Tensiunea alternativă este furnizată consumatorilor de la organizația de alimentare cu energie. Acest lucru se datorează particularităților transportului de energie electrică. Dar majoritatea receptoarelor electrice de uz casnic (și, parțial, industriale) necesită o tensiune constantă. Pentru a-l obține, sunt necesare convertoare. În multe cazuri, acestea sunt construite conform schemei „transformator coborâtor - redresor - filtru de netezire” (cu excepția comutarea surselor de alimentare). Diodele conectate într-un circuit în punte sunt folosite ca redresor.
Conţinut
Pentru ce este o punte de diode și cum funcționează
Puntea de diode este folosită ca circuit de redresare care convertește tensiunea AC în DC. Principiul funcționării sale se bazează pe conducție unidirecțională - proprietatea unei diode semiconductoare de a trece curentul într-o singură direcție.O singură diodă poate servi și ca cel mai simplu redresor.
Cu o astfel de includere, cel mai mic (negativ) o parte din sinusoid este „taiată”. Această metodă are dezavantaje:
- forma tensiunii de ieșire este departe de a fi constantă, este necesar un condensator mare și voluminos ca filtru de netezire;
- puterea de curent alternativ este utilizată la maximum jumătate.
Curentul prin sarcină urmează forma tensiunii de ieșire. Prin urmare, este mai bine să utilizați un redresor cu undă completă sub forma unei punți de diode. Dacă porniți patru diode conform schemei indicate și conectați sarcina, atunci când se aplică o tensiune alternativă la intrare, unitatea va funcționa astfel:
Cu o tensiune pozitivă (partea superioară a sinusoidei, săgeată roșie), curentul va curge prin dioda VD2, sarcina, VD3. Cu un negativ (partea inferioară a sinusoidei, săgeată verde) prin dioda VD4, sarcină, VD1. Ca urmare, într-o perioadă, curentul trece prin sarcină de două ori în aceeași direcție.
Forma de undă a tensiunii de ieșire este mult mai apropiată de o linie dreaptă, deși nivelul ondulației este destul de ridicat. Sursa de putere este utilizată pe deplin.
Dacă există o sursă de tensiune trifazată de amplitudinea necesară, puteți face o punte conform următoarei scheme:
În ea, trei curenți vor fi adăugați la sarcină, repetând forma tensiunii de ieșire, cu o defazare de 120 de grade:
Tensiunea de ieșire va merge în jurul vârfurilor sinusoidelor. Se poate observa că tensiunea pulsa mult mai puțin decât într-un circuit monofazat, forma sa este mai aproape de o linie dreaptă. În acest caz, capacitatea filtrului de netezire va fi minimă.
Și o altă versiune a podului - controlată.În ea, două diode sunt înlocuite cu tiristoare - dispozitive electronice care se deschid atunci când un semnal este aplicat electrodului de control. În formă deschisă, tiristoarele se comportă aproape ca diode obișnuite. Schema arată astfel:
Semnalele de pornire sunt date de la circuitul de comandă la ore convenite, oprirea are loc în momentul în care tensiunea trece prin zero. Apoi, tensiunea este mediată pe condensator și acest nivel mediu poate fi controlat.
Desemnarea podului de diode și schema de conectare
Deoarece o punte de diode poate fi construită după diverse scheme și conține puține elemente, în majoritatea cazurilor desemnarea unui ansamblu redresor se face prin simpla desenare a schemei sale de circuit. Dacă acest lucru este inacceptabil - de exemplu, în cazul construirii unei diagrame bloc - atunci puntea este indicată ca simbol, care indică orice convertor AC-DC:
Litera „~” înseamnă lanțuri curent alternativ, simbolul "=" - circuite DC și "+" și "-" - polaritatea de ieșire.
Dacă redresorul este construit conform circuitului clasic de punte de 4 diode, atunci este permisă o imagine ușor simplificată:
Intrarea unității redresorului este conectată la bornele de ieșire ale sursei de curent alternativ (în cele mai multe cazuri este un transformator descendente) fără a respecta polaritatea - orice terminal de ieșire este conectat la orice intrare. Ieșirea podului este conectată la sarcină. Poate sau nu necesita polaritate (inclusiv un stabilizator, filtru de netezire).
Puntea de diode poate fi conectată la o sursă de tensiune constantă.În acest caz, se obține un circuit de protecție împotriva inversării neintenționate a polarității - cu orice conectare a intrărilor podului la ieșirea sursei de alimentare, polaritatea tensiunii la ieșirea sa nu se va modifica.
Principalele caracteristici tehnice
Atunci când alegeți diode sau un pod finit, în primul rând, trebuie să vă uitați la curent direct de operare maxim. Ar trebui să depășească curentul de sarcină cu o marjă. Dacă această valoare este necunoscută, dar puterea este cunoscută, aceasta trebuie convertită în curent conform formulei Iload \u003d Pload / Uout. Pentru a crește curentul permis, dispozitivele semiconductoare pot fi conectate în paralel - cel mai mare curent de sarcină este împărțit la numărul de diode. În acest caz, este mai bine să selectați diode într-o ramură a podului în funcție de o valoare apropiată a căderii de tensiune în starea deschisă.
Al doilea parametru important este tensiune directăpentru care sunt proiectate podul sau elementele sale. Nu trebuie să fie mai mică decât tensiunea de ieșire a sursei AC (valoare de vârf!). Pentru funcționarea fiabilă a dispozitivului, trebuie să luați o marjă de 20-30%. Pentru a crește tensiunea admisă, diodele pot fi conectate în serie - în fiecare braț al podului.
Acești doi parametri sunt suficienți pentru o decizie preliminară cu privire la utilizarea diodelor într-un dispozitiv redresor, dar ar trebui luate în considerare și alte caracteristici:
- frecventa maxima de functionare - de obicei câțiva kiloherți și nu contează pentru funcționarea la frecvențe industriale de 50 sau 100 Hz, iar dacă dioda funcționează într-un circuit de impuls, acest parametru poate deveni decisiv;
- căderea de tensiune în starea de pornire pentru diodele cu siliciu este de aproximativ 0,6 V, ceea ce este neimportant pentru o tensiune de ieșire de, de exemplu, 36 V, dar poate fi critic atunci când funcționează sub 5 V - în acest caz, ar trebui alese diode Schottky, care sunt caracterizate printr-o tensiune scăzută. valoarea acestui parametru.
Varietăți de punți de diode și marcarea acestora
Puntea de diode poate fi asamblată pe diode discrete. Pentru a respecta polaritatea, trebuie să acordați atenție marcajelor. În unele cazuri, un semn sub forma unui model este aplicat direct pe corpul dispozitivului semiconductor. Acest lucru este tipic pentru produsele autohtone.
Dispozitivele străine (și multe rusești moderne) sunt marcate cu un punct sau un inel. În cele mai multe cazuri, aceasta este denumirea anodului, dar nu există nicio garanție. Este mai bine să te uiți la manual sau să folosești testerul.
Puteți face o punte din ansamblu - patru diode sunt combinate într-un singur pachet, iar conectarea cablurilor se poate face cu conductori externi (de exemplu, pe o placă de circuit imprimat). Schemele de asamblare pot fi variate, așa că pentru conexiunea corectă, trebuie să vă uitați la fișele tehnice.
De exemplu, ansamblul de diode BAV99S, care conține 4 diode, dar având doar 6 pini, are în interior două semi-punți, conectate astfel (există un punct pe carcasă lângă pinul 1):
Pentru a obține un pod complet, trebuie să conectați ieșirile corespunzătoare cu conductori externi (urma roșie arată căile în cazul utilizării cablajului imprimat):
În acest caz, la pinii 3 și 6 se aplică o tensiune alternativă. Polul pozitiv al constantei este îndepărtat de la pinul 5 sau 2, iar polul negativ este luat de la pinul 4 sau 1.
Și cea mai ușoară opțiune este asamblarea cu un pod gata făcut în interior.Dintre produsele interne, acestea pot fi KTs402, KTs405, există punți de asamblare de producție străină. În multe cazuri, marcarea concluziilor se aplică direct cazului, iar sarcina se reduce doar la alegerea corectă în funcție de caracteristici și de conexiunea fără erori. Dacă nu există o desemnare externă a concluziilor, va trebui să vă referiți la director.
Avantaje și dezavantaje
Avantajele unei punți de diode sunt bine cunoscute:
- scheme elaborate de zeci de ani;
- ușurință de asamblare și conectare;
- diagnosticare simplă a defecțiunilor și reparare ușoară.
Ca dezavantaje, este necesar să se menționeze creșterea dimensiunilor și greutății circuitului cu creșterea puterii, precum și nevoia de a folosi radiatoare pentru diode de mare putere. Dar nu se poate face nimic în privința asta - fizica nu poate fi înșelată. Atunci când aceste condiții devin inacceptabile, este necesar să se decidă trecerea la un circuit de alimentare cu impulsuri. Apropo, diodele de punte pot fi folosite în el.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că forma tensiunii de ieșire este departe de a fi constantă. Pentru a lucra cu consumatorii care impun stabilitatea tensiunii de alimentare, este necesar să se folosească o punte împreună cu filtre de netezire și, dacă este necesar, stabilizatori de ieșire.
Articole similare:
