Izmjenični napon se isporučuje iz organizacije za opskrbu električnom energijom do potrošača. To je zbog osobitosti transporta električne energije. Ali većina kućanskih (i, dijelom, industrijskih) električnih prijamnika zahtijeva konstantan napon. Da biste ga dobili, potrebni su pretvarači. U mnogim slučajevima izgrađeni su prema shemi "spojni transformator - ispravljač - filter za izravnavanje" (s izuzetkom prekidačka napajanja). Kao ispravljač koriste se diode spojene u premosni krug.
Sadržaj
Čemu služi diodni most i kako radi
Diodni most se koristi kao ispravljački krug koji pretvara izmjenični napon u istosmjerni. Princip njegova rada temelji se na jednosmjernoj vodljivosti - svojstvu poluvodičke diode da propušta struju samo u jednom smjeru.Jedna dioda može poslužiti i kao najjednostavniji ispravljač.
S takvim uključivanjem, niži (negativan) dio sinusoide je "odsječen". Ova metoda ima nedostatke:
- oblik izlaznog napona je daleko od konstantnog, potreban je veliki i glomazni kondenzator kao filter za izravnavanje;
- izmjenična struja se koristi maksimalno upola.
Struja kroz opterećenje prati oblik izlaznog napona. Stoga je bolje koristiti punovalni ispravljač u obliku diodnog mosta. Ako uključite četiri diode prema naznačenoj shemi i spojite opterećenje, onda kada se na ulaz primijeni izmjenični napon, jedinica će raditi ovako:
S pozitivnim naponom (gornji dio sinusoida, crvena strelica), struja će teći kroz diodu VD2, opterećenje, VD3. S negativom (donji dio sinusoida, zelena strelica) kroz diodu VD4, opterećenje, VD1. Kao rezultat toga, u jednom razdoblju struja prolazi kroz opterećenje dva puta u istom smjeru.
Valni oblik izlaznog napona je mnogo bliži ravnoj liniji, iako je razina mreškanja prilično visoka. Snaga izvora je u potpunosti iskorištena.
Ako postoji izvor trofaznog napona potrebne amplitude, možete napraviti most prema sljedećoj shemi:
U njemu će se opterećenju dodati tri struje, ponavljajući oblik izlaznog napona, s faznim pomakom od 120 stupnjeva:
Izlazni napon će ići oko vrhova sinusoida. Može se vidjeti da napon pulsira mnogo manje nego u jednofaznom krugu, njegov oblik je bliži pravoj liniji. U ovom slučaju, kapacitet filtera za izravnavanje bit će minimalan.
I još jedna verzija mosta - kontrolirana.U njemu su dvije diode zamijenjene tiristorima - elektroničkim uređajima koji se otvaraju kada se signal primijeni na kontrolnu elektrodu. U otvorenom obliku tiristori se ponašaju gotovo kao obične diode. Shema izgleda ovako:
Signali za uključivanje daju se iz upravljačkog kruga u dogovoreno vrijeme, do isključenja dolazi u trenutku kada napon prođe kroz nulu. Zatim se napon prosječuje na kondenzatoru, a ta se prosječna razina može kontrolirati.
Oznaka diodnog mosta i dijagram povezivanja
Budući da se diodni most može izgraditi prema različitim shemama, a sadrži malo elemenata, u većini slučajeva oznaka ispravljačkog sklopa se vrši jednostavnim crtanjem njegove sheme. Ako je to neprihvatljivo - na primjer, u slučaju izgradnje blok dijagrama - tada je most označen kao simbol, koji označava bilo koji AC-to-DC pretvarač:
Slovo "~" znači lanci naizmjenična struja, simbol "=" - istosmjerni krugovi, te "+" i "-" - izlazni polaritet.
Ako je ispravljač izgrađen prema klasičnom mostnom krugu od 4 diode, tada je dopuštena malo pojednostavljena slika:
Ulaz ispravljačke jedinice spojen je na izlazne stezaljke izvora izmjenične struje (u većini slučajeva to je step-down transformator) bez poštivanja polariteta - bilo koji izlazni terminal spojen je na bilo koji ulaz. Izlaz mosta povezan je s opterećenjem. Može ili ne mora zahtijevati polaritet (uključujući stabilizator, filter za izravnavanje).
Diodni most se može spojiti na izvor konstantnog napona.U ovom slučaju dobiva se zaštitni krug od nenamjernog preokretanja polariteta - s bilo kojim spajanjem ulaza mosta na izlaz napajanja, polaritet napona na njegovom izlazu neće se promijeniti.
Glavne tehničke karakteristike
Prilikom odabira dioda ili gotovog mosta, prije svega, morate pogledati maksimalna radna struja naprijed. Trebao bi premašiti struju opterećenja s marginom. Ako je ova vrijednost nepoznata, ali je snaga poznata, mora se pretvoriti u struju prema formuli Iload = Učitavanje / Uout. Da bi se povećala dopuštena struja, poluvodički uređaji mogu se spojiti paralelno - najveća struja opterećenja podijeljena je brojem dioda. U ovom slučaju, bolje je odabrati diode u jednoj grani mosta prema bliskoj vrijednosti pada napona u otvorenom stanju.
Drugi važan parametar je naprijed naponza koji je most ili njegovi elementi projektirani. Ne smije biti niži od izlaznog napona izvora izmjenične struje (vršna vrijednost!). Za pouzdan rad uređaja morate uzeti marginu od 20-30%. Da bi se povećao dopušteni napon, diode se mogu spojiti u seriju - u svakom kraku mosta.
Ova dva parametra dovoljna su za preliminarnu odluku o korištenju dioda u ispravljačkom uređaju, ali treba uzeti u obzir i neke druge karakteristike:
- maksimalna radna frekvencija - obično nekoliko kiloherca i nije važno za rad na industrijskim frekvencijama od 50 ili 100 Hz, a ako dioda radi u impulsnom krugu, ovaj parametar može postati odlučujući;
- pad napona u uključenom stanju za silikonske diode iznosi oko 0,6 V, što je nevažno za izlazni napon od npr. 36 V, ali može biti kritično pri radu ispod 5 V - u ovom slučaju treba odabrati Schottky diode koje karakterizira niska vrijednost ovog parametra.
Vrste diodnih mostova i njihovo označavanje
Diodni most se može sastaviti na diskretne diode. Da biste promatrali polaritet, morate obratiti pažnju na oznake. U nekim slučajevima, oznaka u obliku uzorka nanosi se izravno na tijelo poluvodičkog uređaja. To je tipično za domaće proizvode.
Strani (i mnogi moderni ruski) uređaji označeni su točkom ili prstenom. U većini slučajeva, ovo je oznaka anode, ali nema jamstva. Bolje je pogledati priručnik ili koristiti tester.
Od sklopa možete napraviti most - četiri diode su kombinirane u jednom paketu, a spajanje vodova može se izvesti vanjskim vodičima (na primjer, na tiskanoj pločici). Sheme montaže mogu biti različite, pa za ispravnu vezu morate pogledati tablice s podacima.
Na primjer, diodni sklop BAV99S, koji sadrži 4 diode, ali ima samo 6 pinova, ima dva polu-mosta unutra, spojena na sljedeći način (na kućištu je točka blizu pina 1):
Da biste dobili punopravni most, morate spojiti odgovarajuće izlaze s vanjskim vodičima (crveni trag prikazuje staze u slučaju korištenja tiskanog ožičenja):
U tom slučaju se na pinove 3 i 6 primjenjuje izmjenični napon. Pozitivni pol konstante uklanja se s kontakta 5 ili 2, a negativni pol uzima se iz kontakta 4 ili 1.
A najlakša opcija je sastaviti s gotovim mostom iznutra.Od domaćih proizvoda, to mogu biti KTs402, KTs405, postoje montažni mostovi strane proizvodnje. U mnogim slučajevima označavanje zaključaka primjenjuje se izravno na predmet, a zadatak se svodi samo na ispravan izbor prema karakteristikama i na povezivanje bez pogrešaka. Ako nema vanjske oznake zaključaka, morat ćete se pozvati na imenik.
Prednosti i nedostatci
Prednosti diodnog mosta su dobro poznate:
- sheme razrađivane desetljećima;
- jednostavnost montaže i spajanja;
- jednostavna dijagnoza kvara i jednostavan popravak.
Kao nedostatke potrebno je spomenuti povećanje dimenzija i težine kruga s povećanjem snage, kao i potrebu korištenja hladnjaka za diode velike snage. Ali tu se ništa ne može učiniti – fizika se ne može prevariti. Kada ti uvjeti postanu neprihvatljivi, potrebno je odlučiti o prijelazu na impulsni krug napajanja. Usput, u njemu se mogu koristiti premosne diode.
Također treba napomenuti da je oblik izlaznog napona daleko od konstantnog. Za rad s potrošačima koji postavljaju zahtjeve za stabilnost napona napajanja potrebno je koristiti most u kombinaciji s filterima za izravnavanje, a po potrebi i izlaznim stabilizatorima.
Slični članci:
