Växelspänning levereras från strömförsörjningsorganisationen till konsumenterna. Detta beror på särdragen med eltransporter. Men de flesta hushålls (och delvis industriella) elektriska mottagare kräver konstant spänning. För att få det krävs omvandlare. I många fall är de byggda enligt schemat "steg ned transformator - likriktare - utjämningsfilter" (med undantag för byta strömförsörjning). Dioder kopplade i en bryggkrets används som likriktare.
Innehåll
Vad är en diodbrygga till för och hur fungerar den
Diodbryggan används som en likriktarkrets som omvandlar AC-spänning till DC. Principen för dess funktion är baserad på envägsledning - egenskapen hos en halvledardiod att passera ström i endast en riktning.En enda diod kan också fungera som den enklaste likriktaren.
Med en sådan inkludering, desto lägre (negativ) en del av sinusoiden är "avskuren". Denna metod har nackdelar:
- formen på utspänningen är långt ifrån konstant, en stor och skrymmande kondensator krävs som ett utjämningsfilter;
- växelströmmen används på maximalt hälften.
Strömmen genom lasten följer formen på utspänningen. Därför är det bättre att använda en helvågslikriktare i form av en diodbrygga. Om du slår på fyra dioder enligt det indikerade schemat och ansluter belastningen, när en växelspänning appliceras på ingången, kommer enheten att fungera så här:
Med en positiv spänning (övre delen av sinusformen, röd pil) kommer strömmen att flyta genom VD2-dioden, belastningen, VD3. Med en negativ (nedre delen av sinusformen, grön pil) genom dioden VD4, belastning, VD1. Som ett resultat, under en period, passerar strömmen genom lasten två gånger i samma riktning.
Utspänningsvågformen är mycket närmare en rak linje, även om nivån av rippel är ganska hög. Källströmmen är fullt utnyttjad.
Om det finns en trefasspänningskälla med den erforderliga amplituden, kan du göra en bro enligt följande schema:
I den kommer tre strömmar att läggas till belastningen, upprepa formen på utspänningen, med en fasförskjutning på 120 grader:
Utspänningen kommer att gå runt toppen av sinusoiderna. Det kan ses att spänningen pulserar mycket mindre än i en enfaskrets, dess form är närmare en rak linje. I detta fall kommer utjämningsfiltrets kapacitans att vara minimal.
Och en annan version av bron - kontrollerad.I den ersätts två dioder av tyristorer - elektroniska enheter som öppnas när en signal appliceras på kontrollelektroden. I den öppna formen beter sig tyristorer nästan som vanliga dioder. Schemat ser ut så här:
Tillslagssignaler ges från styrkretsen vid överenskomna tider, avstängning sker i det ögonblick spänningen passerar noll. Sedan medelvärdes spänningen över kondensatorn, och denna medelnivå kan kontrolleras.
Diodbrobeteckning och kopplingsschema
Eftersom en brygga av dioder kan byggas enligt olika scheman, och den innehåller få element, görs i de flesta fall beteckningen av en likriktarenhet genom att helt enkelt rita dess kretsschema. Om detta är oacceptabelt - till exempel i fallet med att bygga ett blockschema - indikeras bron som en symbol, vilket indikerar en AC-till-DC-omvandlare:
Bokstaven "~" betyder kedjor växelström, symbolen "=" - DC-kretsar, och "+" och "-" - utgångens polaritet.
Om likriktaren är byggd enligt den klassiska bryggkretsen med 4 dioder, är en något förenklad bild tillåten:
Likriktarenhetens ingång är ansluten till AC-källans utgångsterminaler (i de flesta fall är det en nedtrappningstransformator) utan att observera polariteten - någon utgångsterminal är ansluten till vilken ingång som helst. Bryggans utgång är ansluten till lasten. Det kan eller kanske inte kräver polaritet (inklusive en stabilisator, utjämningsfilter).
Diodbryggan kan anslutas till en konstant spänningskälla.I detta fall erhålls en skyddskrets mot oavsiktlig polaritetsomkastning - med någon anslutning av bryggingångarna till strömförsörjningens utgång kommer polariteten på spänningen vid dess utgång inte att ändras.
Huvudsakliga tekniska egenskaper
När du väljer dioder eller en färdig bro måste du först och främst titta på maximal drift framåtström. Den bör överskrida belastningsströmmen med en marginal. Om detta värde är okänt, men effekten är känd, måste den omvandlas till ström enligt formeln Iload \u003d Pload / Uout. För att öka den tillåtna strömmen kan halvledarenheter kopplas parallellt - den största belastningsströmmen delas med antalet dioder. I det här fallet är det bättre att välja dioder i en gren av bron enligt ett nära värde för spänningsfallet i öppet tillstånd.
Den andra viktiga parametern är framåtspänningsom bron eller dess delar är konstruerade för. Den får inte vara lägre än AC-källans utspänning (toppvärde!). För tillförlitlig drift av enheten måste du ta en marginal på 20-30%. För att öka den tillåtna spänningen kan dioder kopplas i serie - i varje arm på bryggan.
Dessa två parametrar räcker för ett preliminärt beslut om användningen av dioder i en likriktaranordning, men några andra egenskaper bör också beaktas:
- maximal driftfrekvens - vanligtvis några kilohertz och spelar ingen roll för drift vid industriella frekvenser på 50 eller 100 Hz, och om dioden fungerar i en pulskrets kan denna parameter bli avgörande;
- spänningsfall i tillståndet för kiseldioder är det ca 0,6 V, vilket är oviktigt för en utspänning på till exempel 36 V, men kan vara kritiskt vid drift under 5 V - i detta fall bör Schottky-dioder väljas, som kännetecknas av en låg värdet för denna parameter.
Varianter av diodbryggor och deras märkning
Diodbryggan kan monteras på diskreta dioder. För att observera polariteten måste du vara uppmärksam på markeringarna. I vissa fall appliceras ett märke i form av ett mönster direkt på halvledarenhetens kropp. Detta är typiskt för inhemska produkter.
Utländska (och många moderna ryska) enheter är märkta med en prick eller en ring. I de flesta fall är detta beteckningen på anoden, men det finns ingen garanti. Det är bättre att titta i manualen eller använda testaren.
Du kan göra en bro från monteringen - fyra dioder kombineras i ett paket, och anslutningen av ledningarna kan göras med externa ledare (till exempel på ett kretskort). Monteringsscheman kan varieras, så för korrekt anslutning måste du titta på databladen.
Till exempel har BAV99S-diodenheten, som innehåller 4 dioder men bara 6 stift, två halvbryggor inuti, anslutna enligt följande (det finns en prick på höljet nära stift 1):
För att få en fullvärdig bro måste du ansluta motsvarande utgångar med externa ledare (röd spår visar spåren vid användning av tryckta ledningar):
I detta fall appliceras en växelspänning på stift 3 och 6. Den positiva polen för konstanten tas bort från stift 5 eller 2, och den negativa polen tas från stift 4 eller 1.
Och det enklaste alternativet är att montera med en färdig bro inuti.Av inhemska produkter kan dessa vara KTs402, KTs405, det finns monteringsbroar för utländsk produktion. I många fall appliceras märkningen av slutsatserna direkt på fallet, och uppgiften reduceras endast till rätt val enligt egenskaperna och till den felfria anslutningen. Om det inte finns någon extern beteckning av slutsatserna måste du hänvisa till katalogen.
Fördelar och nackdelar
Fördelarna med en diodbrygga är välkända:
- system som utarbetats i årtionden;
- enkel montering och anslutning;
- enkel feldiagnos och enkel reparation.
Som nackdelar är det nödvändigt att nämna ökningen av kretsens dimensioner och vikt med ökande effekt, liksom behovet av att använda kylflänsar för högeffektsdioder. Men ingenting kan göras åt det - fysiken kan inte luras. När dessa förhållanden blir oacceptabla är det nödvändigt att besluta om övergången till en pulsad strömförsörjningskrets. Förresten, bryggdioder kan användas i den.
Det bör också noteras att formen på utspänningen är långt ifrån konstant. För att arbeta med konsumenter som ställer krav på matningsspänningens stabilitet är det nödvändigt att använda en brygga i samband med utjämningsfilter, och vid behov utgångsstabilisatorer.
Liknande artiklar:
