Zařízení, princip činnosti a diodový usměrňovací okruh

Střídavý elektrický proud se přeměňuje na konstantní pulzující proud díky použití speciálních elektronických obvodů - diodových můstků. Diodový usměrňovací okruh je rozdělen na 2 varianty: jednofázové a třífázové.

Při provozu usměrňovače je hlavním prvkem dioda. Strukturálně jde o desku z polovodičového krystalu se dvěma zónami s různou vodivostí. Funkcí je jednostranný proud elektrického proudu v závislosti na směru toku.

Konstrukce a provoz usměrňovací diody je založen na charakteristikách p-n spojení mezi polovodičovými zónami. Jeho odpor závisí na polaritě vnějšího napětí. V jednom případě je velký, v druhém případě je nevýznamný.

Jednofázový diodový most

Když je vstup střídavým sinusovým napětím, v každém půlkruhu prochází proud přes jednu dvojici diod a druhý je uzavřen. Výsledkem je generování pulzujícího napětí na výstupu můstkového obvodu diodového usměrňovače, jehož frekvence je dvojnásobná než hodnota vstupu.

Třífázový mostový okruh

V tomto schématu se používají diodové polovodičové usměrňovače. Výstupní napětí se zde získává s menšími pulzacemi.

Jak vyrovnat zvlnění při narovnávání napájení?

Kvalita rektifikovaného napětí se snižuje s nárůstem zvlnění. Abychom je redukovali, používají se prvky, které akumulují energii, když pocházejí z usměrňovače, a vzdali se, když se zdroj přestal.

Na diodovém můstkovém usměrňovači obvodu s kondenzátorem je tento druhý paralelně zapojen se zátěží. Jeho kapacita je zvolena v závislosti na zatížení. Při použití impulsu je kondenzátor nabíjen. Mezi impulsy (pokud nejsou žádné), je napětí z něj dáno zatížení.

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

Ideální napětí na výstupu filtru nelze získat díky vypouštění kondenzátoru mezi impulsy. Obvykle jsou takové pulsy přípustné. Mohou se snížit zvýšením kapacity kondenzátoru.

Je-li induktor používán k vyhlazení, je zapojen do série s zatížením. Kombinované filtrační obvody zahrnují tlumivky a kondenzátory.

Diody mostní konstrukce

Nejjednodušší zařízení mostu se provádí spájením 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 zvyšuje 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.

Usměrňovač napájení

Přístroje, které spotřebovávají velký proud, jsou obvykle napájeny ze sítě 220 V. Přímo zařízení nejsou 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 sestupný a druhý je diodový můstek, který převádí jeden typ 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 napájeno 220 V. Poté se tester přepne do režimu měření střídavého napětí a napětí se měří 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 pro požadovaný výkon, po kterém je rezerva vyčerpána až na 25%.

4 diody jsou zkrouceny do diodového můstku a konce jsou vyprodány. 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 do série s kondenzátorem, odpor omezení proudu odpor 50-100 Ohm. Pro vypouštění kondenzátoru, když obvod nefunguje, je paralelně zapojen odpor 150-300 kΩ.

Výstup obvodu je vybaven vyhlazovacím kondenzátorem o kapacitě 2000 μF.

Nedostatek galvanického spojení vytváří riziko úrazu elektrickým proudem.

Aplikace

Oblasti použití diodového mostu jsou extrémně široké a rozmanité:

• světelná zařízení (LED a zářivky);
• přístroje pro měření elektřiny;
• 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 dioda nepřehřívá. Při přímém připojení na něj dopadá napětí asi 0,6 V, protože má vnitřní odpor. Opačné napětí, které může dioda odolat, aniž by vstoupila do režimu tepelného a elektrického výpadku, má určitý limit. Je-li navržena pro 220 V, je přijata rezerva nejméně 25%. Ale je lepší, aby byl dostatečně velký na to, aby chránil před náhodnými výpadky napájení v síti.

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

Pro správnou volbu použijte referenční tabulku diod a diodových mostů.

Výrobci diodových mostů

Mezi prvky pro osvětlovací zařízení vystupují usměrňovače série 1N4007 a MS250 vyráběné firmou Diotec. Jsou určeny pro napětí do 1000 V. V prvním případě se diodový můstkový obvod skládá ze čtyř diod umístěných na desce s plošnými spoji a ve druhé je prezentován ve formě kompaktní sestavy. Přestože řada 1N4007 je v provozu spolehlivá, sestava MS250 šetří váhu a stopu. Navzdory tomu zůstává poptávka po řadě 1N4007 vysoká, protože cena klesla tak, že je určena především cenami měděných terminálů.

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

Spolehlivost usměrňovačů klesá se zvyšující se okolní teplotou. Tento problém řeší zařízení řady B250S2A, které je navrženo 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, zlepšují účinnost polovodičové technologie. Je to jediný výrobní celek pro celý cyklus přeměny energie.

Závěr

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