản, phiên bản nào sẽ sử dụng UGO trong bản vẽ tùy thuộc vào việc cầu được lắp ráp từ các yếu tố riêng biệt hay phiên bản hoàn thiện được sử dụng.
Nguyên lý hoạt động
Hãy hiểu cách hoạt động của cầu diode. Để bắt đầu, điốt đi qua hiện tại theo một hướng. Sự chỉnh lưu của điện áp xoay chiều xảy ra do độ dẫn một phía của điốt. Do kết nối chính xác của chúng, nửa sóng âm của điện áp xoay chiều đi vào tải dưới dạng dương. Nói một cách đơn giản - nó lật nửa sóng âm.
Để đơn giản và rõ ràng, chúng tôi coi hoạt động của nó là một ví dụ về bộ chỉnh lưu hai pha một nửa pha.
Nguyên lý hoạt động của mạch dựa trên thực tế là điốt dẫn dòng điện theo một hướng và bao gồm:
- Một tín hiệu hình sin xen kẽ được đưa đến đầu vào của cầu diode, ví dụ 220v từ nguồn điện gia dụng (trong sơ đồ nối dây, đầu vào cầu diode được chỉ định là AC hoặc ~).
- Mỗi nửa sóng của điện áp hình sin (hình dưới) được truyền qua một cặp van nằm chéo trên mạch.
Nửa sóng dương được truyền qua các điốt VD1, VD3 và âm - VD2 và VD4. Tín hiệu ở đầu vào và đầu ra của mạch bạn nhìn thấy bên dưới.
Tín hiệu này được gọi là - điện áp gợn chỉnh lưu. Để làm mịn nó, một bộ lọc với tụ điện được thêm vào mạch.
Các đặc điểm chính
Hãy xem xét các đặc điểm chính của điốt bán dẫn. Các chữ cái Latinh chỉ định tên của chúng trong tài liệu kỹ thuật bằng tiếng Anh (còn gọi là Bảng dữ liệu):
- Vvòng / phút - điện áp ngược cực đại hoặc cực đại. Khi điện áp này bị vượt quá, tiếp giáp pn bị phá hủy không thể phục hồi.
- Vr (rms) - điện áp ngược trung bình. Bình thường cho công việc, giống như Umảng trong các đặc tính của các thành phần trong nước.
- Tôio - dòng điện chỉnh lưu trung bình, giống như tôiVân vân trong nước.
- Tôifsm - dòng điện cực đại.
- Vfm - điện áp rơi trong phân cực thuận (ở trạng thái dẫn điện mở) thường là 0,6-0,7V, và nhiều hơn nữa với các mô hình dòng điện cao.
Khi sửa chữa thiết bị điện tử và nguồn điện hoặc thiết kế chúng, người mới bắt đầu hỏi: làm thế nào để chọn cầu diode?
Trong trường hợp này, các thông số quan trọng nhất đối với bạn sẽ là điện áp ngược và dòng điện. Ví dụ, để chọn cầu diode cho điện áp 220 V, bạn cần xem xét các mô hình có điện áp định mức hơn 400V và dòng điện mong muốn, ví dụ KBPC106 (hoặc 108, 110). Đặc tính kỹ thuật của nó:
- dòng điện chỉnh lưu tối đa - 3A;
- dòng điện cực đại (ngắn hạn) - 50A;
- điện áp ngược - 600V (tương ứng 800V, 1000V cho KBPC108 và 110).
Ghi nhớ những đặc điểm này và bạn có thể dễ dàng xác định tùy chọn nào để chọn từ danh mục.
Mạch chỉnh lưu
Việc chỉnh lưu dòng điện trong các bộ nguồn là mục đích chính, trong số các thành phần khác của mạch, bạn có thể chọn bộ lọc đầu vào, được kết nối sau bộ chỉnh lưu - nó được thiết kế để làm phẳng các gợn sóng. Hãy xem xét vấn đề này chi tiết hơn!
Trước hết, điều đáng chú ý là một cầu diode được gọi là mạch chỉnh lưu một pha gồm 4 điốt hoặc ba pha 6. Nhưng người hâm mộ thường gọi mạch chỉnh lưu bằng một điểm giữa.
Trong bộ chỉnh lưu nửa sóng, hai nửa sóng đến tải, và trong bộ chỉnh lưu nửa sóng, một sóng.
Để tránh nhầm lẫn, hãy hiểu thuật ngữ.
Dưới đây bạn thấy một mạch hai pha một nửa sóng, tên chính xác của nó là Mạch Gretz mạch, nó chính xác thường được ngụ ý bởi cái tên là cầu diode Di.
Mạch của Larionov là một cầu diode ba pha, tín hiệu đầu ra là nửa sóng. Điốt trong nó vượt qua nửa sóng, mở đường dây điện áp, I E. luân phiên: một diode A pha trên và một diode B pha thấp hơn, một pha B trên và một pha C thấp hơn, v.v.
Để đầy đủ, cần phải nói về các sơ đồ khác của chỉnh lưu điện áp xoay chiều.
Một bộ chỉnh lưu nửa sóng gồm 1 diode được nối tiếp với tải. Nó được sử dụng trong các nguồn cung cấp năng lượng dằn, nguồn cung cấp năng lượng thu nhỏ năng lượng thấp, cũng như trong các thiết bị không ảnh hưởng đến yếu tố gợn sóng. Chỉ có một nửa sóng đến tải.
Nửa sóng với một điểm giữa - đây là cái được gọi nhầm là cầu gồm 2 điốt. Ở đây, chỉ có một diode tiến hành mỗi nửa sóng. Ưu điểm của nó là hiệu quả cao hơn mạch Gretz, do số lượng cổng bán dẫn nhỏ hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng nó rất phức tạp bởi thực tế là bạn cần một máy biến áp với một cú chạm từ điểm giữa, được phản ánh trong sơ đồ mạch. Nó không thể được sử dụng để điều chỉnh điện áp nguồn là 220v.
Bộ chỉnh lưu từ các cụm Schottky. Nó được sử dụng trong việc chuyển đổi nguồn cung cấp năng lượng, bởi vì điốt Schottky có thời gian phục hồi ngược ít hơn, điện dung rào cản nhỏ (chuyển nhanh hơn từ trạng thái mở sang trạng thái đóng) và giảm điện áp chuyển tiếp nhỏ (ít tổn thất hơn). Schottky thường được tìm thấy trong các tổ hợp với cực dương hoặc cực âm chung, như trong hình dưới đây.
Do đó, để lắp ráp mạch cầu, một số lắp ráp sẽ được yêu cầu. Dưới đây là một ví dụ về 3 cụm Schottky với một cực âm chung.
Trong số 4 cụm với một cực âm phổ biến. Nó khác với cái trước đó ở chỗ nó có thể chịu được nhiều dòng điện hơn, với cùng các thành phần, bởi vì các dây Schottky trong nó được kết nối song song.
Trong số 2 tổ hợp Schottky, một tổ hợp có cực dương chung và một tổ hợp có cực âm chung. Tìm hiểu về cực dương và cực âm là gìBạn có thể trong bài viết riêng của chúng tôi.
Cách hàn và kết nối
Không khó để nghiên cứu và biết các mạch điện, những khó khăn chính nảy sinh khi một người mới bắt đầu quyết định hàn một cây cầu diode bằng tay của chính mình. Để hàn một bộ chỉnh lưu từ 4 bản sao Xô Viết loại cd202, hãy sử dụng hình minh họa bên dưới.
Để lắp ráp một cầu diode từ các điốt rời rạc hiện đại, chẳng hạn như 1n4007 công suất thấp (và các loại khác - tất cả chúng trông giống nhau và chỉ khác nhau về kích thước) xem kỹ hình minh họa sau đây.
Nhưng nếu bạn không lắp ráp nó từ các bộ phận riêng lẻ mà sử dụng một cây cầu làm sẵn, thì hãy xem bên dưới cách kết nối nó với mạch điện.
Sẽ rất thú vị cho người mới bắt đầu xem video về cách cung cấp nguồn điện đơn giản 12 V:
Phạm vi và mục đích
Thông thường, cầu diode được sử dụng trong các nguồn cung cấp năng lượng. Trong các nguồn cung cấp năng lượng máy biến áp, chúng được kết nối với cuộn dây thứ cấp của máy biến áp
Trong các nguồn cung cấp năng lượng xung - đến đầu vào của mạng 220v. Trong trường hợp này, mạch điều khiển điện tử và mạch nguồn UPS được cung cấp bởi điện áp nguồn được điều chỉnh và làm mịn (không phải luôn luôn) (đạt khoảng 300-310 Vôn).
Tại các cực của cuộn dây thứ cấp của nguồn điện chuyển mạch, điện áp xoay chiều tần số cao. Để làm thẳng nó, cài đặt các cụm điốt Schottky kép. Về vấn đề này, một sơ đồ chỉnh lưu giữa điểm thường được sử dụng.
Trong ô tô và xe máy, cầu diode ba pha được sử dụng, lắp ráp theo sơ đồ Larionov với ba van bổ sung, bởi vì một máy phát ba pha được sử dụng để cấp nguồn cho mạng trên tàu. Cây cầu trong máy phát điện được chế tạo dưới dạng một khu vực của vòng tròn và được lắp đặt ở phía sau của nó.
Một ngoại lệ là một số xe hơi hiện đại của Toyota và các thương hiệu khác, họ sử dụng máy phát điện 6 pha để thực hiện mạch chỉnh lưu 12 xung gồm 12 van. Điều này là cần thiết để giảm gợn và tăng dòng đầu ra.
Phương pháp xác minh
Để kiểm tra cầu diode, đồng hồ vạn năng ở chế độ kiểm tra diode là phù hợp nhất.
Để làm điều này, bạn cần đổ chuông đầu vào, sau đó mạch đầu ra cho ngắn mạch (cầu diode phải được hàn).
Không hàn trực tiếp trên bảng, bạn có thể đo điện áp rơi trên các điểm nối diode. Để làm điều này, bạn cần xác định sơ đồ chân của cây cầu, thông thường nó được chỉ định trực tiếp trên trường hợp, mà chúng tôi đã xem xét ở trên.
Trên màn hình của đồng hồ vạn năng, ở độ lệch trực tiếp, các số phải được hiển thị trong giới hạn 500-800 mV, và ngược lại - trên 1500 và đến vô cực (tùy thuộc vào thành phần cụ thể và thiết bị đo). Điều tương tự có thể được thực hiện trong chế độ Ohmmeter, như thể hiện trong hình bên dưới.
Quá trình này được mô tả chi tiết hơn trong bài viếtLàm thế nào để kiểm tra cầu diodeNghiêng, Trường hợp ngoài phương pháp thử nghiệm, chúng tôi đã nói về các dấu hiệu của một sự cố. Ngoài ra hãy xem video về cách kiểm tra bộ chỉnh lưu một pha và cầu diode của máy phát ô tô:
Đó là nơi chúng tôi kết thúc lời giải thích chi tiết của chúng tôi. Chúng tôi hy vọng rằng bây giờ nó đã trở nên rõ ràng với bạn tại sao cần một cầu diode và những gì nó làm trong một mạch điện. Nếu bạn có câu hỏi, hãy hỏi họ trong các ý kiến dưới bài viết!
Tài liệu liên quan:
Đang tải...
