Vekselspænding leveres fra strømforsyningsorganisationen til forbrugerne. Dette skyldes de særlige forhold ved eltransport. Men de fleste husstands (og til dels industrielle) elektriske modtagere kræver konstant spænding. For at få det kræves der konvertere. I mange tilfælde er de bygget efter skemaet "nedtrappende transformer - ensretter - udjævningsfilter" (med undtagelse af skifte strømforsyning). Dioder forbundet i et brokredsløb bruges som ensretter.
Indhold
Hvad er en diodebro til og hvordan virker den
Diodebroen bruges som et ensretterkredsløb, der konverterer AC-spænding til DC. Princippet om dets drift er baseret på envejsledning - egenskaben ved en halvlederdiode til kun at passere strøm i én retning.En enkelt diode kan også tjene som den enkleste ensretter.
Med en sådan inklusion, jo lavere (negativ) en del af sinusoiden er "afskåret". Denne metode har ulemper:
- formen af udgangsspændingen er langt fra konstant, en stor og omfangsrig kondensator er påkrævet som et udjævningsfilter;
- AC-strømmen bruges maksimalt til det halve.
Strømmen gennem belastningen følger formen af udgangsspændingen. Derfor er det bedre at bruge en fuldbølge-ensretter i form af en diodebro. Hvis du tænder for fire dioder i henhold til det angivne skema og tilslutter belastningen, vil enheden fungere sådan, når en vekselspænding påføres indgangen:
Med en positiv spænding (øvre del af sinusformen, rød pil) vil strømmen strømme gennem VD2-dioden, belastningen, VD3. Med en negativ (nederste del af sinusoiden, grøn pil) gennem dioden VD4, belastning, VD1. Som et resultat, i en periode, passerer strømmen gennem belastningen to gange i samme retning.
Udgangsspændingens bølgeform er meget tættere på en lige linje, selvom niveauet af krusning er ret højt. Kildestrømmen er fuldt udnyttet.
Hvis der er en kilde til trefaset spænding med den nødvendige amplitude, kan du lave en bro i henhold til følgende skema:
I den føjes tre strømme til belastningen, der gentager formen på udgangsspændingen med en faseforskydning på 120 grader:
Udgangsspændingen vil gå rundt om toppen af sinusoiderne. Det kan ses, at spændingen pulserer meget mindre end i et enkeltfaset kredsløb, dens form er tættere på en lige linje. I dette tilfælde vil udjævningsfilterets kapacitans være minimal.
Og en anden version af broen - kontrolleret.I den er to dioder erstattet af tyristorer - elektroniske enheder, der åbner, når et signal påføres kontrolelektroden. I den åbne form opfører tyristorer sig næsten som almindelige dioder. Skemaet ser således ud:
Tændingssignaler gives fra styrekredsløbet på aftalte tidspunkter, nedlukning sker i det øjeblik spændingen går gennem nul. Derefter beregnes gennemsnittet af spændingen over kondensatoren, og dette gennemsnitsniveau kan styres.
Diodebrobetegnelse og tilslutningsdiagram
Da en bro af dioder kan bygges i henhold til forskellige skemaer, og den indeholder få elementer, er betegnelsen af en ensretterenhed i de fleste tilfælde lavet ved blot at tegne dens kredsløbsdiagram. Hvis dette er uacceptabelt - for eksempel i tilfælde af at bygge et blokdiagram - så er broen angivet som et symbol, der angiver enhver AC-til-DC-konverter:
Bogstavet "~" betyder kæder vekselstrøm, symbolet "=" - DC-kredsløb, og "+" og "-" - udgangspolariteten.
Hvis ensretteren er bygget i henhold til det klassiske brokredsløb med 4 dioder, er et let forenklet billede tilladt:
Ensretterenhedens indgang er forbundet til AC-kildens udgangsterminaler (i de fleste tilfælde er det en step-down transformer) uden at observere polariteten - enhver udgangsterminal er forbundet til enhver indgang. Broens udgang er forbundet med belastningen. Det kræver muligvis polaritet (inklusive en stabilisator, udjævningsfilter).
Diodebroen kan tilsluttes en konstant spændingskilde.I dette tilfælde opnås et beskyttelseskredsløb mod utilsigtet polaritetsvending - med enhver forbindelse af broindgangene til udgangen af strømforsyningen vil polariteten af spændingen ved dens udgang ikke ændre sig.
Vigtigste tekniske egenskaber
Når du vælger dioder eller en færdig bro, skal du først og fremmest se på maksimal drift fremadstrøm. Det bør overstige belastningsstrømmen med en margin. Hvis denne værdi er ukendt, men effekten er kendt, skal den konverteres til strøm i henhold til formlen Iload \u003d Pload / Uout. For at øge den tilladte strøm kan halvlederenheder tilsluttes parallelt - den største belastningsstrøm divideres med antallet af dioder. I dette tilfælde er det bedre at vælge dioder i en gren af broen i henhold til en tæt værdi af spændingsfaldet i åben tilstand.
Den anden vigtige parameter er fremadspændingsom broen eller dens elementer er designet til. Den må ikke være lavere end AC-kildens udgangsspænding (spidsværdi!). For pålidelig drift af enheden skal du tage en margin på 20-30%. For at øge den tilladte spænding kan dioder forbindes i serie - i hver broarm.
Disse to parametre er nok til en foreløbig beslutning om brugen af dioder i en ensretterenhed, men nogle andre egenskaber bør også tages i betragtning:
- maksimal driftsfrekvens - normalt et par kilohertz og betyder ikke noget for drift ved industrielle frekvenser på 50 eller 100 Hz, og hvis dioden fungerer i et pulskredsløb, kan denne parameter blive afgørende;
- on-state spændingsfald for siliciumdioder er det omkring 0,6 V, hvilket er uvæsentligt for en udgangsspænding på for eksempel 36 V, men kan være kritisk ved drift under 5 V - i dette tilfælde skal der vælges Schottky-dioder, som er karakteriseret ved en lav værdien af denne parameter.
Varianter af diodebroer og deres mærkning
Diodebroen kan samles på diskrete dioder. For at observere polariteten skal du være opmærksom på markeringerne. I nogle tilfælde påføres et mærke i form af et mønster direkte på halvlederenhedens krop. Dette er typisk for indenlandske produkter.
Udenlandske (og mange moderne russiske) enheder er markeret med en prik eller en ring. I de fleste tilfælde er dette betegnelsen for anoden, men der er ingen garanti. Det er bedre at se i manualen eller bruge testeren.
Du kan lave en bro fra samlingen - fire dioder er kombineret i en pakke, og tilslutningen af ledningerne kan udføres med eksterne ledere (for eksempel på et printkort). Monteringsskemaer kan varieres, så for den korrekte forbindelse skal du se på databladene.
For eksempel har BAV99S diodesamlingen, der indeholder 4 dioder, men kun har 6 ben, to halvbroer indeni, forbundet som følger (der er en prik på kabinettet nær pin 1):
For at få en fuldgyldig bro skal du forbinde de tilsvarende udgange med eksterne ledere (rød spor viser sporene i tilfælde af brug af trykte ledninger):
I dette tilfælde påføres en vekselspænding til ben 3 og 6. Konstantens positive pol fjernes fra ben 5 eller 2, og den negative pol tages fra ben 4 eller 1.
Og den nemmeste mulighed er at samle med en færdig bro indeni.Af indenlandske produkter kan disse være KTs402, KTs405, der er samlebroer af udenlandsk produktion. I mange tilfælde påføres konklusionernes markering direkte på sagen, og opgaven reduceres kun til det rigtige valg i henhold til karakteristika og til den fejlfri forbindelse. Hvis der ikke er nogen ekstern betegnelse af konklusionerne, skal du henvise til biblioteket.
Fordele og ulemper
Fordelene ved en diodebro er velkendte:
- ordninger, der er udarbejdet i årtier;
- nem montering og tilslutning;
- enkel fejldiagnose og nem reparation.
Som ulemper er det nødvendigt at nævne stigningen i kredsløbets dimensioner og vægt med stigende effekt, samt behovet for at bruge køleplader til højeffektdioder. Men der kan ikke gøres noget ved det – fysikken kan ikke snydes. Når disse forhold bliver uacceptable, er det nødvendigt at beslutte om overgangen til et pulseret strømforsyningskredsløb. Forresten kan der bruges brodioder i den.
Det skal også bemærkes, at formen af udgangsspændingen er langt fra konstant. For at arbejde med forbrugere, der stiller krav til forsyningsspændingens stabilitet, er det nødvendigt at bruge en bro i forbindelse med udjævningsfiltre og om nødvendigt udgangsstabilisatorer.
Lignende artikler:
