Vekselspenning leveres fra strømforsyningsorganisasjonen til forbrukerne. Dette er på grunn av særegenhetene ved elektrisitetstransport. Men de fleste husholdnings (og delvis industrielle) elektriske mottakere krever konstant spenning. For å få det, kreves det omformere. I mange tilfeller er de bygget etter ordningen "nedtrapping transformator - likeretter - utjevningsfilter" (med unntak av bytte strømforsyning). Dioder koblet i en brokrets brukes som likeretter.
Innhold
Hva er en diodebro for og hvordan fungerer den
Diodebroen brukes som en likeretterkrets som konverterer AC-spenning til DC. Prinsippet for driften er basert på enveisledning - egenskapen til en halvlederdiode for å sende strøm i bare én retning.En enkelt diode kan også tjene som den enkleste likeretteren.
Med en slik inkludering, jo lavere (negativ) en del av sinusoiden er "avskåret". Denne metoden har ulemper:
- formen på utgangsspenningen er langt fra konstant, en stor og klumpete kondensator er nødvendig som et utjevningsfilter;
- AC-strømmen brukes maksimalt halvparten.
Strømmen gjennom lasten følger formen på utgangsspenningen. Derfor er det bedre å bruke en fullbølgelikeretter i form av en diodebro. Hvis du slår på fire dioder i henhold til det angitte skjemaet og kobler til lasten, så når en vekselspenning påføres inngangen, vil enheten fungere slik:
Med en positiv spenning (øvre del av sinusformen, rød pil), vil strømmen flyte gjennom VD2-dioden, lasten, VD3. Med en negativ (nedre del av sinusoiden, grønn pil) gjennom dioden VD4, last, VD1. Som et resultat, i en periode, går strømmen gjennom lasten to ganger i samme retning.
Utgangsspenningsbølgeformen er mye nærmere en rett linje, selv om nivået av krusning er ganske høyt. Kildekraften er fullt utnyttet.
Hvis det er en kilde til trefasespenning med den nødvendige amplituden, kan du lage en bro i henhold til følgende skjema:
I den vil tre strømmer legges til lasten, og gjenta formen på utgangsspenningen, med en faseforskyvning på 120 grader:
Utgangsspenningen vil gå rundt toppen av sinusoidene. Det kan sees at spenningen pulserer mye mindre enn i en enfasekrets, dens form er nærmere en rett linje. I dette tilfellet vil kapasitansen til utjevningsfilteret være minimal.
Og en annen versjon av broen - kontrollert.I den er to dioder erstattet av tyristorer - elektroniske enheter som åpnes når et signal påføres kontrollelektroden. I åpen form oppfører tyristorer seg nesten som vanlige dioder. Skjemaet ser slik ut:
Innkoblingssignaler gis fra styrekretsen til avtalte tider, utkobling skjer i det øyeblikket spenningen går gjennom null. Deretter gjennomsnittlignes spenningen over kondensatoren, og dette gjennomsnittsnivået kan kontrolleres.
Diodebrobetegnelse og koblingsskjema
Siden en bro av dioder kan bygges i henhold til forskjellige skjemaer, og den inneholder få elementer, er betegnelsen på en likeretterenhet i de fleste tilfeller laget ved å tegne kretsdiagrammet. Hvis dette er uakseptabelt - for eksempel ved å bygge et blokkskjema - er broen indikert som et symbol, som indikerer en AC-til-DC-omformer:
Bokstaven "~" betyr kjeder vekselstrøm, symbolet "=" - DC-kretser, og "+" og "-" - utgangspolariteten.
Hvis likeretteren er bygget i henhold til den klassiske brokretsen med 4 dioder, er et litt forenklet bilde tillatt:
Inngangen til likeretterenheten er koblet til utgangsterminalene til AC-kilden (i de fleste tilfeller er det en nedtrappingstransformator) uten å observere polariteten - enhver utgangsterminal er koblet til en hvilken som helst inngang. Broens utgang er koblet til lasten. Det kan eller ikke krever polaritet (inkludert en stabilisator, utjevningsfilter).
Diodebroen kan kobles til en konstantspenningskilde.I dette tilfellet oppnås en beskyttelseskrets mot utilsiktet polaritetsreversering - med enhver tilkobling av broinngangene til utgangen til strømforsyningen, vil polariteten til spenningen ved utgangen ikke endres.
De viktigste tekniske egenskapene
Når du velger dioder eller en ferdig bro, må du først og fremst se på maksimal drift fremoverstrøm. Den skal overstige belastningsstrømmen med en margin. Hvis denne verdien er ukjent, men strømmen er kjent, må den konverteres til strøm i henhold til formelen Iload \u003d Pload / Uout. For å øke den tillatte strømmen, kan halvlederenheter kobles parallelt - den største belastningsstrømmen er delt på antall dioder. I dette tilfellet er det bedre å velge dioder i en gren av broen i henhold til en nærverdi av spenningsfallet i åpen tilstand.
Den andre viktige parameteren er fremoverspenningsom broen eller dens elementer er designet for. Den må ikke være lavere enn utgangsspenningen til AC-kilden (toppverdi!). For pålitelig drift av enheten må du ta en margin på 20-30%. For å øke den tillatte spenningen, kan dioder kobles i serie - i hver arm av broen.
Disse to parametrene er nok for en foreløpig beslutning om bruk av dioder i en likeretterenhet, men noen andre egenskaper bør også tas i betraktning:
- maksimal driftsfrekvens - vanligvis noen få kilohertz og spiller ingen rolle for drift ved industrielle frekvenser på 50 eller 100 Hz, og hvis dioden fungerer i en pulskrets, kan denne parameteren bli avgjørende;
- på-tilstand spenningsfall for silisiumdioder er det ca 0,6 V, noe som er uviktig for en utgangsspenning på for eksempel 36 V, men kan være kritisk ved drift under 5 V - i dette tilfellet bør Schottky-dioder velges, som kjennetegnes ved en lav verdien av denne parameteren.
Varianter av diodebroer og deres merking
Diodebroen kan monteres på diskrete dioder. For å observere polariteten, må du være oppmerksom på merkingene. I noen tilfeller påføres et merke i form av et mønster direkte på kroppen til halvlederenheten. Dette er typisk for innenlandske produkter.
Utenlandske (og mange moderne russiske) enheter er merket med en prikk eller en ring. I de fleste tilfeller er dette betegnelsen på anoden, men det er ingen garanti. Det er bedre å se på manualen eller bruke testeren.
Du kan lage en bro fra forsamlingen - fire dioder er kombinert i en pakke, og tilkoblingen av ledningene kan gjøres med eksterne ledere (for eksempel på et trykt kretskort). Monteringsskjemaer kan varieres, så for riktig tilkobling må du se på databladene.
For eksempel har BAV99S diodesammenstillingen, som inneholder 4 dioder, men som bare har 6 pinner, to halvbroer på innsiden, koblet som følger (det er en prikk på kabinettet nær pinne 1):
For å få en fullverdig bro, må du koble de tilsvarende utgangene med eksterne ledere (rødt spor viser sporene ved bruk av trykte ledninger):
I dette tilfellet påføres en vekselspenning til pinnene 3 og 6. Den positive polen til konstanten fjernes fra pinne 5 eller 2, og den negative polen tas fra pinne 4 eller 1.
Og det enkleste alternativet er å montere med en ferdig bro inni.Av innenlandske produkter kan disse være KTs402, KTs405, det er monteringsbroer for utenlandsk produksjon. I mange tilfeller blir merkingen av konklusjonene brukt direkte på saken, og oppgaven reduseres kun til riktig valg i henhold til egenskapene og til den feilfrie forbindelsen. Hvis det ikke er noen ekstern betegnelse på konklusjonene, må du henvise til katalogen.
Fordeler og ulemper
Fordelene med en diodebro er velkjent:
- ordninger som er utarbeidet i flere tiår;
- enkel montering og tilkobling;
- enkel feildiagnose og enkel reparasjon.
Som ulemper er det nødvendig å nevne økningen i dimensjonene og vekten til kretsen med økende effekt, samt behovet for å bruke kjøleribber for høyeffektsdioder. Men ingenting kan gjøres med det - fysikk kan ikke lures. Når disse forholdene blir uakseptable, er det nødvendig å bestemme overgangen til en pulserende strømforsyningskrets. Forresten, kan brodioder brukes i den.
Det skal også bemerkes at formen på utgangsspenningen er langt fra konstant. For å jobbe med forbrukere som stiller krav til forsyningsspenningens stabilitet, er det nødvendig å bruke en bro i forbindelse med utjevningsfiltre, og om nødvendig utgangsstabilisatorer.
Lignende artikler:
