Přístroj, princip činnosti a obvod usměrňovače diody

Střídavý elektrický proud se přeměňuje na konstantní pulsující proud díky použití speciálních elektronických obvodů - diodových mostů. Diodový usměrňovací okruh je rozdělen do dvou verzí: jednofázové a třífázové.

Při provozu usměrňovače je hlavním prvkem dioda. Strukturálně jde o desku z polovodičového krystalu se dvěma zónami různé vodivosti. Funkcí je jednostranný proud elektrického proudu v závislosti na směru proudění.

Konstrukce a funkce usměrňovací diody je založena na vlastnostech pn spojení mezi polovodičovými zónami. Jeho odpor závisí na polaritě vnějšího napětí. V jednom případě je velký, v jiném případě je nevýznamný.

Jednofázový diodový můstek

Když je vstup střídavým sinusovým napětím, v každém polovičním cyklu prochází proud jedinou dvojicí diod a druhý je uzavřen. Výsledkem je pulzující napětí generované na výstupu diodového můstku usměrňovače, jehož frekvence je dvakrát vyšší než na vstupu.

Třífázový mostový okruh

V tomto schématu se používají polovodičové usměrňovače. Výstupní napětí zde je dosaženo s menšími pulzacemi.

Jak vyrovnat zvlnění při narovnávání napájení?

Kvalita usměrněného napětí se snižuje s nárůstem zvlnění. Aby se snížilo, používají se prvky, které uchovávají energii, když pocházejí z usměrňovače a vzdát se, když se její dodávka zastaví.

U diodového můstkového usměrňovače s kondenzátorem je druhý paralelně zapojen se zátěží. Jeho kapacita je zvolena v závislosti na zatěžovacím proudu. Při použití impulsu se kondenzátor nabije. Mezi impulsy (pokud nejsou žádné), napětí z něj je dáno zatížení.

V důsledku vyhlazení se výstupní napětí filtru zvětší a blíží se hodnotě amplitudy rektifikované hodnoty.

Ideální napětí na výstupu filtru nelze získat kvůli vybití kondenzátoru mezi impulsy. Obvykle jsou takové pulzace přípustné. Mohou se snížit zvýšením kapacity kondenzátoru.

Pokud se použije cívka pro vyhlazení, je zapojena do série s náplní. Kombinované filtrační obvody zahrnují tlumivky a kondenzátory.

Diody mostní konstrukce

Nejjednodušší zařízení mostu se provádí pájením jednotlivých diod. Průmysl vyrábí monolitické struktury, které jsou menší a levnější. Kromě toho si vybírají diody s podobnými vlastnostmi, které jim umožňují pracovat se stejným teplem. To zlepšuje spolehlivost obvodu diodového usměrňovače.

Výhodou diodových mostů z jednotlivých prvků je možnost opravy, když jedna z nich selže. Montáž musí být zcela vyměněna. Chyby v něm jsou vzácné, protože prvky jsou správně přizpůsobeny.

Napájecí zdroj usměrňovače

Zařízení, která spotřebovávají velký proud, jsou obvykle napájena ze sítě 220 V. Přímo nejsou zařízení připojena, protože napětí pro elektronické obvody je malé a proud je konstantní. Poté použijte síťový adaptér.

Napětí je redukováno transformátorem, který také vytváří galvanické oddělení mezi primárním a sekundárním napájecím obvodem. To snižuje riziko úrazu elektrickým proudem a chrání zařízení při zkratu v obvodu.

Moderní adaptéry pracují ve většině případů se zjednodušeným transformátorem bez galvanického oddělení, kde se na kondenzátoru absorbuje nadměrné napětí.

Diodový můstkový obvod 12 V: instrukce a montáž

Napájecí zdroj se skládá ze dvou modulů, kde první je transformátor s krokem dolů a druhý je diodový můstek, který přeměňuje jeden druh napětí na jiný.

Je vybrán vhodný transformátor. Primární vinutí se nachází pomocí testeru. Jeho odpor by měl být největší. Prostřednictvím multimetru v režimu měření odporu se nacházejí požadované konce. Pak jsou zde i další páry a značení.

Primární vinutí je 220 V. Potom je tester přepnut do režimu měření střídavého napětí a napětí je měřeno na zbývajících vinutích. Je nutné zvolit nebo větrat jeden o 10 V. Je důležité, aby napětí nebylo 12 V, protože po kapacitním filtru se zvýší o 18%.

Transformátor je vybrán na správný výkon, po němž je rezerva vyčerpána až na 25%.

4 diody jsou zkrouceny do diodového můstku a konce jsou navrženy. Pak je zapojen obvod, výstup je připojen ke kondenzátoru 25 V a 2200 μF (elektrolyt) a je kontrolován v provozu.

Transformátorový diodový most 24 V diodový most

V rádioamatérské praxi jsou široce používány nízkonapěťové zdroje bez transformátorů.

Napájení 220 V je dodáváno prostřednictvím kondenzátoru C1. Usměrňovač se skládá z diod VD1, VD2 a zenerových diod VD3, VD4. Chcete-li eliminovat proudové rázy přes most, když je napájení zapojeno sériově s kondenzátorem, je nainstalován proudový omezovací odpor 50-100 ohmů. K vypouštění kondenzátoru, když obvod nefunguje, je paralelně zapojen odpor 150-300 kΩ.

Na výstupu obvodu je nainstalován vyhlazovací kondenzátor s kapacitou 2000 μF.

Nedostatek galvanického spojení vytváří nebezpečí úrazu elektrickým proudem.

Aplikace

Aplikace diodového můstku jsou extrémně široké a rozmanité:

• Světelné přístroje (LED a zářivky);
• Elektrické měřicí přístroje;
• Napájecí zdroje pro elektronická zařízení;
• Průmyslové napájecí zdroje, ovládací prvky a nabíječky.

Jak vybrat diody pro výrobu diodového mostu?

Hlavní kritéria výběru jsou napětí a proud, při kterých se dioda nepřehřívá. Při přímém připojení na něj dopadá napětí přibližně 0,6 V, protože má vnitřní odpor. Opačné napětí, které dioda může odolat, aniž by vstoupila do režimu tepelného a elektrického výpadku, má určitý limit. Je-li konstruován pro 220 V, je vybírána rezerva nejméně 25%. Ale je lepší, aby byl dostatečně velký, aby se zabránilo náhodnému přetížení napájení v síti.

Proud je také zachycen s marží. V případě potřeby je k dispozici chladič.

Pro správnou volbu použijte referenční tabulku diod a diodových mostů.

Výrobcové diodových mostů

Mezi prvky pro osvětlovací zařízení vystupují usměrňovače řady 1N4007 a MS250 vyrobené společností Diotec. Jsou dimenzovány na napětí do 1000 V. V prvním případě se diodový můstek skládá ze čtyř diod umístěných na desce plošných spojů a ve druhém je prezentován ve formě kompaktní sestavy. I když je řada 1N4007 spolehlivá, sestava MS250 šetří váhu a prostor. Navzdory tomu zůstává poptávka po řadě 1N4007 vysoká, protože cena klesla natolik, že je určena především cenami měděných terminálů.

Technologie výroby diodových mostů řady MS pokračuje. Nyní jsou všechny čtyři krystaly mostu instalovány dohromady, což zvyšuje jejich tepelnou odolnost v důsledku jednotnosti parametrů.

Spolehlivost usměrňovačů klesá s nárůstem teploty okolního vzduchu. Tento problém je řešen přístrojem řady B250S2A, který je konstruován pro proud 2,3 A a vysílá 0,7 A při 125 ° C.

Většina výrobců nakupuje diody, po kterých sestavují hotové usměrňovače. Diotec se zabývá celým výrobním cyklem, od výroby krystalů až po montáž a balení.

Další přední světová společnost - IRF - má jedinečné technologie, které snižují rozměry dílů, zlepšují přenos tepla, zvyšují účinnost polovodičové technologie. Je to jediný výrobní celek pro celý cyklus přeměny energie.

Závěr

Diodový usměrňovací okruh se používá ve všech elektronických zařízeních. Aplikací následují úplné vlnové usměrňovače, jejichž vlastnosti jsou mnohem lepší než jednodenní usměrňovače. Každý z nich můžete zkontrolovat voláním každé diody.