Почему после диодного моста частота на выходе постоянного становится в 2 раза больше чем частота входа переменного
Почему после диодного моста частота на выходе постоянного становится в 2 раза больше чем частота входа переменного ?
Полный период колебания составляет 50 гц. или 0.002 сек на период. В мосте положительные и отрицательные перепады разделяются по знаку, чего не понятного.
Синусоида переменного тока в сети симметрична относительно нуля: у неё и вверху «верхушечки», и внизу «верхушечки». Диодный мост разрезает эту синусоиду пополам вдоль «нуля» и нижние «верхушечки» тоже поворачивает наверх. Вот их в два раза больше и становится.
Диодный мост является двухполупериодным выпрямителем — на его выходе образуется пульсирующее (а не постоянное) напряжение с двойной (относительно подводимого переменного напряжения) частотой пульсаций, так как отрицательная полуволна перенаправляется в положительном направлении, удваивая тем самым частоту пульсаций .Для наглядности вот картинка, на ней красным -переменное напряжение, зеленым -пульсирующее после однополупериодного выпрямления, а синим — пульсирующее напряжение после двухполупериодного выпрямления
Это заблуждение, что частота удваивается. Из-за каких-то двоечников это понятие до сих пор распространяется на остальных подобных «знатоков/электриков» и пошло оно, поехало, как зараза)). Выпрямитель только разделяет положительные и отрицательные волны, поэтому частота остаётся без изменений = 50Гц. В двухполупериодном выпрямителе положительные волны направляются на один вывод выпрямителя, а отрицательные на другой. А в однополупериодном выпрямителе из-за непропускания положительных или отрицательных волн (зависит от включения полярности диода) частота пульсаций естественно становится в 2 раза меньше и = 25Гц.
на выходе постояный ток с пульсацией 100 герц
Это все придумал Черчиль в 18 м году.
А что такое частота постоянного?
Такой вопрос возникает от не умения мыслить.
Я всегда недоумевал, с какого бы хрена отрицательная полуволна ПЕРЕВОРАЧИВАЕТСЯ. И полуволна становится 100 герц. Даже по логике это не верно. А оказывается ни я один такой, Спасибо, Валерий Котов!
всегда удивляют такие ответы.
видимо ответы с той же оперы что и о плоской земле. отрицательная полуволна переворачивается не сама по себе. диодный мост заставляет бежать ток то в одну сторону то в другую в зависимости от направления это как будто ты на выходе трансформатора быстро бы менял провода местами.
что такое отрицательная полу волна это ток который побежал в другом направлении
когда провода поменяны то ток уже не будет бежать в другом направлении он будет бежать в нужном значит и полу волна не будет отрицательной она будет положительной.
для тех кто не верит предлагаю поразмыслить над тем куда бежит ток в конкретный момент времени через диодный мост и как возвращается с нагрузки.
если останутся сомнения показания осциллографа их разветвят.
всем удачи поднимайте меру своего понимания.
/> />
Почему это она удваивается вообще? были верхушечки и низушечки стали верхушечки частота таже
Проверка диодного моста мультиметром (прозвонкой)
Диодный мост — устройство, которое призвано выпрямлять и преобразовывать переменный ток в постоянный. Это составной элемент любого электрического аппарата. Как устроен мост, как осуществляется проверка диодного моста и как прозвонить диодный мост? Об этом далее.
Что нужно знать о диодных мостах
Для начала мы рассмотрим, какими бывают и что внутри диодного моста. Встречаются данные элементы схемы в двух исполнениях:
- Из дискретных (отдельных) диодов. Обычно распаяны на плате и соединены дорожками в правильную схему.
- Диодные сборки. Сборки могут представлять собой как однофазные мосты для выпрямления обоих полупериодов переменного напряжения, так и сборки из двух диодов, соединенные в цепь общим катодом или анодом и другие варианты включения.
В любом случае выпрямительный однофазный диодный мост состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных между собой последовательно-параллельным образом. Переменное напряжение подается на две точки, в которых соединены анод с катодом (разноименные полюса диодов). Постоянное напряжение снимается с точек соединения одноименных полюсов: плюс с катодов, минус с анодов.
На схеме место подключения переменного напряжения обозначено символами AC или «
», а выходы с постоянным напряжением «+» и «-«. Зарисуйте себе эту схему, она нам пригодится при проверке.
Если представить реальный диодный мост и совместить его с этой схемой получится что-то вроде:
Устройство
Диодный мост является электрическим устройством, которое предназначено для того, чтобы преобразовывать или выпрямлять переменный вид тока и создавать его пульсирующим или постоянным. Подобным выпрямлением называют двухполупериодным. Также есть другое понятие в справочнике. Диодный мост считается там мостовой схемой диодных соединений, чтобы выпрямлять переменный ток и делать из него постоянный. Это самый простой и самый распространенный выпрямитель, используемый в радиотехнике с электроникой, автомобилем и других сферах, там, где нужно получить пульсирующее и постоянное напряжение.
Вторым названием диодного моста является двухполупериодный выпрямитель. Он включает в себя полупроводниковые выпрямительные диоды или шотткины электродиоды. Элементы могут быть отдельно распаяны на плате. В современном варианте объединяются диоды в одном корпусе. Это называется диодной сборкой.
Устройство диодного моста
Применение диодных мостов обширное. Их можно увидеть в электронике, трансформаторном и импульсном блоке питания и люминесцентной лампе. В сварочный аппарат ставятся полупроводниковые диодные сборки, крепящиеся к теплоотводящим устройствам.
Диодный мост обычно устанавливается на входе цепи питания при выпрямлении сетевого напряжение. Подобное решение может быть применено в импульсном блоке питания, в том числе компьютерном блоке питания. Также может быть использовано во вторичной трансформаторной обмотке блока питания, старого телевизора или маломощной домашней магнитолы.
Современные блоки питания оснащены импульсными схемами, где диодный мост занимается выпрямлением именно сетевого напряжения, а трансформатор занимается управлением полупроводниковых ключей или транзисторов.
Обратите внимание! Сбои в диодном мосте могут быть из-за быстрой разрядки аккумулятора, отсутствия подзарядки его от генераторного устройства, перезарядки аккумулятора и кипения электролита.
Быстрая разрядка аккумулятора как причина сбоя работы электродов
Как проверить диодный мост в трансформаторном блоке питания с помощью лампочки
Для этого способа понадобится лампа накаливания мощностью до 100 Вт, вкрученная в патрон. Лампу подключают в разрыв силового фазного провода. Если на плате произошло короткое замыкание, то при включении устройства в сеть перегорит предохранитель, сам провод или выбьют автоматические выключатели. Если провести проверку с использованием лампочки накаливания, то подобных неприятностей можно избежать. При наличии короткого замыкания лампочка, включенная в сеть, загорится ярким светом. Она не сгорит, поскольку сопротивление спирали ограничит ток. Если же электронные компоненты платы исправны, то лампочка не загорится совсем или будет наблюдаться слабое свечение.
Пробой диодного моста
Принцип работы
Работает диодный полупроводниковый мост, проводящий ток, просто. Принцип работы основан на том свойстве, что полупроводниковый диод пропускает электрический ток в одном направлении и не пропускает в другом. Так при правильном подключении зарядов, через прибор будет проведен ток.
Отличие переменного тока от постоянного в том, что он может двигаться только в одной направленности. При этом делать это в один полупериод. На протяжении другой половины периода он может совершать противоположное движение. При подключении в цепь нескольких диодов, они начнут двигаться, создавая постоянный ток.
Собрать схему диодного моста при этом просто. Это может сделать каждый. Она включает в себя четыре диода, которое соединены друг с другом квадратом. На несколько противолежащих углов подается ток от генераторного аппарата. С нескольких иных противоположно лежащих углов убирается постоянный. На первый период делается открытие нескольких электродиодов и выпрямляется волна переменного напряжения. На второй период делается открытие еще нескольких диодов. Преобразуется, таким образом, вторая волна. В результате получается постоянное напряжение с импульсной частотой выше в несколько раз, по сравнению с той, что была при переменном.
Интересно! Представленная схема обладает своими плюсами и минусами. Чтобы использовать выпрямленный ток импульсную составляющую нужно сгладить фильтром. Благодаря выпрямлению, можно питать трансформатор и снизить его объемы. Из недостатков отмечают тот факт, что теряется мощность на тепловое рассеивание, происходит двукратное падение напряжение и ломается прибор, если один диод выходит из строя.
Принцип работы устройства
Прозвонка диодного моста мультиметром
Любую деталь на плате можно выпаять для проверки или прозвонить не выпаивая. Однако точность проверки в таком случае снижается, т.к. возможно, отсутствие контакта с дорожками платы, при видимой «нормальной» пайке, влияние других элементов схемы. К диодному мосту это тоже относится, можно его не выпаивать, но лучше и удобнее для проверки его выпаять. Мост, собранный из отдельных диодов, довольно удобно проверять и на плате.
Почти в каждом современном мультиметре есть режим проверки диодов, обычно он совмещен со звуковой прозвонкой цепи.
В этом режиме выводится падение напряжение в милливольтах между щупами. Если красный щуп подсоединен к аноду диода, а черный к катоду, такое подключение называется в прямом или проводящем направлении. В этом случае падение напряжения на PN-переходе кремниевого диода лежит в диапазоне 500-750 мВ, что вы можете наблюдать на картинке. Кстати на ней изображена проверка в режиме измерения сопротивлений, так тоже можно, но есть и специальный режим проверки диодов, результаты будут, в принципе, аналогичны.
Если поменять щупы местами – красный на катод, а черный на анод, на экране будет либо единица, либо значение более 1000 (порядка 1500). Такие измерения говорят о том, что диод исправен, если в одном из направлений измерения отличаются, значит, диод неисправен. Например, сработала прозвонка – диод пробит, в обоих направлениях высокие значения (как при обратном включении) – диод оборван.
Важно! Диоды Шоттки имеют меньшее падение напряжения, порядка 300 мВ.
Есть еще экспресс проверка диодного моста мультиметром. Порядок действий следующий:
- Ставим щупы на вход диодного моста (
На видео ниже наглядно показано, как проверить диодный мост мультиметром:
Напряжение на выходе полупроводникового выпрямительного моста является
Как и обычно, в силовой электронике и электротехнике однофазное подключение нагрузок применяется при сравнительно малых мощностях. С увеличением уровня мощности используются трехфазные схемы.
Трехфазная схема выпрямителя со средней точкой изображена на рис. 4.1. В схему входит трансформатор с вторичными обмотками, соединенными звездой. Первичные обмотки соединяются звездой или треугольником. Пусть выпрямитель идеализированный, нагрузка активная.
Диоды схемы работают попеременно в течение одной трети периода переменного напряжения. В какой-либо момент времени проводит ток тот диод, потенциал анода которого по отношению к нулевой точке трансформатора выше, чем у других диодов. Переход тока с диода на диод происходит в моменты, соответствующие точкам пересечения синусоид фазных напряжений. Отсюда следует, что кривая выпрямленного напряжения схемы u d может быть получена как огибающая синусоид фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора.
Среднее значение выпрямленного напряжения определяется на периоде повторяемости процессов в цепи нагрузки (т.е. на интервале 2 π 3 ):
U d = 1 2 π / 3 ∫ − π 3 π 3 2 ⋅ U 2 cos v d v = 3 6 2 π U 2 = 1,17 U 2 .
Амплитуда переменной составляющей выпрямленного напряжения здесь меньше, чем в схеме однофазного выпрямителя со средней точкой, а частота переменной составляющей в три раза больше частоты переменного напряжения.
К каждому из диодов на интервале закрытого состояния через соответствующий открытый диод прикладывается линейное напряжение вторичных обмоток трансформатора. Например, к диоду VD1 на интервале открытого состояния диода VD2 прикладывается напряжение U 2 A − U 2 B , а на интервале открытого состояния диода VD3 — напряжение U 2 A − U 2 C . Наибольшее значение обратного напряжения равно амплитуде линейного напряжения.
Токи диодов будут одновременно и токами вторичных обмоток трансформатора. Серьезным недостатком схемы является, подобно и схеме однофазного однополупериодного выпрямителя, вынужденное намагничивание сердечника трансформатора. Во избежание насыщения из-за вынужденного намагничивания приходится увеличивать сечение магнитопровода, что приводит к завышению массо-габаритных показателей трансформатора.
Поток вынужденного намагничивания может быть исключен введением дополнительных обмоток (т.е. усложнением трансформатора) на вторичной стороне и соединением вторичных обмоток зигзагом. Однако лучшие результаты дает применение трехфазной мостовой схемы, не имеющей потока вынужденного намагничивания и обладающей рядом других преимуществ.
Совместив, подобно схеме на рис. 3.1, в, два выпрямителя, получим двухполярный выпрямитель, как показано на рис. 4.2.
Рис. 4.2 — Совмещение двух выпрямителей со средней точкой
Между точками а и b будет сформировано удвоенное выпрямленное напряжение. При подключении нагрузки к указанным точкам и отключении нулевого вывода вторичных обмоток трансформатора получим трехфазную мостовую схему выпрямления, приведенную на рис. 4.3.
Таким образом, для обеспечения одинакового значения выпрямленного напряжения в трехфазной мостовой схеме требуется вдвое меньшее значение напряжения вторичных обмоток трансформатора, чем в трехфазной схеме выпрямления со средней точкой.
Верхнюю группу диодов схемы (см. рис. 4.3) принято называть катодной, а нижнюю — анодной.
В мостовом выпрямителе одновременно пропускают ток два диода: один с наиболее высоким потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы диодов, другой — с наиболее низким потенциалом катода из анодной группы. Временные диаграммы работы диодов приведены на рис. 4.3. На схеме нумерация диодов соответствует последовательности их вступления в работу. Так, например, на интервале v 1 − v 2 , ток пропускают диоды VD1, VD6, на интервале v 2 − v 3 — диоды VD1, VD2 и т.д.
На интервале v 1 − v 2 выпрямленное напряжение определяется разностью фазных напряжений u 2 A и u 2 B , на интервале v 2 − v 3 — u d = u 2 A − u 2 C и т.д. Таким образом, выпрямленное напряжение имеет шестикратные пульсации переменной составляющей, хотя угол проводимости каждого диода такой же, как в трехфазной схеме со средней точкой. Амплитуда переменной составляющей выпрямленного напряжения наименьшая из всех рассмотренных выпрямителей.
В трехфазном мостовом выпрямителе нет вынужденного намагничивания сердечника трансформатора, так как ток в каждой вторичной обмотке протекает дважды за период, причем в противоположных направлениях.
Обратное напряжение, прикладываемое к диодам в закрытом состоянии, по форме повторяет обратное напряжение диодов в выпрямителе со средней точкой, но по величине оно в два раза меньше (при равных значениях выпрямленного напряжения).
В управляемых трехфазных выпрямителях угол управления α отсчитывается от точек естественной коммутации (от точек пересечения фазных напряжений). Схема управляемого выпрямителя со средней точкой приведена на рис. 4.4, а. На рис. 4.4, б, в показаны кривые выпрямленного напряжения u d для режима работы на активную нагрузку при двух различных углах управления. Естественно, что при этом кривая тока нагрузки повторяет по форме кривую выпрямленного напряжения.
Имеются две характерные области управления. Первая находится в диапазоне 0 < α < π 6 и характеризуется режимом непрерывного выпрямленного тока (см. рис. 4.4, б), а вторая начинается при углах α > π 6 , причем в кривой выпрямленного тока в этом случае возникают паузы, в течение которых мгновенные выпрямленные токи равны нулю (см. рис. 4.4, в).
Среднее выпрямленное напряжение для первой области регулирования определяется следующим образом:
U d = 3 2 π ∫ π 6 + α π 6 + α + 2 π 3 2 ⋅ U 2 sin v d v = 1,17 U 2 cos α = U d 0 cos α . | (4.1) |
Каждый тиристор схемы работает треть периода. Во второй области регулирования ( α > π 6 ) ток через тиристор обрывается при прохождении мгновенного выпрямленного напряжения через нуль. Длительность прохождения тока через тиристор меньше одной трети периода на величину α − π 6 .
Среднее выпрямленное напряжение в этом случае рассчитывается иначе:
U d = 3 2 π ∫ π 6 + α π 2 ⋅ U 2 sin v d v = U d 0 1 + cos ( π 6 + α ) 3 . | (4.2) |
Верхний предел интегрирования берется равным π по той причине, что далее следует интервал, где мгновенное выпрямленное напряжение равно нулю.
Как видно из (4.2), для трехфазной схемы со средней точкой при активной нагрузке предельным углом управления (при котором U d = 0 ) является угол 150°.
При работе на активно-индуктивную нагрузку ( L d → ∞ ) ток через каждый тиристор протекает всегда одну треть периода и имеет форму прямоугольника. Переход тока с тиристора на тиристор происходит в момент подачи отпирающего импульса на очередной вступающий в работу тиристор. Как видно из рис. 4.4, г, кривая выпрямленного напряжения для углов управления α < π 6 ничем не отличается от случая работы схемы на активную нагрузку. При углах управления α > π 6 , как показано на рис. 4.4, г, в кривой выпрямленного напряжения появляются интервалы, когда u d принимает отрицательные значения. В результате при L d → ∞ предельный угол управления равен 90°, а выпрямленное напряжение при любом значении α определяется по (4.1).
Схема трехфазного мостового управляемого выпрямителя приведена на рис. 4.5, а. На рис. 4.5, б, в изображены диаграммы фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора и кривые выпрямленного напряжения для трех значений угла управления при работе схемы на активную нагрузку ( L d = 0 ).
На рис. 4.5, б штриховкой показаны выпрямленные напряжения тиристорами анодной и катодной групп (относительно общей точки вторичных обмоток трансформатора), а на рис. 4.5, в — собственно кривая выпрямленного напряжения схемы для α = 30, 60 и 90°.
Следует отметить, что для обеспечения работоспособности схемы необходимо управлять тиристорами импульсами шириной более 60° или соответствующими сдвоенными импульсами. Это объясняется тем, что при использовании одиночных импульсов с шириной меньше 60° не обеспечивается пуск выпрямителя, так как не могут включиться одновременно два тиристора в анодной и катодной группах. Кроме того, при углах управления α > 60° в кривой выпрямленного напряжения и тока появляются паузы, и, следовательно, необходимо одновременно с подачей управляющего импульса на очередной вступающий в работу тиристор подать повторный импульс на соответствующий тиристор в противоположной группе или же использовать импульсы с длительностью более 60° (порядок вступления тиристоров в работу здесь такой же, как и диодов на рис. 4.3).
Кривая выпрямленного напряжения и тока при изменении угла управления от 0 до 60° непрерывна. При углах управления более 60° выпрямленный ток прерывистый. Таким образом, при активной нагрузке мостовая схема, также как и схема со средней точкой, имеет два качественно отличных режима работы.
Для первого режима ( 0 < α < π 3 ) среднее выпрямленное напряжение может быть найдено следующим образом:
U d = 3 π ∫ π 3 + α 2 π 3 + α 2 ⋅ 3 ⋅ U 2 sin v d v = 2,34 U 2 cos α = U d 0 cos α . | (4.3) |
Для второго режима ( α > π 3 ) среднее выпрямленное напряжение равно:
U d = 3 π ∫ π 3 + α π 2 ⋅ 3 ⋅ U 2 sin v d v = U d 0 [ 1 + cos ( π 3 + α ) ] . | (4.4) |
Из (4.4) следует, что U d становится равным нулю при α = 120 ° . Это значение угла управления и является максимальным при активной нагрузке.
В случае активно-индуктивной нагрузки ( L d → ∞ ) длительность проводящего состояния тиристоров всегда составляет одну треть периода и поэтому при α > 60 ° в кривой выпрямленного напряжения появляются отрицательные участки (аналогично другим схемам выпрямления, рассмотренным выше). Выпрямленное напряжение при этом для всего диапазона регулирования определяется по формуле (4.3), а максимальный угол управления составляет величину 90°.
Рассчитанные по (4.3) и (4.4) регулировочные характеристики трехфазного мостового управляемого выпрямителя приведены на рис. 4.6.
Как видно из графиков, в первой половине полного диапазона регулирования характеристика от типа нагрузки не зависит.
Необходимые для проектирования одно- и трехфазных выпрямителей расчетные соотношения сведены в табл. 3. Хотя соотношения определены для неуправляемых выпрямителей, они пригодны и для управляемых, т.к. при крайнем значении угла управления (α = 0) управляемый выпрямитель ничем не отличается от неуправляемого. Только коэффициент пульсаций при α ≠ 0 увеличивается по сравнению с данными табл. 2.
Таблица 3 — Основные расчетные соотношения для неуправляемых идеализированных (т.е. без потерь) выпрямителей при синусоидальном входном напряжении
Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения
От энергоснабжающей организации до потребителей доставляется переменное напряжение. Это связано с особенностями транспортировки электроэнергии. Но большая часть бытовых (и, частично, производственных) электроприемников требует питания постоянным напряжением. Для его получения требуются преобразователи. Во многих случаях их строят по схеме «понижающий трансформатор – выпрямитель – сглаживающий фильтр» (за исключением импульсных блоков питания). В качестве выпрямителя используются диоды, включенные по мостовой схеме.
Для чего нужен диодный мост и как он работает
Диодный мост используется в качестве схемы выпрямления, преобразующей переменное напряжение в постоянное. Принцип его действия основан на односторонней проводимости — свойстве полупроводникового диода пропускать ток только в одном направлении. Простейшим выпрямителем может служить и одиночный диод.
При подобном включении нижняя (отрицательная) часть синусоиды «срезается». Такой способ имеет недостатки:
- форма выходного напряжения далека от постоянной, требуется большой и громоздкий конденсатор в качестве сглаживающего фильтра;
- мощность источника переменного тока используется максимум наполовину.
Ток через нагрузку повторяет форму выходного напряжения. Поэтому лучше использовать двухполупериодный выпрямитель в виде диодного моста. Если включить четыре диода по указанной схеме и подключить нагрузку, то при подаче на вход переменного напряжения блок будет работать так:
При положительном напряжении (верхняя часть синусоиды, красная стрелка) ток пойдет через диод VD2, нагрузку, VD3. При отрицательном (нижняя часть синусоиды, зеленая стрелка) через диод VD4, нагрузку, VD1. В итоге за один период ток дважды проходит через нагрузку в одном направлении.
Форма выходного напряжения гораздо ближе к прямой, хотя уровень пульсаций довольно высок. Мощность источника используется полностью.
Если имеется источник трехфазного напряжения необходимой амплитуды, можно сделать мост по такой схеме:
В нём на нагрузке будут складываться три тока, повторяющие форму выходного напряжения, со сдвигом фаз в 120 градусов:
Выходное напряжение будет огибать верхушки синусоид. Видно, что напряжение пульсирует гораздо меньше, чем в однофазной схеме, его форма более близка к прямой. В этом случае ёмкость сглаживающего фильтра будет минимальной.
И еще один вариант моста – управляемый. В нём два диода заменены тиристорами – электронными приборами, которые открываются при подаче сигнала на управляющий электрод. В открытом виде тиристоры ведут себя практически как обычные диоды. Схема принимает такой вид:
Сигналы включения подаются от схемы управления в согласованные моменты времени, отключение происходит в момент перехода напряжения через ноль. Потом напряжение усредняется на конденсаторе, и этим средним уровнем можно управлять.
Обозначение диодного моста и схема подключения
Так как мост из диодов может быть построен по различным схемам, а элементов в нём содержится немного, то в большинстве случаев обозначение выпрямительного узла производят, просто рисуя его принципиальную схему. Если это неприемлемо – например, в случае построения блок-схемы – то мост указывается в виде символа, которым указывают любой преобразователь переменного напряжения в постоянное:
» означает цепи переменного тока, символ «=» – цепи постоянного тока, а «+» и «-» – выходную полярность.
Если выпрямитель построен по классической мостовой схеме из 4 диодов, то допускается немного упрощенное изображение:
Подключается вход выпрямительного блока к выходным терминалам источника переменного тока (в большинстве случаев им служит понижающий трансформатор) без соблюдения полярности – любой выходной вывод подключается к любому входному. Выход моста подключается к нагрузке. Она может требовать соблюдения полюсности (включая стабилизатор, сглаживающий фильтр), а может и не требовать.
Диодный мост может быть подключен к источнику постоянного напряжения. В этом случае получается схема защиты от непреднамеренной переполюсовки – при любом подключении входов моста к выходу блока питания, полярность напряжения на его выходе не изменится.
Основные технические характеристики
При выборе диодов или готового моста в первую очередь надо смотреть на наибольший рабочий прямой ток. Он должен с запасом превышать ток нагрузки. Если эта величина неизвестна, а известна мощность, её надо пересчитать в ток по формуле Iнагр=Pнагр/Uвых. Для увеличения допустимого тока полупроводниковые приборы можно соединять параллельно – наибольший ток нагрузки делится на количество диодов. Диоды в одной ветви моста в этом случае лучше подобрать по близкому значению падения напряжения в открытом состоянии.
Второй важный параметр – прямое напряжение, на которое рассчитан мост или его элементы. Оно не должно быть ниже выходного напряжения источника переменного тока (амплитудного значения!). Для надежной работы устройства надо взять запас в 20-30%. Для увеличения допустимого напряжения диоды можно включать последовательно – в каждое плечо моста.
Этих двух параметров достаточно для предварительного решения об использовании диодов в выпрямительном устройстве, но надо обратить внимание и на некоторые другие характеристики:
- максимальная рабочая частота – обычно несколько килогерц и для работы на промышленных частотах 50 или 100 Гц значения не имеет, а если диод будет работать в импульсной схеме, этот параметр может стать определяющим;
- падение напряжения в открытом состоянии у кремниевых диодов составляет около 0,6 В, что неважно для выходного напряжения, например, в 36 В, но может быть критичным при работе ниже 5 В – в этом случае надо выбирать диоды Шоттки, которые характеризуются низким значением этого параметра.
Разновидности диодных мостов и их маркировка
Диодный мост можно собрать на дискретных диодах. Чтобы соблюсти полярность, надо обратить внимание на маркировку. В некоторых случаях метка в виде рисунка нанесена прямо на корпус полупроводникового прибора. Это характерно для изделий отечественного производства.
Зарубежные (и многие современные российские) приборы маркируются точкой или кольцом. В большинстве случаев так обозначается анод, но гарантии нет. Лучше посмотреть справочник или воспользоваться тестером.
Можно сделать мост из сборки – четыре диода объединены в одном корпусе, а соединение выводов можно выполнить внешними проводниками (например, на печатной плате). Схемы сборок могут быть разнообразными, поэтому для правильного соединения надо смотреть даташиты.
Например, у диодной сборки BAV99S, содержащей 4 диода, но имеющей только 6 выводов, внутри имеется два полумоста, соединенных следующим образом (на корпусе около вывода 1 имеется точка):
Чтобы получить полноценный мост, надо соединить внешними проводниками соответствующие выводы (красным показана трассировка дорожек в случае использования печатного монтажа):
В этом случае переменное напряжение подводится к выводам 3 и 6. Положительный полюс постоянного снимается с вывода 5 или 2, а отрицательный – 4 или 1.
И самый простой вариант – это сборка с готовым мостом внутри. Из отечественных изделий это могут быть КЦ402, КЦ405, существуют мосты-сборки зарубежного производства. Маркировка выводов во многих случаях нанесена прямо на корпус, и задача сводится только к корректному выбору по характеристикам и к безошибочному подключению. Если наружного обозначения выводов нет, придется обратиться к справочнику.
Преимущества и недостатки
Преимущества диодного моста общеизвестны:
- отработанные десятилетиями схемы;
- простота сборки и подключения;
- несложная диагностика неисправности и простота ремонта.
В качестве недостатков надо упомянуть рост габаритов и веса схемы при увеличении мощности, а также необходимости использования радиаторов для мощных диодов. Но с этим сделать ничего нельзя – физику не обмануть. Когда эти условия станут неприемлемыми, надо решать вопрос о переходе к импульсной схеме источника питания. Кстати, мостовое включение диодов может быть использовано и в ней.
Также надо отметить форму выходного напряжения, далекую от постоянной. Для работы с потребителями, предъявляющими требования к стабильности питающего напряжения, надо использовать мост совместно со сглаживающими фильтрами, а при необходимости и стабилизаторами на выходе.
Напряжение на выходе полупроводникового выпрямительного моста является
1. Выпрямитель – это…
1. Устройство, преобразующее переменный ток в постоянный
2. Устройство, преобразующее постоянный ток в переменный
3. Устройство, преобразующее постоянную энергию в переменную
2. Тест. Выпрямители бывают:
3.Однофазные выпрямители бывают:
4. I0=0.318I2m.
1. Однополупериодный выпрямитель
2. Двухполупериодный выпрямитель
3. Мостовая схема выпрямителя
5. Кп=1,57
1. Однополупериодный выпрямитель.
2. Двухполупериодный выпрямитель.
3. Мостовая схема выпрямителя
6. I0=0.6362m.
1. Однополупериодный выпрямитель
2. Двухполупериодный выпрямитель
3. Мостовая схема выпрямителя
7. Кп=0,67
1. Однополупериодный выпрямитель.
2. Двухполупериодный выпрямитель.
3. Мостовая схема выпрямителя
8 Iср=0,5І0.
1. Однополупериодный выпрямитель
2. Двухполупериодный выпрямитель
3. Мостовая схема выпрямителя
Тест. 9.Мостовая схема
10. Какое утверждение верно:
1. Чем выше кратность умножения, тем больше диодов и конденсаторов должно быть в схеме.
2. Чем выше кратность умножения, тем меньше диодов и конденсаторов должно быть в схеме.
11. В качестве последовательных элементов фильтров чаще всего используются…
1. Конденсаторы.
2. Индуктивности, резисторы.
12. Действие дросселя, как элемента фильтра сводится к тому, что в нем теряется…
1. Наибольшая доля постоянной составляющей напряжения.
2. Наибольшая доля переменной составляющей напряжения.
13.Масса и стоимость значительно меньше у фильтров типа.
14.Больше значение выпрямленного тока в…
1. Однополупериодных выпрямителях.
2. Двухполупериодных выпрямителях.
3. Трехфазных выпрямителях.
15.Коэффициетн пульсаций равен 0,25 в…
1. Однополупериодных выпрямителях.
2. Двухполупериодных выпрямителях.
3. Трехфазных выпрямителях.
16.Сравнение фактической величины выходного напряжения с заданной осуществляют…
1. Параметрические стабилизаторы.
2. Стабилизаторы компенсационного типа.
Тест — 17.Основными элементами структурной схемы компенсационного стабилизатора постоянного напряжения являются…
1. Источник напряжения, усилительный элемент, регулирующий элемент..
2. Источник опорного (эталонного) напряжения, сравнивающий и усилительный элемент, регулирующий элемент.
3. Источник опорного (эталонного) напряжения, сравнивающий элемент, регулирующий элемент.
18. Основные параметры, характеризующие стабилизатор…
1. Коэффициент стабилизации, выходное сопротивление, КПД, дрейф выходного сопротивления.
2. Коэффициент стабилизации, выходное сопротивление, дрейф выходного сопротивления.
3. Коэффициент стабилизации, дрейф входного сопротивления, КПД, дрейф выходного сопротивления.
19. Преобразователи постоянного напряжения используются как экономичные и компактные источники…
1. Постоянного тока
2. Высокого напряжения
3. Высокой мощности.
20. Коэффициент стабилизации –это…
1. Отношение относительного изменения силы тока на входе к относительному изменению силы тока на выходе стабилизатора..
2. Отношение относительного изменения напряжения на входе к относительному изменению напряжения на выходе стабилизатора.