устройство, принцип работы, обозначение на схеме
Наряду с линейными устройствами в электрической цепи можно встретить и нелинейные полупроводниковые элементы, имеющие самый разнообразный функционал в составе электронной схемы. Среди полупроводниковых приборов особое место занимает диодный мост, выполняющий роль преобразователя переменного напряжения в постоянное. Хоть для этих целей с тем же успехом может применяться и обычный диод, но сфера их применения существенно ограничивается рабочими параметрами одного элемента. Решить недостатки единичной детали помогла диодная сборка из нескольких, существенно отличающихся характеристиками и принципом работы.
Устройство и принцип работы
Диодный мост представляет собой электронную схему, собранную на основе выпрямительных диодов, который предназначен для преобразования подаваемого на него переменного тока в постоянный. Чаще всего в состав схемы включаются диоды Шоттки, но это не категоричное требование, поэтому в каком-либо конкретном случае может заменяться и другими моделями, подходящими по техническим параметрам.
Схема моста из полупроводниковых диодов включает в себя четыре элемента для одной фазы. Диодный мостик может набираться как отдельными диодами, так и собираться единым блоком, в виде монолитного четырехполюсника.
Принцип работы диодного моста основывается на способности p – n перехода пропускать электрический ток только в одном направлении. Схема включения диодов в мост построена таким образом, чтобы для каждой полуволны создавался свой путь протекания электрического тока к подключенной нагрузке.
Рис. 1. Принцип работы диодного мостаДля пояснения выпрямления диодным мостом необходимо рассматривать работу схемы относительно формы напряжения на входе. Следует отметить, что кривая напряжения за один период имеет две полуволны – положительную и отрицательную. В свою очередь, каждая полуволна имеет процесс нарастания и убывания по отношению к максимальной точке амплитуды.
Поэтому работа выпрямительного устройства будет иметь такие этапы:
- На вход выпрямительного моста, обозначенного буквами А и Б подается переменное напряжение 220В.
- Каждая полуволна, подаваемая из электрической сети или от обмоток трансформатора, преобразуется в постоянную величину парой диодов, расположенных по диагонали.
- Положительная полуволна будет проводиться парой диодов VD1 и VD4 и выдавать на выход моста полуволну в положительной области оси ординат.
- Отрицательная полуволна будет выпрямляться парой диодов VD2 и VD3, с которых на том же выходе моста возникнет очередная полуволна в положительной области.
В связи с тем, что оба полупериода получают реализацию на выходе диодного моста, такое электронное устройство получило название двухполупериодного выпрямителя, также его называют схемой Гретца.
Обозначение на схеме и маркировка
На электрической схеме диодный мост может иметь различные варианты изображения. Чаще всего вы можете встретить такие обозначения:
Рис. 2. Обозначение на схемеПервый вариант обозначения мостового выпрямителя используется, как правило, в тех ситуациях, когда электронный прибор представляет собой монолитную конструкцию, единую сборку.
На схеме маркировка выполняется латинскими буквами VD, за которыми указывается порядковый номер.
Второй вариант наиболее распространен для тех ситуаций, когда диодный мост состоит из отдельных полупроводниковых устройств, собранных в одну схему. Маркировка второго варианта, чаще всего, выполняется в виде ряда VD1 – VD4.
Следует также отметить, что вышеприведенное схематическое обозначение и маркировка хоть и имеет общепринятый характер, но может нарушаться при составлении схем.
Разновидности диодных мостов
В зависимости от количества фаз, которые подключаются к диодному мосту, различают однофазные и трехфазные модели. Первый вариант мы детально рассмотрели на примере схемы Гретца выше.
Трехфазные выпрямители, в свою очередь, разделяются на шести- и двенадцатипульсовые модели, хотя схема диодного моста у них идентична. Рассмотрим более детально работу диодного устройства для трехфазной схемы.
Рис. 3. Схема трехфазного диодного мостаДиодный мост, приведенный на рисунке выше, получил название схемы Ларионова.
Конструктивно для каждой из фаз устанавливается сразу два диода в противоположном направлении друг относительно друга. Здесь важно отметить, что синусоида во всех трех фазах имеет смещение в 120° друг относительно друга, поэтому на выходах устройства при наложении результирующей диаграммы получится следующая картина:
Как видите, в сравнении с однофазным выпрямителем на базе диодного моста картина получается более плавной, а скачки напряжения имеют значительно меньшую амплитуду.
Технические характеристики
При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах.
Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:
- Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как UАобр в отечественных моделях или Vrpm для зарубежных.
- Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение Uобр в отечественных образцах или Vr(rms) для зарубежных диодных мостов.
- Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как Iпр или Io для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
- Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как Ifsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
- Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как Vfm.
Обозначается как UАобр в отечественных моделях или Vrpm для зарубежных.
На устройстве обозначается как Vfm.Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.
Преимущества и недостатки
Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:
- И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
- За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
- Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
- Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.
К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.
Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.
Практическое применение
На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.
Примеры схем с диодным мостом и их описание
Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере
Рис. 5. Схема зарядного устройстваКак видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В.
После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.
На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.
Пример схемы сварочного агрегатаЗдесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно.
Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.
принцип действия, обозначения на схеме, проверка исправности
Почти вся электронная аппаратура для своей работы требует определённую величину постоянного напряжения. В электрический сети передаётся синусоидальный сигнал с частотой 50 Гц. Для преобразования сигнала используется свойство полупроводниковых элементов пропускать ток только в одном направлении, а в другом блокировать его прохождение. В качестве преобразователя применяется схема диодного моста, позволяющая получать на выходе сигнал постоянной величины.
- Физические свойства p-n перехода
- Принцип работы диода
- Схема простого выпрямителя
- Диодный мост
- Конструкции и характеристики прибора
- Схема подключения устройства
- Проверка на работоспособность
Физические свойства p-n перехода
Главным элементом, использующимся при создании выпрямительного узла, является диод.
В основе его работы лежит электронно-дырочный переход (p-n).
Общепринятое определение гласит: p-n переход — это область пространства, находящаяся на границе соединения двух полупроводников разного типа. В этом пространстве образуется переход n-типа в p-тип. Значение проводимости зависит от атомного строения материала, а именно от того, насколько прочно атомы удерживают электроны. Атомы в полупроводниках располагаются в виде решётки, а электроны привязаны к ним электрохимическими силами. Сам по себе такой материал является диэлектриком. Он или плохо проводит ток, или не проводит его совсем. Но если в решётку добавить атомы определённых элементов (легирование), физические свойства такого материала кардинально изменяются.
Примешанные атомы начинают образовывать, в зависимости от своей природы, свободные электроны или дырки. Образованный избыток электронов формирует отрицательный заряд, а дырок — положительный.
Избыток заряда одного знака заставляет носителей отталкиваться друг от друга, в то время как область с противоположным зарядом стремится притянуть их к себе.
В радиоэлектронике из материалов для создания p-n перехода используется германий и кремний. При легировании кристаллов этих веществ образуется полупроводник с различной проводимостью. Например, введение бора приводит к появлению свободных дырок и образованию p-типа проводимости. Добавление фосфора, наоборот, создаст электроны, и полупроводник станет n-типа.
Принцип работы диода
Диод — это полупроводниковый прибор, имеющий малое сопротивление для тока в одном направлении, и препятствующий его прохождению в обратном.
При работе диода существует три его состояния:
- сигнал на выводах отсутствует;
- он находится под действием прямого потенциала;
- он находится под действием обратного потенциала.
Прямым потенциалом называется такой сигнал, когда плюсовой полюс источника питания подключён к области p-типа полупроводника, другими словами, полярность внешнего напряжения совпадает с полярностью основных носителей. При обратном потенциале отрицательный полюс подключён к p-области, а положительный к n.
В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер. Он образуется контактной разностью потенциалов и находится в уравновешенном состоянии. Высота барьера не превышает десятые доли вольта и препятствует продвижению носителей заряда вглубь материала.
Если к прибору подключено прямое напряжение, то величина потенциального барьера уменьшается и он практически не оказывает сопротивление протеканию тока. Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. При прикладывании обратного потенциала, величина барьера увеличивается, так как из n-области уходят электроны, а из p-области дырки. Слои обедняются и сопротивление барьера прохождению тока возрастает.
Основным показателем элемента является вольт-амперная характеристика. Она показывает зависимость между приложенным к нему потенциалом и током, протекающим через него. Представляется эта характеристика в виде графика, на котором указывается прямой и обратный ток.
Схема простого выпрямителя
Синусоидальное напряжение представляет собой периодический сигнал, изменяющийся во времени. С математической точки зрения он описывается функцией, в которой начало координат соответствует времени равным нулю.
При подаче переменного напряжения на диод через подключённую к его выводам нагрузку, начинает протекать ток. Этот ток обусловлен тем, что в момент поступления положительного полупериода входного сигнала диод открывается. В этом случае к аноду прикладывается положительный потенциал, а к катоду отрицательный. При смене волны на отрицательный полупериод диод запирается, так как меняется полярность сигнала на его выводах.
Таким образом, получается, что диод как бы отрезает отрицательную полуволну, не пропуская её на нагрузку и на ней появляется пульсирующий ток только одной полярности. В зависимости от частоты приложенного напряжения, а для промышленных сетей она составляет 50 Гц, изменяется и расстояние между импульсами. Такого вида ток называется выпрямленным, а сам процесс —однополупериодным выпрямлением.
Выпрямляя сигнал, используя один диод, можно питать нагрузку, не предъявляющую особых требований к качеству напряжения. Например, нить накала. Но если запитать, например, приёмник, то появится низкочастотный гул, источником которого и будет промежуток, возникающий между импульсами. В некоторой мере для избавления от недостатков однополупериодного выпрямления совместно с диодом применяется параллельно включённый нагрузке конденсатор. Этот конденсатор будет заряжаться при поступлении импульсов и разряжаться при их отсутствии на нагрузку. А значит, чем больше значение ёмкости конденсатора, тем ток на нагрузке будет более сглажен.
Но наибольшего качества сигнала возможно достичь, если использовать для выпрямления одновременно две полуволны. Устройство, позволяющее это реализовать, получило название диодный мост, или по-другому — выпрямительный.
Диодный мост
Такое устройство представляет собой электрический прибор, служащий для преобразования переменного тока в постоянный. Словосочетание «диодный мост» образуется из слова «диод», что предполагает использование в нём диодов. Схема диодного моста выпрямителя зависит от сети переменного тока, к которой он подключается. Сеть может быть:
- однофазной;
- трёхфазной.
В зависимости от этого и выпрямительный мост называется мостом Гретца или выпрямителем Ларионова. В первом случае используется четыре диода, а во втором прибор собирается уже на шести.
Первая схема выпрямительного прибора собиралась на радиолампах и считалась сложным и дорогим решением. Но с развитием полупроводниковой техники диодный мост полностью вытеснил альтернативные способы выпрямления сигнала. Вместо диодов редко, но ещё применяются селеновые столбы.
Конструкции и характеристики прибора
Конструктивно выпрямительный мост выполняется из набора отдельных диодов или литого корпуса, имеющего четыре вывода. Корпус может быть плоского или цилиндрического вида. По принятому стандарту, значками на корпусе прибора отмечаются выводы подключения переменного напряжения и выходного постоянного сигнала. Выпрямители, имеющие корпус с отверстием, предназначены для крепления на радиатор. Основными характеристиками выпрямительного моста являются:
- Наибольшее прямое напряжение. Это максимальная величина, при которой параметры прибора не выходят за границы допустимых.
- Наибольшее допустимое обратное напряжение. Это максимальное импульсное напряжение, при котором мост длительно и надёжно работает.
- Наибольший рабочий ток выпрямления. Обозначает средний ток, протекающий через мост.
- Максимальная частота. Частота подаваемого на мост напряжения, при которой прибор работает эффективно и не превышает допустимый нагрев.
Превышение значений характеристик выпрямителя приводит к резкому сокращению срока его службы или пробою p-n переходов. Необходимо отметить такой момент, что все параметры диодов указываются для температуры окружающей среды 20 градусов. К недостаткам применения мостовой схемы выпрямления относят большее падение напряжения, по сравнению с однополупериодной схемой, и более низкое значение коэффициента полезного действия. Для уменьшения величины потерь и снижения нагрева мосты часто изготавливают с применением быстрых диодов Шотки.
Схема подключения устройства
На электрических схемах и печатных платах диодный выпрямитель обозначается в виде значка диода или латинскими буквами. Если выпрямитель собран из отдельных диодов, то рядом с каждым ставится обозначение VD и цифра, обозначающая порядковый номер диода в схеме. Редко используются надписи VDS или BD.
Диодный выпрямитель может подключаться напрямую к сети 220 вольт или после понижающего трансформатора, но схема включения его остаётся неизменной.
При поступлении сигнала в каждом из полупериодов ток сможет протекать только через свою пару диодов, а противоположная пара будет для него заперта. Для положительного полупериода открытыми будут VD2 и VD3, а для отрицательного VD1 и VD4. В итоге на выходе получится постоянный сигнал, но его частота пульсации будет увеличена в два раза. Для того чтобы уменьшить пульсацию выходного сигнала, используется, как и в случае с одним диодом, параллельное включение конденсатора С1. Такой конденсатор ещё называют сглаживающим.
Но случается так, что диодный мост ставится не только в переменную сеть, но и подключается в уже выпрямленную. Для чего нужен диодный мост в такой цепи, станет понятно, если обратить внимание в каких схемах используется такое его включение. Эти схемы связаны с использованием чувствительных радиоэлементов к переполюсовке питания. Использование моста позволяет осуществить простую, но эффективную защиту «от дурака». В случае ошибочного подключения полярности питания радиоэлементы, установленные за мостом, не выйдут из строя.
Проверка на работоспособность
Такой тип электронного прибора можно проверить, не выпаивая из схемы, так как в конструкциях устройств никакое его шунтирование не используется. В случае выпрямителя, собранного из диодов, проверяется каждый диод в отдельности. А в случае с монолитным корпусом измерения проводятся на всех четырёх его выводах.
Суть проверки сводится к прозвонке мультиметром диодов на короткое замыкание. Для этого выполняются следующие действия:
- Мультиметр переключается в режим позвонки диодов или сопротивления.
- Штекер одного провода (чёрного) вставляется в общее гнездо тестера, а второго (красного) в гнездо проверки сопротивления.
- Щупом, подключённым чёрным проводом, дотроньтесь до первой ножки, а щупом красного провода до третьего вывода. Тестер должен показать бесконечность, а если поменять полярность проводов, то мультиметр покажет сопротивление перехода.
- Минус тестера подается на четвёртую ногу, а плюс на третью. Мультиметр покажет сопротивление, при смене полярности бесконечность.
- Минус на первую ногу, плюс на вторую. Тестер покажет открытый переход, при смене – закрытый.
Такие показания тестера говорят об исправности выпрямителя. В случае отсутствия мультиметра можно воспользоваться обычным вольтметром. Но при этом придётся подать питание на схему и замерить напряжение на сглаживающем конденсаторе. Его величина должна превышать входное в 1,4 раза.
, схема, работа и характеристики
— Реклама —
Выпрямитель представляет собой электронную схему, которая преобразует входное переменное напряжение в постоянное напряжение на выходной клемме. Этот выход известен как выпрямленное выходное напряжение. Выпрямители в основном используются в источниках питания, обеспечивая напряжение постоянного тока для работы электронных устройств.
Выпрямители подразделяются на два типа в зависимости от операции:
- Однополупериодные выпрямители
- Двухполупериодные выпрямители
Мы уже поняли принцип работы однополупериодных и двухполупериодных выпрямителей.
– Реклама –
Полупериодный выпрямитель преобразует входное напряжение переменного тока в выходное напряжение постоянного тока путем проведения одного из положительных или отрицательных полупериодов. В результате он пропускает один цикл и блокирует другой.
Так как один из циклов проходит цепь, а другой блокируется, половина цикла всегда теряется. Эти потери приводят к потере мощности и низкой эффективности из-за низкого выходного напряжения.
Полноволновые выпрямители доказали свою эффективность, чтобы сделать процесс выпрямления более эффективным. Двухполупериодные выпрямители используют как положительные, так и отрицательные полупериоды входного напряжения для получения выходного напряжения.
Существует два типа двухполупериодных выпрямителей:
- Мостовой двухполупериодный выпрямитель
- Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом
Мостовой выпрямитель представляет собой тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используются четыре диода для формирования моста с обратной связью. Диоды проводят попарно через каждый положительный и отрицательный полупериод, что не приводит к потере мощности.
Мостовой выпрямитель не требует центрального ответвления вторичной обмотки трансформатора. Вход подается через трансформатор на диагональ диодного моста. Трансформатор этой схемы всегда занят, потому что он постоянно подает питание в обоих циклах входного переменного тока, в отличие от выпрямителя с центральным отводом, который использует 50% мощности трансформатора.
Мостовой выпрямитель бывает различных типов:
- Однофазный и трехфазный мостовой выпрямитель
- Неуправляемый мостовой выпрямитель
- Управляемый мостовой выпрямитель
Однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов D1, D2, D3 и D4, соединенных по замкнутой схеме, образующей мост. Диоды расположены таким образом, что они проводят парами во время положительных полупериодов.
Входное переменное напряжение подается через трансформатор по диагонали C моста. Нагрузочный резистор RL подключается между диагональю C и D.
Выходное выпрямленное напряжение постоянного тока получается на нагрузке от диагонали D.
Рис.1 Схема однофазного мостового выпрямителя Работа: Положительный полупериод:Во время положительного полупериода входного переменного тока питание (от 0 до π),
Полярность вторичного напряжения на клемме A положительна по отношению к клемме B.
Рис. 2 Цепь положительного полупериода мостового выпрямителяЭто приводит к тому, что диоды D1 и D2 смещаются в прямом направлении и Диоды D3 и D4 должны быть смещены в обратном направлении.
Диоды D1 и D2 создают цепь коротких замыканий и начинают проводить ток, в то время как диоды D3 и D4 ведут себя как разомкнутые цепи. Ток нагрузки начинает протекать по пути короткого замыкания, созданному диодами D1 и D2. Направление тока нагрузки от D1, RL к D2. Напряжение на нагрузочном резисторе RL положительное на клемме D и отрицательное на клемме C.
Во время отрицательного полупериода входного источника переменного тока (от π до 2π),
Полярность вторичного напряжения на клемме B положительная по отношению к клемме A.
Рис. 3 Схема отрицательного полупериода мостового выпрямителяДиоды D3 и D4 создают путь короткого замыкания и начинают проводить, в то время как диоды D1 и D2 работают как открытые цепи. Ток нагрузки начинает протекать по пути короткого замыкания, создаваемому диодами D3 и D4. Направление тока нагрузки от D3, RL к D4. Напряжение на нагрузочном резисторе RL положительное на клемме D и отрицательное на клемме C.
Следует отметить, что обе пары диодов D1, D2, D3 и D4 проводят полупериоды попеременно. Эти пары диодов не проводят одновременно.
В обоих циклах ток нагрузки протекает через положительные полупериоды входного переменного напряжения и в том же направлении через нагрузочный резистор RL. Полярность напряжения на RL такая же, как и направление тока нагрузки через проводящие состояния диодов D1, D2 и D3, D4. Выходной импульс может быть как полностью положительным, так и отрицательным.
Здесь получен положительный выходной импульс. Этот однонаправленный ток означает постоянный ток. Следовательно, входное переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение на выходе.
Полученный выходной выпрямленный импульс имеет пульсирующий характер. Чтобы очистить это, мы должны поместить фильтрующий конденсатор на выходе, чтобы получить чистое постоянное напряжение.
Форма сигнала: Рис. 4 Форма сигнала однофазного мостового выпрямителя Некоторые параметры однофазного мостового выпрямителяХарактеристики мостового выпрямителя включают следующее:0003
- Эффективность
- Пиковое обратное напряжение
- Коэффициент пульсации
Эффективность мостового выпрямителя определяется как способность мостового выпрямителя преобразовывать входной переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Проще говоря, это соотношение между выходной мощностью постоянного тока и входной мощностью переменного тока.
Во-первых, нам нужно рассчитать Idc
Итак, уравнение выходной мощности принимает вид
Мы знаем,
Значение RF+RS очень-очень меньше, чем RL.
Следовательно, пренебрежимо малое значение можно игнорировать.
η = 0,812
η(в процентах) = 81,2%
2.) Пиковое обратное напряжение:Пиковое обратное напряжение — это максимальное напряжение, которое выпрямитель может получить при обратном смещении без повреждения самого себя. Пиковое обратное напряжение для мостового выпрямителя равно Vm.
Пиковое обратное напряжение мостового выпрямителя составляет половину выпрямителя с центральным отводом.
3.) Коэффициент пульсации: На выходе мостового выпрямителя не чистый постоянный ток, а скорее пульсирующий постоянный ток, поскольку он содержит смесь постоянного и переменного тока. Компоненты переменного тока в выпрямленном выходе называются пульсациями.
Коэффициент пульсации определяется как процент составляющей переменного тока (или пульсаций) в выпрямленном выходе постоянного тока. Коэффициент пульсации должен быть как можно меньше. Чтобы уменьшить этот фактор, мы используем фильтрующий конденсатор на выходе.
Трехфазный неуправляемый двухполупериодный мостовой выпрямительТрехфазный неуправляемый мостовой выпрямитель представляет собой сеть из 6 диодов, проводящих попарно для каждого цикла. Сеть из четырех диодов с двумя фазами работает как однофазный неуправляемый мостовой выпрямитель.
Диоды проводят в соответствующих парах, поскольку они образуют последовательные соединения с протекающим через них током. Два диода, принадлежащие к разным фазам, ведут себя вместе. Это связано с тем, что одна фаза имеет положительные и отрицательные пиковые значения одновременно.
Конструкция: Входное переменное напряжение подается от трехфазного трансформатора Q3, соединенного звездой.
Положительный вывод нагрузки подключается к катоду диодов D1, D3 и D5. Аноды диодов D1, D3 и D5 подключены к входу питания.
Аналогичным образом отрицательный вывод нагрузки подключается к аноду диодов D2, D4 и D6. Катоды диодов D2, D4 и D6 подключены к входу питания.
Диоды D1, D3 и D5 образуют группу диодов, которые питаются от положительной клеммы.
Диоды D2, D4 и D6 образуют группу диодов, которые питаются от положительной клеммы.
Соединения:- Катод диода D2 и анод диода D1 подключены к фазе R.
- Катод диода D4 и анод диода D3 подключены к фазе Y.
- Катод диода D6 и анод диода D5 подключены к фазе B.
Каждая входная вторичная клемма подключается к катоду одного диода и аноду другого, образуя фазу.
Формирование фаз:- Диоды D1, D2, D3 и D4 образуют фазовую сеть с R и Y вторичного входа звезды.
- Диоды D1, D2, D5 и D6 образуют фазовую сеть с R и B входной вторичной клеммы звезды.
- Диоды D3, D4, D5 и D6 образуют фазовую сеть с Y и B входной вторичной клеммы звезды.
Нагрузочный резистор RL является частью каждой сформированной мостовой сети.
Рис. 5 Схема 3-фазного мостового выпрямителяДве пары диодов в фазе не проводят одновременно, потому что каждая фаза имеет отрицательный и положительный пики одновременно.
Каждая фаза разделена на π/3 или 60°, что означает, что угол проводимости диодной пары для одного цикла составляет π/3 или 60°. Следовательно, каждый диод проводит 2π/3 или 120° или за один цикл.
Операция:Вариант 1:
В фазной сети R и Y
D1, D2, D3 и D4 образуют мостовой выпрямитель.
Когда VB=0
VR достигает максимального положительного пикового значения, а VY достигает максимального отрицательного пикового значения.
Это вызывает прямое смещение диодов D1 и D4 и обратное смещение диодов D2 и D3.
Диоды D2 и D3 действуют как разомкнутые цепи.
Диоды D1 и D4 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.
Ток течет от D1 к RL и D4.
Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VRY.
Вариант 2:
В фазной сети R и B
D1, D2, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.
Когда VY=0
VR достигает максимального положительного пикового значения, а VB достигает максимального отрицательного пикового значения.
Это вызывает прямое смещение диодов D1 и D6 и обратное смещение диодов D2 и D5.
Диоды D2 и D5 работают в режиме разомкнутой цепи.
Диоды D1 и D6 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.
Ток течет от D1 к RL и D6.
Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VRB.
Вариант 3:
В фазовой сети Y и B
D3, D4, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.
Когда VR=0
VY достигает максимального положительного пикового значения, а VB достигает максимального отрицательного пикового значения.
Это вызывает прямое смещение диодов D3 и D6 и обратное смещение диодов D4 и D5.
Диоды D4 и D5 работают как разомкнутая цепь.
Диоды D3 и D6 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.
Ток течет от D3 к RL и D6.
Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VYB.
Вариант 4:
В фазной сети Y и R
D1, D2, D3 и D4 образуют мостовой выпрямитель.
Когда VB=0
VY достигает максимального положительного пикового значения, а VR достигает максимального отрицательного пикового значения.
Это вызывает прямое смещение диодов D3 и D2 и обратное смещение диодов D1 и D4.
Диоды D1 и D4 работают как разомкнутая цепь.
Диоды D3 и D2 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.
Ток течет от D3 к RL и D2.
Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VYR.
Вариант 5:
В фазной сети B и R
D1, D2, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.
Когда VY=0
VB достигает максимального положительного пикового значения, а VR достигает максимального отрицательного пикового значения.
Это вызывает прямое смещение диодов D5 и D2 и обратное смещение диодов D1 и D6.
Диоды D1 и D6 работают как разомкнутая цепь.
Диоды D5 и D2 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.
Ток течет от D5 к RL и D2.
Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VBR.
Случай 6:
В фазовой сети B и Y
D3, D4, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.
Когда VR=0
VB достигает максимального положительного пикового значения, а VY получает максимальное отрицательное пиковое значение.
Это вызывает прямое смещение диодов D5 и D4 и обратное смещение диодов D3 и D6.
Диоды D4 и D6 работают как разомкнутая цепь.
Диоды D5 и D4 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.
Ток течет от D5 к RL и D4.
Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VBY.
Форма волны: Рис. 6 Форма волны трехфазного мостового выпрямителяМы надеемся, что теперь вы хорошо осведомлены о мостовых выпрямителях. Тем не менее, если у вас есть какие-либо сомнения, не стесняйтесь спрашивать в разделе комментариев ниже или вы можете использовать наш форум, чтобы связаться с нашими инженерами.
Мостовой выпрямитель
Мостовой выпрямитель Мостовой выпрямитель использует четыре диода в мостовой схеме для достижения двухполупериодного выпрямления. Это широко используемая конфигурация, как с отдельными диодами, подключенными, как показано, так и с однокомпонентными мостами, где диодный мост подключен внутри.
| Индекс Выпрямители | |||
| Назад |
Мостовой выпрямитель использует четыре диода в мостовой схеме для достижения двухполупериодного выпрямления. Это широко используемая конфигурация, как с отдельными диодами, подключенными, как показано, так и с однокомпонентными мостами, где диодный мост подключен внутри.
| Индекс Выпрямители | |||
| Назад |
Мостовой выпрямитель использует четыре диода в мостовой схеме для достижения двухполупериодного выпрямления.
| Индекс Выпрямители | ||
| Назад |
|
