Выпрямительный мост на диодах: Страница не найдена

Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.

Проверка элементов

В большинстве случаев для проверки выпаивать мостик из платы не требуется. Тестировать его следует точно так же, как 4 p-n перехода с подключением по схеме диодного моста. Данное измерение настолько распространено, что его возможность реализована в любом мультиметре. Прибор для теста нужно переключить в режим диодной прозвонки.

Падение напряжения в прямом направлении на исправном выпрямительном диоде составляет 500-700 мВ. В обратном – прибор отобразит «1». Сгоревшая деталь чаще всего показывает в обоих направлениях «0», т.е. короткое замыкание. Реже бывает полный обрыв элемента (также в обе стороны). Все замеры следует повторить для каждого входящего в состав моста диода. Итого 8 измерений, т.е. 4 в прямом направлении и 4 – в обратном. Если тестируется диод Шоттки, то этот параметр составляет 200-400 мВ.

Использование барьера Шоттки

Применение диода Шоттки оправдано в двух случаях. Во-первых, когда нужно выпрямить высокочастотный ток. Барьер Шоттки идеально подходит для подобной задачи, ведь он имеет низкую ёмкость перехода и, соответственно, является быстродействующим. Во-вторых, когда требуется выпрямить большой ток в десятки или сотни ампер. В этом случае деталь отлично себя показывает ввиду низкого падения напряжения и малого тепловыделения.

Диодные мосты в мире электроники играют роль согласующего элемента. С их помощью можно подключать устройства, требующие постоянный ток, к сети удобного для передачи переменного напряжения. Подобных устройств очень много в быту, они крайне важны для комфортной жизни человека.

Видео

, мостовой выпрямитель, диодный мостовой выпрямитель

При создании электронных схем обычно требуется постоянное напряжение, чтобы все работало должным образом. Мостовые выпрямители – это дискретные полупроводники, которые преобразуют переменный ток (AC) в постоянный (DC) и размещаются внутри цепей для обеспечения подачи напряжения правильной формы. Поместив выпрямительный диод в виде мостового выпрямителя в любую необходимую схему, вы можете быть уверены, что все будет работать должным образом.

Мы предлагаем широкий ассортимент высококачественных мостовых выпрямителей от ведущих производителей отрасли, включая Vishay, SEMIKRON и HVCA, чтобы вы могли получить именно те компоненты, которые вам нужны.

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель – это электрическое устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный ток с помощью одного или нескольких диодов с P-N переходом. Есть несколько различных типов выпрямительных диодов, которые могут выполнять эту функцию, один из них – мостовой выпрямитель.

Выпрямление – одно из наиболее важных применений диодов с P-N переходом, преобразующее переменный ток в постоянный для работы в цепях.Диоды с P-N переходом пропускают электрический ток только в состоянии прямого смещения и блокируют ток в состоянии обратного смещения.

Благодаря этому свойству, когда электрический ток может двигаться только в одном направлении, он может действовать как выпрямитель в цепи. Вот почему на принципиальных схемах диоды обозначены стрелкой, обозначающей направление протекания тока.

Что такое мостовой выпрямитель?

Мостовые выпрямители – это диодные мостовые схемы, которые преобразуют переменный ток в постоянный ток с помощью четырех или более диодов, расположенных в конфигурации мостовой схемы.Это преобразование тока является основным требованием для большинства электронных устройств, и мостовые выпрямители являются популярным решением для этого.

Мостовые выпрямители относятся к тому же классу электроники, что и однополупериодные выпрямители и двухполупериодные выпрямители, и иногда их называют полнополупериодными выпрямителями, поскольку они позволяют выполнять двухполупериодное выпрямление. При использовании в схеме диодного выпрямителя выходная волна, генерируемая мостовым выпрямителем, имеет одинаковую полярность независимо от полярности на входе.

Если присмотреться к настройке мостовых выпрямителей, они работают с двухпроводным входом переменного тока и имеют в своей конструкции два диодных отвода. Обе эти области необходимо учитывать при проектировании схемы, особенно с учетом падения напряжения, поскольку вам может потребоваться рассмотреть возможность включения радиатора в вашу конструкцию.

Каковы преимущества мостовых выпрямителей?

Когда вы работаете с высоким напряжением, вам нужны компоненты, которые могут выдержать его. Мостовые выпрямители имеют высокое пиковое обратное напряжение (PIV), что делает их подходящими для этих приложений.

При необходимости мостовые выпрямители могут быть сконструированы с трансформаторами. Если вам не нужно повышать или понижать напряжение, вы даже можете отключить трансформатор от мостового выпрямителя. Это может устранить ненужные компоненты и снизить затраты.

Вы также можете приобрести дискретные полупроводники, такие как мостовые выпрямители, в качестве доступного средства для создания прототипов схемотехники, чтобы все работало должным образом.

Какие недостатки мостовых выпрямителей?

Использование компонентов мостового выпрямителя может быть более дорогостоящим по сравнению с другими выпрямителями, поскольку в их конструкции используются четыре диода.

Когда требуется выпрямить только небольшое напряжение, использование мостового выпрямителя может оказаться неэффективным использованием компонентов, поскольку другие формы выпрямителя могут дать такой же эффект.

Поскольку мостовые выпрямители представляют собой дискретные полупроводники, вам может потребоваться приобрести дополнительные устройства для вашей схемы, чтобы обеспечить полную функциональность для вашего предполагаемого использования.

Для чего используются мостовые выпрямители?

Обычно в источниках питания встречаются мостовые выпрямители, обеспечивающие необходимое напряжение постоянного тока для работы электронных компонентов или устройств.Их можно найти в разнообразной бытовой технике и бытовой технике, что гарантирует их правильное функционирование.

Любители электроники также считают, что мостовой выпрямитель – популярный элемент схемы при создании собственных устройств или схем.

Помимо выпрямления тока в цепях, мостовые выпрямители также используются для:

Поставляет все необходимые компоненты схемы

Будь то разные типы диодов или провода, которые вы будете использовать для соединения всего, мы ‘ У меня есть все необходимое для создания схем, которые вы проектируете.Allied Electronics является дистрибьютором высококачественных электрических компонентов и электромеханической продукции в Северной Америке уже более 90 лет, обеспечивая наших клиентов тем, что им нужно, в любое время.

Если у вас есть какие-либо вопросы, посетите наш центр консультаций с экспертами или свяжитесь с одним из наших офисов продаж для получения более конкретных вопросов.

Мы также можем предоставить вам ценовое предложение, если вы планируете оптовый заказ компонентов, которое мы затем обсудим с вами, чтобы вы были максимально удовлетворены.

Трехфазный мостовой выпрямитель – обзор

Сравнение основных типов машин

Приведенные выше замечания о допустимом крутящем моменте синхронной машины имеют особое значение для частотно-регулируемых приводов, где, кроме того, часто требуется быстрое реагирование на скорость. Принимая во внимание такие особенности, сравнение различных типов машин является информативным и кратко представлено на рис. 7.24. Электромагнитная способность выдерживать перегрузку по крутящему моменту определяет максимальную скорость ускорения (и замедления).Уникальная особенность постоянного тока. машина его перегрузочная способность; например удвоение тока якоря фактически удвоило бы крутящий момент для любого конкретного значения тока возбуждения. Это не следует для переменного тока. машины, потому что угол крутящего момента между статором и ротором м.м.с. не фиксирован, а зависит от нагрузки, и машина может выйти из шага. Таким образом, если требуется кратковременная перегрузка 2 на единицу или даже больше, как в некоторых сталелитейных и тяговых приводах, используется переменный ток. машина, возможно, должна быть снижена, чтобы соответствовать этому, т.е.е. увеличен, так что при полной нагрузке он недоиспользуется с точки зрения продолжительной мощности. Постоянный ток Обычно не требуется снижение номинальных характеристик машины, но при питании от преобразователя SCR коэффициент мощности сети падает как постоянный ток. напряжение снижается, поскольку для этого необходимо увеличить угол задержки зажигания. Эта проблема часто решается последовательным использованием нескольких мостовых выпрямителей.

На рисунке 7.24a выбран момент перегрузки от 2 на единицу до 1 на единицу (базовая) скорость.Это означает, что ток якоря составляет 2 на единицу в этой области постоянного крутящего момента. После достижения полного напряжения дальнейшее увеличение сверх базовой скорости требует ослабления поля, которое при постоянном токе якоря приведет к падению крутящего момента обратно пропорционально уменьшению магнитного потока. Произведение крутящего момента на скорость будет постоянным в этой области постоянной мощности. Свыше 2 на единицу скорости ток якоря, возможно, придется уменьшить из-за ограничений коммутации и стабильности, но в некоторых промышленных приводах использовались диапазоны ослабления поля до 4/1 или более.Контроль скорости путем ослабления поля в своей простоте применения всегда был привлекательной особенностью. Тем не менее, поскольку d.c. машины несут тяжелую нагрузку по техническому обслуживанию, поскольку из-за коммутатора и щеток мощные приводы фактически были заменены переменным током. машины, для которых многие современные схемы управления возникли относительно недавно, вслед за быстрым развитием силовой электроники и микроэлектроники.

Рисунок 7.24b для индукционной машины основан на работе, проделанной в разделе 4.3 и Примеры 4.11–4.164.114.124.134.144.154.16 и предполагает перегрузочную способность, такую ​​же, как для постоянного тока. машины по 2 на единицу , хотя для нее потребуется около 3 на единицу тока , исходя из тока полной нагрузки (см. Пример 4.13). Предполагается, что частота скольжения регулируется для обеспечения постоянного потока на полюс, что, в свою очередь, происходит при постоянном отношении E / f . Ток должен поддерживаться на уровне перегрузки, необходимой для получения 2 крутящего момента на единицу при запуске.Что касается постоянного тока. машины, дальнейшее увеличение скорости при достижении максимального напряжения требует ослабления магнитного потока, которое происходит при уменьшении частоты при той же сохраняющейся перегрузке по току. Это область постоянной мощности. По мере увеличения частоты крутящий момент для конкретного скольжения становится меньше (уравнение (4.5)), и требуется большее скольжение для получения достаточно большого тока ротора, поэтому кривая регулирования скорости становится более крутой, как показано. С помощью векторного управления можно добиться лучшего управления углом крутящего момента во время переходных процессов, и, поскольку это может быть достигнуто с помощью более простого и дешевого двигателя с короткозамкнутым ротором, d.c. У машины есть еще одно преимущество в том, что она быстро реагирует на требуемый крутящий момент. Однако на приводах средней и малой мощности он все еще может конкурировать по цене.

Возможности синхронных машин уже обсуждались, а наличие управления полем позволяет работать с более высокими коэффициентами мощности и более низкими токами, чем асинхронные двигатели. На рисунке 7.24c показано близкое сравнение с постоянным током. машина. Тем не менее, для этих кратковременных перегрузок синхронная машина должна быть спроектирована и рассчитана на большее увеличение тока возбуждения и / или якоря, чем для d.c. машина, потому что крутящий момент на ампер ниже, как объяснялось ранее.

Обычно для силовых электронных приводов, хотя формы сигналов далеки от чистого постоянного тока. или синусоидального переменного тока, характеристики могут быть рассчитаны с разумной точностью путем усреднения гармоник и допущения, что изменение среднего (среднеквадратичного) напряжения является единственным соображением. В методах, использованных в главах 3, 4 и 5 при изменении напряжения и / или частоты, не указывался источник питания, которым сегодня обычно является силовая электронная схема.Хотя пренебрежение гармониками означает пренебрежение дополнительными потерями в машине, проблемами коммутации и наличием пульсаций крутящего момента, это обычно не приводит к значительным ошибкам в расчетах скорости / среднего крутящего момента. Рабочие примеры в этой настоящей главе следуют этой процедуре, хотя для цепи прерывателя были рассчитаны формы кривой тока, а затем вычислены значения среднего крутящего момента.

Возможно, стоит отметить, что даже при синусоидальном питании при расчетах производительности были сделаны определенные допущения.Например, во время запуска асинхронного двигателя пиковые токи и крутящие моменты могут намного превышать значения, рассчитанные из напряжения, деленного на полное сопротивление эквивалентной цепи. В главе 8 это проиллюстрировано компьютерным моделированием пусковых и синхронизирующих переходных процессов, для которых переменный ток. Машинные уравнения разработаны на основе первых принципов и объяснена организация компьютерной программы.

Бесщеточные приводы двигателей

Эти двигатели пытаются электронным образом копировать действие щеток и коммутатора на d.c. машина. Такое расположение гарантирует, что токи якоря-катушки меняются (коммутируются), когда катушки вращаются под влиянием одной полярности поля на противоположную полярность. Таким образом, общая сила и крутящий момент сохраняют одинаковое направление. Коммутатор и щетки в постоянном токе. машина действует как датчик положения вала. Якорь и м.д.с. поля имеют фиксированное угловое смещение δ , иногда называемое углом крутящего момента (φ _fa ), что схематично показано на рисунке 7.25а, где предполагается, что якорь намотан таким образом, что его общая м.м.д. идет в том же направлении, что и ток в щетке.

Рисунок 7.25. Бесщеточный d.c. двигатель, (а) Нормальный постоянный ток машина; (б) якорь на статоре; (c) схема управления главной цепью; (d) крутящий момент.

Для полностью бесщеточной машины, для которой поле должно быть постоянным магнитом, катушки якоря намотаны на неподвижный (внешний) элемент (рисунок 7.25b) и соединены через полупроводниковые переключатели, которые активируются из положения вала ( Рисунок 7.25c), так что их токи аналогичным образом меняются на противоположные, чтобы соответствовать полярности полюса вращающегося поля. Таким образом, частота переключения автоматически синхронизируется со скоростью вращения вала, как в обычном постоянном токе. мотор. При δ = 90 ° крутящий момент пропорционален F _a × F _f и, при любом другом угле, предполагая синусоидальную m.m.f. распределений крутящий момент пропорционален F _a F _f sin δ .При движении ротора δ изменяется от 0 ° до 180 °; затем питание переключается, чтобы снова вернуть δ к нулю, и цикл повторяется. Таким образом, крутящий момент будет пульсировать, как однофазная выпрямленная синусоида (рис. 7.25d). Это устройство эквивалентно постоянному току. машина только с двумя сегментами коммутатора и имеет нулевое минимальное значение крутящего момента. Обычно имеется не менее трех ответвлений от трехфазной обмотки, которые в свою очередь питаются от трехфазного мостового инвертора. Это срабатывает под управлением детектора положения, так что его выходная частота автоматически регулируется скоростью вала.Пульсации крутящего момента теперь будут похожи на форму выходного сигнала трехфазного мостового выпрямителя; поскольку нулевой крутящий момент отсутствует, пусковой крутящий момент доступен всегда. Профилирование поверхности полюса магнита дополнительно улучшает плавность крутящего момента в течение полного цикла. Моменты переключения можно легко изменить, чтобы получить эффекты, аналогичные смещению оси кисти, которое иногда в умеренной степени используется на обычном постоянном токе. машины. См. Пример 3.1. Характеристика скорости / нагрузки бесщеточной машины аналогична a d.c. машина с фиксированным возбуждением, то есть скорость немного падает с увеличением крутящего момента.

Бесщеточный постоянный ток приводы обычно используются для приложений с позиционным управлением в области промышленного управления. Поскольку продолжительность цикла зависит от движения ротора, ШИМ обычно не применяется к этим приводам. Поток ротора создается постоянными магнитами на роторе, обеспечивая трапециевидную МПС. Вариант с фасонными магнитами для создания синусоидальной МПД. известен как «бесщеточный переменный ток».Бесщеточная машина обычно питается от трехфазного инвертора, и регенерация снова становится простой, если предоставляется подходящая схема силового электронного преобразователя. Хотя значительные исследовательские усилия были затрачены на повышение скорости отклика или устранение необходимости в дорогостоящих датчиках на бесщеточных датчиках постоянного тока. В большинстве промышленных контроллеров используются простые датчики вала на эффекте Холла и фиксированные углы проводимости с переменным постоянным током. напряжение связи. Коммерческие единицы часто включают в себя контроллеры PI или PID (стр.197).

Приводы с реактивным реактивным двигателем

Еще одним вариантом в семействе синхронных машин является реактивный двигатель, как описано в разделе 5.8. Импульсные реактивные двигатели изменяют напряжение питания статора в зависимости от положения ротора так же, как и в бесщеточных машинах. Характеристики аналогичны характеристикам серии постоянного тока. двигатель или шаговый двигатель (рисунок 5.5), если для срабатывания силовых электронных переключателей статора используется критерий постоянного угла. В некоторых случаях можно использовать меньше переключателей, чем в инверторе.Импульсный реактивный привод чаще всего используется в устройствах с регулируемой скоростью средней мощности. Наряду с другими бесщеточными машинами она также является конкурентом на предстоящем прибыльном рынке приводов для электрических и гибридных дорожных транспортных средств. Ранее это была провинция округа Колумбия. машина, которая в настоящее время сталкивается с проблемой асинхронных двигателей. ⁽¹³⁾

Заключение

Таким образом, основной постоянный ток Машина обеспечивает наилучшие характеристики разгона и простейшие характеристики управления, а базовая индукционная машина – самые низкие.Это отражает физическую сложность одного по отношению к другому; индукционная машина с сепаратором ротора дешевле, прочнее и практически не требует технического обслуживания. Постоянный ток Машина имеет пределы коммутации и, в случае синхронных и асинхронных двигателей с контактным кольцом, требует обслуживания щеточного оборудования. С добавлением силовых электронных преобразователей и микроэлектронных контроллеров можно управлять любой машиной для обеспечения, при определенной стоимости, аналогичных характеристик. Достижения в области мощных полупроводников с быстрой коммутацией, таких как IGBT, позволили предложить улучшенные методы ШИМ и другие методы формирования волны для снижения гармонических потерь до низких уровней.Хотя d.c. машины остаются популярными для малых прецизионных приводов, некоторые производители прекратили производство постоянного тока. диски. Асинхронный двигатель с векторным управлением значительно увеличил свою долю на рынке и тяговые приводы, долгое время являвшиеся традиционным рынком для больших объемов постоянного тока. серийные двигатели, в настоящее время в основном поставляются с трехфазными асинхронными двигателями; асинхронный двигатель, запускающийся с низкой частотой статора, позволяет избежать перегорания коммутатора или чрезмерного номинала отдельного полупроводника, связанного с остановкой d.c. или бесщеточный постоянный ток мотор соответственно. Хотя наличие сложного микроэлектронного контроллера увеличивает стоимость, можно стандартизировать преобразователь и настроить привод для конкретной машины или набора характеристик путем ввода пользователем в программное обеспечение дополнительных контуров контроля состояния или управления без затрат на индивидуально разработанная система.

Мостовые выпрямители | Схема | GBPC5010

Мостовые выпрямители – это дискретные полупроводники, поскольку они содержат одно полупроводниковое устройство i.е. диод и являются противоположностью полупроводниковой интегральной схемы, которая имеет различные устройства на одном куске полупроводника. RS Components предлагает широкий спектр высококачественных компонентов от ведущих брендов, включая ON Semiconductor, Vishay, IXYS и Semikron.

Для чего нужны мостовые выпрямители?

Схема диодного моста была изобретена в 1895 году, и Лео Грец разработал аналогичную схему, поэтому они также могут называться схемой Гретца или мостом Гретца. Мостовой выпрямитель состоит из 4 или более диодов, которые образуют определенную конфигурацию: одноименный мост.Этот диодный мост может преобразовывать входной переменный ток (AC) в постоянный (DC), что является основной функцией для большинства электронных устройств. Он также обеспечивает одинаковую выходную полярность для любой входной полярности. Эти устройства работают с двухпроводным входом переменного тока, имеют в своей конструкции две диодные капли и предлагают двухполупериодное выпрямление.

Для чего используются мостовые выпрямители?

Мостовые выпрямители обычно используются в источниках питания, которые обеспечивают необходимое постоянное напряжение для электронных компонентов или устройств, и используются в различных приложениях, таких как бытовая техника и белые товары.Кроме того, такие устройства популярны среди любителей электроники, которым нравится конструировать схемы. Выпрямители обычно делятся на однофазные и трехфазные, а затем снова делятся на неуправляемые, полууправляемые и полностью управляемые выпрямители. Они поставляются в различных корпусах и типах монтажа, включая винтовое крепление, поверхностное крепление и сквозное отверстие.

Каковы преимущества мостовых выпрямителей?

Высокое пиковое обратное напряжение (PIV), которое идеально подходит для приложений высокого напряжения. Высокий коэффициент использования трансформатора. Конструкция с трансформатором или без него – не требует трансформатора с центральным ответвлением.

Каковы недостатки мостового выпрямителя?

Недостатки мостовых выпрямителей Дороже, чем другие выпрямители, так как для этого требуется четыре диода. Не идеален, когда требуется выпрямление небольшого напряжения. Поскольку мостовые выпрямители являются дискретными устройствами, некоторые из них необходимо приобретать вместе с другими устройствами для достижения желаемой функциональности для чего они предназначены. Для некоторых инженерных нужд возможность приобретения дискретных полупроводников делает создание прототипов и производство более доступным.

Полноволновой мостовой выпрямитель, конденсаторные фильтры, полуволновой выпрямитель

Изучите двухполупериодный мостовой выпрямитель, полуволновой выпрямитель, двухполупериодный выпрямитель, трансформаторы с центральным ответвлением, диоды, нагрузку, осциллограф, форму волны, постоянный и переменный ток, ток напряжения, конденсаторы, спускной резистор, чтобы узнать, как работают двухполупериодные мостовые выпрямители.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство по YouTube.

Это двухполупериодный мостовой выпрямитель. Он используется для питания наших электронных схем, поэтому в этой статье мы подробно узнаем, как они работают.

Электричество опасно и может быть смертельным, вы должны быть квалифицированными и компетентными для выполнения любых электромонтажных работ .

Что такое мостовой выпрямитель

Полномостовые выпрямители выглядят следующим образом, существуют разные формы и размеры, но по существу они состоят из 4 диодов в определенном расположении. Обычно они выравниваются в конфигурации Dimond, но они также могут быть выровнены другими способами, такими как эти.

Обычно мы находим их изображенными на таких инженерных чертежах.

Это символ диода. Стрелка указывает в направлении обычного тока. Это показывает, что электричество переменного тока является входом, а электричество постоянного тока – выходом.

Полный мостовой выпрямитель преобразует переменный переменный ток в постоянный постоянный ток. Почему это важно? Поскольку розетки в наших домах обеспечивают переменный ток, а наши электронные устройства используют постоянный ток, нам необходимо преобразовать переменный ток в постоянный ток.

Например, зарядное устройство для ноутбука берет переменный ток от розетки и преобразует его в постоянный ток для питания ноутбука.Если вы посмотрите на адаптер питания для ноутбука и электронных устройств, на этикетке производителя указано, что он преобразует переменный ток в постоянный. В этом примере он заявляет, что ему требуется входное напряжение от 100 до 240 В с обозначением электричества переменного тока, и он потребляет 1,5 А тока. Затем он будет выдавать 19,5 В постоянного тока и 3,33 А тока. Обратите внимание, что здесь также указано 50-60 Гц, это частота переменного тока, и мы рассмотрим это через мгновение.

В сети переменного тока напряжение и ток постоянно меняют направление с прямого на обратное.Это потому, что в генераторе переменного тока есть магнитное поле, которое, по сути, толкает и притягивает электроны в проводах. Таким образом, он меняется между положительными и отрицательными значениями, когда он течет вперед и назад, напряжение не является постоянным, даже если мультиметр делает его похожим на него. Если мы построим это, мы получим синусоидальную волну. Напряжение изменяется от пикового положительного до пикового отрицательного значения, когда максимальная напряженность магнитного поля проходит через катушки с проволокой.

В этом примере пики достигаются 170 В, поэтому, если мы построим эти значения, мы получим положительные и отрицательные пики 170 В.Если мы возьмем среднее значение этих значений, мы получим ноль вольт. Это не очень полезно, поэтому умный инженер решил использовать среднеквадратичное значение напряжения. Это то, что рассчитывают наши мультиметры, когда мы подключаем их к розеткам.

Чтобы найти пиковое напряжение, мы умножаем среднеквадратичное значение напряжения на квадратный корень из 2, что составляет примерно 1,41.
Чтобы найти среднеквадратичное значение напряжения, мы разделим пиковое напряжение на 0,707.

Например, у меня есть розетка для Северной Америки, Великобритании, Австралии и Европы.Этот мультиметр показывает основные формы сигналов, и когда я подключаюсь к любому из них между фазой и нейтралью, мы видим синусоидальную волну, указывающую на то, что это электричество переменного тока. Обратите внимание, что британская и европейская розетки – 230 В, австралийская – 240 В, но все три имеют частоту 50 Гц, однако розетка в Северной Америке показывает 120 В с частотой 60 Гц.

Частота измеряется в герцах, но это просто означает, что синусоидальная волна повторяется 60 раз в секунду в электрических системах Северной Америки и 50 раз в секунду в остальном мире.Напряжение ниже в североамериканской системе и составляет 120 В, тогда как в остальном мире оно составляет 230–240 В. Таким образом, пиковое напряжение каждой электрической системы выглядит следующим образом.

В электричестве постоянного тока напряжение постоянно, и в положительной области электроны не меняют направление, они все текут только в одном направлении. Итак, если я измерю эту батарею, мы увидим плоскую линию в положительной области около 1,5 В, так что это электричество постоянного тока.

Эта солнечная панель также вырабатывает постоянный ток, мы видим, что на мультиметре она выдает ровную линию около 4 В.Мы можем использовать этот адаптер для измерения USB-порта, мы видим, что он обеспечивает около 5 В, и если мы построим это с помощью другого мультиметра, мы снова увидим постоянную ровную линию, указывающую, что это электричество постоянного тока.

Это двухполупериодный мостовой выпрямитель. На этих входных клеммах мы видим около 12 В переменного тока с синусоидальной волной. И на этих выходных клеммах мы видим около 14 В постоянного тока. Итак, это устройство преобразует переменный ток в постоянный. Напряжение немного выше из-за конденсатора, и мы увидим почему это позже в этом видео.

Преобразует только переменный ток в постоянный, но не преобразует постоянный ток в переменный. Для этого нам понадобится инвертор, в котором для этого используются специальные электронные компоненты, но мы не будем рассматривать это в этой статье.

Кстати, мы подробно рассмотрели, как работают силовые инверторы в нашей предыдущей статье, посмотрите ЗДЕСЬ.

Как это работает

Выпрямитель состоит из диодов. Диод – это полупроводниковое устройство, которое позволяет току течь через него, но только в одном направлении.Итак, если мы подключим эту лампу к источнику постоянного тока, она загорится. Мы можем поменять местами провода, и он все равно будет светиться. Если я поставлю диод на красный провод и подключу его к плюсу, он снова загорится. Но теперь, когда я меняю местами провода, диод блокирует ток, а лампа остается выключенной. Таким образом, он позволяет току течь только в одном направлении, и мы можем использовать это для управления направлением тока в цепи, чтобы сформировать электричество постоянного тока.

Полуволновой выпрямитель

Если мы посмотрим на источник переменного тока с понижающим трансформатором, который снижает напряжение, электроны текут вперед и назад.Итак, нагрузка испытывает синусоидальную волну. Нагрузкой может быть что угодно: резистор, лампа, двигатель и т. Д.

Если мы вставим диод, он будет пропускать ток только в одном направлении, поэтому теперь нагрузка будет иметь пульсирующую форму волны. Отрицательная половина синусоиды заблокирована. Мы можем перевернуть диод, чтобы заблокировать положительную половину и разрешить только отрицательную половину. Следовательно, это полуволновой выпрямитель. Выходной сигнал технически постоянный ток, поскольку электроны текут только в одном направлении, это просто не очень хороший выход постоянного тока, поскольку он не полностью плоский.

Здесь у меня есть резистор, который подключен к низковольтному источнику переменного тока. Мы видим на осциллографе синусоидальную волну переменного тока. Когда я подключаю к нему последовательно диод, осцилископ показывает пульсирующую диаграмму в положительной области. Если я переверну диод, осцилископ покажет пульсирующую картину в отрицательной области.

Если я соединю две лампы параллельно, одну с диодом, мы увидим, что лампа без диода ярче, потому что в ней используется полная форма волны. Другая лампа более тусклая, потому что использует только половину этой лампы.Если мы рассмотрим это в замедленном режиме, мы увидим, что подключенная диодная лампа мигает больше из-за перерывов в питании.

Таким образом, мы можем использовать его для простых схем, таких как освещение или зарядка некоторых батарей, но мы не можем использовать его для электроники, поскольку компонентам требуется постоянное питание, иначе они не будут работать правильно.

Мы можем добавить конденсатор параллельно нагрузке, чтобы улучшить этот выход. Мы рассмотрим это позже в этой статье. Лучшее улучшение – использовать двухполупериодный выпрямитель, и есть два основных способа сделать это.

Полноволновой выпрямитель

Мы можем создать двухполупериодный выпрямитель, просто используя трансформатор с центральным ответвлением и два диода. Трансформатор с центральным ответвлением просто имеет еще один провод на вторичной стороне, который подключен к центру катушки трансформатора, что позволяет нам использовать всю длину трансформатора или только половину ее.

Потому что в электричестве переменного тока ток постоянно меняется на противоположный, в то время как в положительной или передней половине ток течет через диод 1 в нагрузку, а затем обратно к трансформатору через центральный провод с ответвлениями.Диод 2 блокирует ток, поэтому он не может вернуться сюда. Таким образом, используется только половина катушки трансформатора. В обратной или отрицательной половине ток течет через диод 2, через нагрузку, а затем обратно к трансформатору. Диод 1 блокирует ток.

Ток протекает через нагрузку в одном направлении, поэтому он считается постоянным, но он все еще пульсирует, хотя зазоров нет. Отрицательная половина преобразована в положительную. Форма волны не гладкая, поэтому нам нужно применить некоторую фильтрацию, например, конденсатор.Мы рассмотрим это подробно позже в этой статье.

Полноволновой мостовой выпрямитель

Чаще всего используется двухполупериодный мостовой выпрямитель. Здесь используются 4 диода. Источник переменного тока подключается между диодами 1 и 2, с нейтралью между 3 и 4. Положительный выход постоянного тока подключен между диодами 2 и 3, а отрицательный – между диодами 1 и 4.

В положительной половине синусоидальной волны ток течет через диод 1, через нагрузку, через диод 2 и затем обратно к трансформатору.В отрицательной половине ток течет через диод 3, а через нагрузку – через диод 1 и обратно к трансформатору. Таким образом, трансформатор подает синусоидальную волну переменного тока, но нагрузка испытывает волнообразную форму волны постоянного тока, потому что ток течет в одном направлении.

На этой схеме мы можем видеть выпрямленный сигнал на осциллографе. Но это не плоский выход постоянного тока, поэтому нам нужно улучшить его, добавив фильтрацию.

Фильтрация

Использование выпрямителя приведет к пульсации формы волны.Чтобы сгладить это, нам нужно добавить несколько фильтров.

Основной метод – просто добавить электролитический конденсатор параллельно нагрузке. Конденсатор заряжается при повышении напряжения и накапливает электроны. Затем он освобождает их во время уменьшения, поэтому это снижает пульсацию. Осциллограф покажет пики каждого импульса, но теперь напряжение не падает до нуля, оно медленно снижается, пока импульс снова не зарядит конденсатор. Мы можем еще больше уменьшить это, используя конденсатор большего размера или несколько конденсаторов.

В этом простом примере вы можете увидеть, как светодиод гаснет при отключении питания. Но если я помещу конденсатор параллельно светодиоду, он останется включенным, потому что теперь конденсатор разряжается и питает светодиод.

В этой схеме у меня в качестве нагрузки подключена лампа. Осциллограф показывает волнообразную форму волны. Когда я добавляю небольшой конденсатор на 10 мкФ, мы видим, что он очень мало влияет на форму сигнала. Когда я использую конденсатор на 100 мкФ, мы видим, что провал больше не падает до нуля вольт.На 1000 микрофаррад пульсация очень мала. На 2200 микрофаррадах это почти полностью гладко, хотя это можно было бы использовать для многих схем. Мы также могли бы использовать несколько конденсаторов, здесь у нас есть конденсатор на 470 мкФ, который имеет некоторое значение, но если я использую два конденсатора параллельно, мы видим, что форма волны значительно улучшается.

При использовании конденсатора необходимо установить на выходе резистор утечки. Это резистор высокого номинала, который будет разряжать конденсатор, когда цепь отключена, чтобы обеспечить нашу безопасность.Обратите внимание: когда я включаю эту схему, конденсатор быстро заряжается до более 15 В. Когда я выключаю его, выход постоянного тока все еще составляет 15 В, потому что нет нагрузки, поэтому энергия все еще сохраняется. Это может быть опасно при высоком напряжении. В этом примере я помещаю резистор 4,7 кОм на выход, мы видим, что конденсатор заряжается до 15 В, и когда я его выключаю, конденсатор быстро разряжается. Электроны проходят через резистор, который разряжает конденсатор.

Мы также видим, что без конденсатора выходное напряжение ниже входного из-за падения напряжения на диодах.

Вот простой двухполупериодный мостовой выпрямитель. На входе мы видим 12 В переменного тока, на выходе 10,5 В постоянного тока. Напряжение на выходе ниже из-за диодов. Каждый диод имеет падение напряжения около 0,7 В. Если мы посмотрим на эту схему, с диодом и светодиодом. Мы можем измерить напряжение на диоде и увидеть падение напряжения около 0,7 В. Ток в нашем полном мостовом выпрямителе должен проходить через 2 диода на положительной половине и 2 на отрицательной половине. Таким образом, падение напряжения складывается и составляет около 1.От 4 до 1,5 В. Так что выход снижается.

Однако, если мы подключим конденсатор к выходу, мы увидим, что выходное напряжение теперь выше входного. Как такое возможно? Это потому, что вход переменного тока измеряет действующее значение напряжения, а не пиковое напряжение. Пиковое напряжение в 1,41 раза выше среднеквадратичного напряжения. Конденсаторы заряжаются до пикового напряжения, а затем отпускаются. По-прежнему существует небольшое падение напряжения из-за диодов, поэтому выходной сигнал меньше пикового входа, но все равно будет выше, чем входной среднеквадратичный.

Например, если бы на входе было среднеквадратичное значение 12 В, пиковое напряжение было бы умножено на 12 В на 1,41, что составляет 16,9 В.

Здесь и здесь падение 0,7 В. Таким образом, 16,9, вычесть 1,4 В, составляет 15,5 В. Конденсаторы заряжаются до этого напряжения. Это только приблизительный ответ, количество пульсаций и фактическое падение напряжения на диодах будут немного отличаться в действительности, но мы видим, что выходное значение выше входного.

Другой распространенный фильтр – это размещение двух конденсаторов параллельно с последовательной катушкой индуктивности между ними.Это используется для цепей с большими нагрузками. Первый конденсатор сглаживает пульсацию. Катушка индуктивности противодействует изменению тока и пытается поддерживать его постоянным, а второй конденсатор, который намного меньше, затем сглаживает окончательную оставшуюся пульсацию.

Дополнительно к выходу можно подключить регулятор напряжения. Это очень распространено и допускает некоторые изменения на входе, но обеспечивает постоянное выходное напряжение. Здесь снова есть конденсаторы по обе стороны от регулятора, чтобы обеспечить плавный выход постоянного тока.Вот реальная версия, которая подключена к источнику переменного тока 12 В, и мы видим, что она имеет выходное напряжение около 5 В постоянного тока.

Вы можете научиться создавать собственный стабилизатор напряжения в нашей предыдущей статье ЗДЕСЬ.

диодный мостовой выпрямитель – испанский перевод – Linguee

– принцип работы, преимущества и недостатки

В полноволновом мостовом выпрямителе вместо трансформатора с центральным отводом используется обычный трансформатор. Схема образует мост, соединяющий четыре диода D ₁ , D _2, D ₃ и D ₄ . Принципиальная схема полноволнового мостового выпрямителя показана ниже.

Состав:

Электропитание переменного тока, которое необходимо выпрямить, подается по диагонали к противоположным концам моста. Тогда как нагрузочный резистор R _L подключен поперек оставшихся двух диагоналей противоположных концов моста.

Работа полноволнового мостового выпрямителя

При включении питания переменного тока на выводах AB вторичной обмотки трансформатора, который требует выпрямления, появляется переменное напряжение V _в .Во время положительного полупериода вторичного напряжения конец A становится положительным, а конец B становится отрицательным, как показано на рисунке ниже.

Диоды D ₁ и D ₃ смещены в прямом направлении, а диоды D ₂ и D ₄ смещены в обратном направлении. Следовательно, диоды D ₁ и D ₃ проводят, а диоды D ₂ и D ₄ не проводят. Ток (i) протекает через диод D ₁ , нагрузочный резистор R _L (от M к L), диод D _3, и вторичную обмотку трансформатора.Форма сигнала двухполупериодного мостового выпрямителя показана ниже.

Во время отрицательного полупериода конец A становится отрицательным, а конец B положительным, как показано на рисунке ниже:

Из приведенной выше диаграммы видно, что диоды D ₂ и D ₄ находятся под прямым смещением, а диоды D ₁ и D ₃ имеют обратное смещение. Следовательно, диоды D ₂ и D ₄ проводят, а диоды D ₁ и D ₃ не проводят.Таким образом, ток (i) протекает через диод D ₂ , нагрузочный резистор R _L (от M к L), диод D _4, и вторичную обмотку трансформатора.

Ток протекает через нагрузочный резистор R _L в одном направлении (от M до L) в течение обоих полупериодов. Следовательно, на нагрузочном резисторе получается выходное напряжение постоянного тока V _out .

Пиковое обратное напряжение полноволнового мостового выпрямителя

Когда вторичное напряжение достигает максимального положительного значения и клемма A положительная, а клемма B отрицательная, как показано на принципиальной схеме ниже.

В этот момент диоды D ₁ и D ₃ смещены в прямом направлении и проводят ток. Следовательно, клемма M достигает того же напряжения, что и A ‘или A, тогда как клемма L достигает того же напряжения, что и B’ или B. Следовательно, диод D ₂ и D ₄ имеют обратное смещение, а пиковое значение инвертировано. напряжение на них обоих составляет В _м .

Следовательно,

Преимущества полноволнового мостового выпрямителя

• Центральный ответвительный трансформатор исключен.
• Выходной сигнал в два раза больше, чем у двухполупериодного выпрямителя с центральным ответвлением для того же вторичного напряжения.
• Пиковое обратное напряжение на каждом диоде составляет половину цепи центрального отвода диода.
  

Недостатки полноволнового мостового выпрямителя

• Требуется четыре диода.
• Схема не подходит, когда требуется выпрямить небольшое напряжение. Это связано с тем, что в этом случае два диода соединены последовательно и дают двойное падение напряжения из-за своего внутреннего сопротивления.

См. Также: Полуволновой и полноволновой выпрямитель

На что следует обратить внимание при выборе правильного диода…

Полупроводниковые диоды – это широко используемые компоненты во многих конструкциях электронных схем. Различные типы диодов оптимизированы для обеспечения различных характеристик, используемых в схемах. Важная функция диодов – выпрямление.

Цепи однополупериодного выпрямителя используются для выпрямления мощности, демодуляции сигнала и обнаружения пиков, в то время как двухдиодные схемы обеспечивают двухполупериодное выпрямление при использовании с трансформатором с центральным отводом.Сегодня схема двухдиодного выпрямителя встречается не так часто, как четырехдиодные мостовые выпрямители, которые могут быть построены с трансформатором или без него, что значительно снижает стоимость схемы.

При этом следует учитывать три диода для схем выпрямителя:

1) Напряжение включения

Типичное прямое или прямое напряжение включения кремниевого диода равно 0.7 В, в то время как у германиевого диода около 0,2-0,3 В. Уменьшение прямого падения напряжения увеличивает чувствительность диодного выпрямителя, что актуально в определенных приложениях, таких как обнаружение сигнала.

2) Номинальный ток диода

Величина тока нагрузки, протекающего через диод, определяет желаемый номинальный постоянный ток. Например, если нагрузка потребляет ток 1 А, тогда будет достаточно диода 1N1007 (номинал 1 А) (хотя и без запаса прочности!). Однако, если ток нагрузки превышает 1 А, тогда требуется диод с более высоким номинальным током.Ток нагрузки не должен превышать номинал диода постоянного тока. То же самое можно сказать и о токе питания. Если в конструкции требуется источник питания на 3 А, диод должен выдерживать ток 3 А. Ток питания никогда не должен превышать номинальный ток диода, даже если он кратковременный.

3) Пиковое обратное напряжение

Диоды должны выдерживать максимальное обратное напряжение на них. Когда конденсатор сглаживает выходной сигнал, значение напряжения представляет собой пик формы входного сигнала, который в √2 раз больше среднеквадратичного напряжения.

На другой половине волнового цикла пиковое значение напряжения еще в √2 раза больше среднеквадратичного напряжения. Сумма двух значений – это максимальное обратное напряжение на диоде. Таким образом, номинальное значение PIV-диода должно быть как минимум в 2 x √2 раза больше входного среднеквадратичного напряжения для цепей полуволнового выпрямителя и как минимум в четыре раза превышать пиковое напряжение трансформатора для цепей двухдиодного полнополупериодного выпрямителя с учетом возможных переходных процессов.