Naprava, princip delovanja in diagram usmerniškega diodnega mostu

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Izmenični električni tok se z uporabo posebnih elektronskih vezij - diodnih mostov pretvori v konstanten pulzirajoč. Mostno vezje usmerniške diode je razdeljeno na 2 različici: enofazno in trifazno.

Pri delovanju usmernika je glavni element dioda. Strukturno je plošča polprevodniškega kristala z dvema conama različne prevodnosti. Značilnost je enosmerni prenos električnega toka, odvisno od smeri toka.

Zasnova in delovanje usmerniške diode temeljita na značilnostih p-n spoja med polprevodniškimi conami. Njegova upornost je odvisna od polarnosti zunanje napetosti. V enem primeru je velik, v drugem pa nepomemben.

Enofazni diodni most

Ko je vhod izmenična sinusna napetost, v vsakem polciklu tok teče skozi en par diod, drugi pa je zaprt. Kot rezultat, na izhodu vezja usmerniške diode mostu,pulzirajoča napetost, katere frekvenca je dvakrat večja od vhodne.

Trifazno mostno vezje

To vezje uporablja diodne polmostne usmernike. Tu izhodno napetost dobimo z manj valovanja.

Kako zgladiti valovanje pri popravljanju napajanja?

Kakovost popravljene napetosti se zmanjšuje, ko se njeno valovanje povečuje. Za zmanjšanje se uporabljajo elementi, ki kopičijo energijo, ko prihaja iz usmernika in jo oddajajo, ko preneha dovajati.

V vezju diodnega mostu usmernika s kondenzatorjem je slednji povezan vzporedno z obremenitvijo. Njegova zmogljivost je izbrana glede na tok obremenitve. Ko se uporabi impulz, se kondenzator napolni. Med impulzi (ko jih ni) se napetost iz njega poda bremenu.

Zaradi glajenja se izhodna napetost filtra poveča in se približa amplitudi popravljene vrednosti.

Idealne napetosti na izhodu filtra ni mogoče doseči zaradi praznjenja kondenzatorja med impulzi. Običajno je takšno valovanje sprejemljivo. Lahko jih zmanjšamo s povečanjem kapacitivnosti kondenzatorja.

Če se za glajenje uporablja induktor, je povezan zaporedno z obremenitvijo. Kombinirani filtrski tokokrogi vključujejo dušilke in kondenzatorje.

Izvedbe diodnih mostov

Najenostavnejša premostitvena naprava se izvaja s spajkanjem posameznih diod. V industriji se proizvajajo monolitne strukture, ki so manjvelikosti in ceneje. Poleg tega so v njih izbrane diode s podobnimi lastnostmi, kar jim omogoča delo z enakim ogrevanjem. To izboljša zanesljivost vezja usmerniškega diodnega mostu.

Prednost diodnih mostov iz posameznih elementov je možnost popravila, ko eden od njih odpove. Sklop je treba v celoti zamenjati. Okvare v njem se redko pojavljajo, saj so elementi pravilno izbrani.

Napajalni usmerniki

Naprave, ki porabijo velik tok, se običajno napajajo z 220 V. Naprave niso priključene neposredno, ker je napetost za elektronska vezja majhna, tok pa konstanten. Nato uporabite omrežni adapter.

Napetost se zmanjša s transformatorjem, ki ustvarja tudi galvansko izolacijo med primarnim in sekundarnim napajalnim vezjem. To zmanjša tveganje električnega udara in ščiti opremo, če pride do kratkega stika v tokokrogu.

Sodobni adapterji v večini primerov delujejo po poenostavljenem breztransformatorskem vezju brez galvanske izolacije, kjer kondenzator absorbira presežek napetosti.

12-voltno vezje diodnega mostu: navodila in montaža

Napajalnik je sestavljen iz dveh modulov, pri čemer je prvi stopenjski transformator, drugi pa diodni most, ki pretvarja eno vrsto napetosti v drugo.

Izbran je ustrezen transformator. Primarno navitje se nahaja s pomočjo testerja. Njen odpor bi moral biti največji. S zvonjenjem z multimetrom v načinu merjenja upora je potrebnokonča. Nato se poiščejo drugi pari in naredijo oznake.

Na primarno navitje se napaja 220 V. Nato se tester preklopi v način merjenja izmenične napetosti in izmeri se napetost na preostalih navitjih. Izberite ali navijte enega na 10 V. Pomembno je, da napetost ni 12 V, saj se po kapacitivnem filtru poveča za 18%.

Transformator je izbran za zahtevano moč, po kateri se vzame rezerva 25%.

4 diode so zvite v diodni most in konci so spajkani. Nato je vezje priključeno, 25 V in 2200 mikrofaradni kondenzator (elektrolit) se priključi na izhod in preveri delovanje.

vezje breztransformatorskega 24-voltnega usmerniškega diodnega mostu

V radioamaterski praksi se pogosto uporabljajo napajalniki z nizko porabo energije brez transformatorjev.

220V napajanje se napaja preko balastnega kondenzatorja C1. Usmernik je sestavljen iz diod VD1, VD2 in zener diod VD3, VD4. Za odpravo tokovnih sunkov skozi most je 50-100 ohmski omejevalni upor nameščen zaporedno s kondenzatorjem, ko je napajanje priključeno. Za praznjenje kondenzatorja, ko vezje ne deluje, je nanj vzporedno priključen upor 150-300 kΩ.

Na izhodu vezja je nameščen gladilni kondenzator z zmogljivostjo 2000 mikrofaradov.

Pomanjkanje galvanske spojke ustvarja nevarnost električnega udara.

Prijava

Aplikacije z diodnim mostomizjemno širok in raznolik:

• svetilne naprave (LED in fluorescenčne sijalke);
• števci električne energije;
• napajalniki za elektronsko opremo;
• industrijski napajalniki, krmilniki in polnilci.

Kako izbrati diode za izdelavo diodnega mostu?

Glavna merila za izbiro sta napetost in tok, pri katerem se dioda ne pregreje. Ko je neposredno vklopljen, na njem pade napetost približno 0,6 V, saj ima notranji upor. Povratna napetost, ki jo dioda zdrži, ne da bi vstopila v način toplotnega in električnega prekinitve, ima določeno mejo. Če je zasnovan za 220 V, se vzame najmanj 25-odstotna rezerva. Vendar je bolje, da ga vzamete dovolj veliko, da zaščitite pred nenamernimi prenapetostmi.

Tek se vzame tudi z rezervo. Po potrebi je na voljo hladilni radiator.

Za pravo izbiro uporabite referenčno tabelo diod in diodnih mostov.

Proizvajalci diodnih mostov

Med elementi za svetlobno opremo izstopajo usmerniki serije 1N4007 in MS250 proizvajalca Diotec. Zasnovani so za napetosti do 1000 V. V prvem primeru je vezje diodnega mostu sestavljeno iz 4 diod, nameščenih na tiskano vezje, v drugem pa je predstavljeno kot kompakten sklop. Medtem ko je serija 1N4007 zanesljiva pri delovanju, sklop MS250 prihrani težo in odtis. Kljub temu povpraševanje po seriji 1N4007 ostaja veliko, saj je cena padlaki jo določajo predvsem stroški bakrenih kablov.

Proizvodna tehnologija diodnih mostov serije MS se nadaljuje. Zdaj so vsi 4 kristali mostu nameščeni skupaj, kar poveča njegovo toplotno odpornost zaradi enotnosti parametrov.

Zanesljivost usmernikov se zmanjša z dvigom temperature okolice. To težavo rešuje serija B250S2A, ki je ocenjena na 2,3 A in presega 0,7 A pri 125 °C.

Večina proizvajalcev kupi diode in nato sestavi končne usmernike. Diotec skrbi za celoten proizvodni cikel, od izdelave kristalov do montaže in pakiranja.

Drugo vodilno globalno podjetje - IRF - ima edinstvene tehnologije za zmanjšanje dimenzij delov, izboljšanje prenosa toplote in povečanje učinkovitosti polprevodniške tehnologije. Je edina, ki proizvaja komponente za celoten cikel pretvorbe energije.

Sklep

Usmerniško diodno vezje mostu se uporablja v vsej elektronski opremi. Uporabiti je treba polvalovne usmernike, katerih značilnosti so veliko boljše od enovalovnih. Vsako od njih lahko preverite sami, tako da pozvonite na vsako diodo.