La mayoría de las centrales eléctricas generan corriente alterna. Esto se debe al diseño de los generadores. Las únicas excepciones son los paneles solares a partir de los cuales se extrae corriente continua.
En general, la elección entre corriente directa y alterna en términos de producción, transporte y consumo es una lucha de contradicciones.
Es más fácil y más fácil producir (alternar en centrales eléctricas) de corriente alterna.
Transporte rentable de corriente continua. El cambio de semiciclos de tensión alterna conduce a pérdidas.
Desde el punto de vista de la transformación (reducción de la tensión) es más conveniente trabajar con corriente alterna. El principio de funcionamiento de los transformadores se basa en un voltaje pulsado o alterno.
La mayoría de los consumidores de electricidad (estamos hablando de dispositivos) funcionan con corriente continua. Los circuitos no pueden operar con voltaje alterno.
Como resultado, tenemos la siguiente imagen:
A la salida viene una corriente alterna con un voltaje de 220 voltios. Y todos los electrodomésticos (con la excepción de aquellos que contienen potentes motores eléctricos y elementos de calefacción) se alimentan con corriente continua.
Dentro de la mayoría de los equipos domésticos hay fuentes de alimentación. Después de reducir (transformar) la tensión, es necesario convertir la corriente de CA a CC. La base de este esquema es un puente de diodo.
Según la definición, la corriente alterna cambia su dirección con una cierta frecuencia (en la red de suministro de energía doméstica de 50 Hz), con un valor constante.
Es importante Como sabemos que para la fuente de alimentación de la mayoría de los circuitos eléctricos, se necesita un voltaje polar: en las unidades de alimentación de los dispositivos, la corriente alterna se reemplaza por una corriente continua.
Sucede en dos o tres etapas:
Con la ayuda de un conjunto de diodos, la corriente alterna se convierte en una pulsante. Este es un programa rectificado, sin embargo, tal calidad de potencia no es suficiente para el funcionamiento normal del circuito.
Para suavizar las pulsaciones, se instala un filtro después del puente. En el caso más simple, este es un condensador polar común. Si necesitas aumentar el choke de calidad añadida.
Después de la conversión y el alisado, es necesario garantizar un valor constante de la tensión de funcionamiento.
Para ello se instalan estabilizadores de tensión en la tercera etapa.
Y, sin embargo, el primer elemento de cualquier fuente de alimentación es un puente de diodo.
Se puede hacer tanto a partir de piezas individuales como en un estuche mono.
La primera opción ocupa mucho espacio y es más difícil de instalar.
Hay ventajas:
dicha construcción es barata, más fácil de diagnosticar y, en el caso de un solo elemento, solo cambia.
El segundo diseño es compacto, se excluyen los errores de instalación. Sin embargo, el costo es ligeramente más alto que el de los diodos individuales y es imposible reparar un solo elemento, tiene que cambiar todo el módulo.
Recordemos las características y finalidad del diodo. Si no entra en los detalles técnicos, él pasa una corriente eléctrica en una dirección y cierra su camino en la dirección opuesta.
Esta propiedad ya es suficiente para ensamblar el rectificador más simple en un solo diodo.
El elemento se incluye simplemente en el circuito en serie, y se corta cada segundo impulso de corriente que va en la dirección opuesta.
Este método se llama media onda y tiene muchos inconvenientes:
Ondulación muy fuerte, entre los periodos medios hay una pausa en el suministro de corriente, igual a la longitud de la mitad de la sinusoide.
Como resultado de cortar las ondas inferiores de la sinusoide, el voltaje se reduce a la mitad. Con una medición precisa, la reducción es mayor, ya que hay pérdidas en los diodos.
La capacidad de reducir la tensión a la mitad cuando se endereza, ha encontrado aplicación en los servicios públicos.
Los residentes de las entradas de varios departamentos, cansados de cambiar constantemente las bombillas encendidas, deben equiparlos con diodos.
Cuando se enciende secuencialmente, el brillo del resplandor disminuye y la lámpara "vive" mucho más tiempo.
El verdadero parpadeo fuerte cansa los ojos, y una lámpara de este tipo es adecuada solo para iluminación de emergencia.
Para reducir las pérdidas, se utiliza una combinación de cuatro elementos.
Esquema de trabajo de puente de diodo de onda completa:
En cualquier dirección en que fluya la corriente alterna a través de los contactos de entrada, la salida del puente de diodo proporciona una polaridad constante en sus contactos de salida.
La frecuencia de onda de tal conexión es exactamente el doble de alta que la frecuencia de la corriente alterna en la entrada.
Dado que los hombros del puente no pueden pasar corriente simultáneamente en ambas direcciones, se proporciona una protección de circuito estable.
Incluso si tiene un puente de diodo en su dispositivo, no habrá cortocircuito ni sobretensión.
La fiabilidad del circuito de puente ha sido probada durante décadas. La protección contra sobretensiones en la entrada está garantizada por un transformador.
De sobrecarga ahorra estabilizador en la salida. Se rompe a través del puente de diodos solo en el caso de usar partes defectuosas, o en un automóvil, donde el circuito está sujeto a cargas constantes.
La caída de tensión en el puente de diodos es de hasta 0,7 voltios. Cuando se utilizan componentes convencionales en circuitos de bajo voltaje, a veces la caída de voltaje es de hasta el 50% de la fuente de alimentación nominal. Este error no está permitido..
Para garantizar el funcionamiento de las fuentes de alimentación con un voltaje de 1,5 voltios a 12 voltios, se utilizan diodos Schottky.
Con un flujo de corriente directa, la caída de voltaje en un solo chip no es más de 0.3 voltios. Multiplique por cuatro elementos en el puente: resulta un valor de pérdidas bastante aceptable.
Además, si el puente de diodo Schottky está en un nivel de ruido, obtendrá un valor inalcanzable para los diodos pn de silicio.
Otra ventaja debido a la falta de una unión pn es la capacidad de operar a alta frecuencia.
Por lo tanto, los rectificadores en exceso del voltaje de alta frecuencia se hacen exclusivamente en diodos de este tipo.
Sin embargo, los diodos de Schottky también tienen desventajas.. Cuando se expone a un voltaje inverso, incluso por un corto tiempo, el elemento falla.
La comprobación del puente de diodos con un multímetro muestra que esta razón tiene consecuencias irreversibles.
Una celda de germanio o silicio común con una unión p - n se restaura independientemente después de la inversión de polaridad.
Por lo tanto, los puentes en los diodos Schottky se utilizan solo en unidades de alimentación de bajo voltaje y en presencia de protección contra voltaje inverso.
El rectificador se ensambla sobre una base de elemento convencional, por lo que le diremos cómo probar el puente de diodo en casa con un multímetro.
La ilustración muestra cómo fluye la corriente a través del puente. El principio de prueba es el mismo que cuando se verifica un solo diodo.
Miramos a través del directorio, qué salidas del módulo corresponden a una entrada variable o una salida polar, y realizamos la marcación.
Dado que la corriente en la dirección opuesta no fluye a través del diodo, los resultados incorrectos de la prueba indican una ruptura del puente.
No es necesario retirar el puente, el resto de los elementos de la fuente de alimentación no afectan la medición.
Línea inferior: cualquiera de ustedes puede ensamblar independientemente un puente de diodo y repararlo en caso de avería. Basta con tener habilidades básicas en ingeniería eléctrica.
Mire el video: como un multímetro para verificar el puente de diodos del generador de su automóvil.
https://m.youtube.com/watch?v=SDMj2xcuCOo
Una historia detallada sobre cómo verificar el puente de diodos con un multímetro en este video.
Una de las partes más importantes de los dispositivos electrónicos alimentados por CA 220 voltios es el llamado puente de diodo. El puente de diodos es una de las soluciones de circuito, sobre la base de la cual se realiza la función de rectificación de CA.
Como es sabido, para el trabajo de la mayoría de los dispositivos no se requiere corriente alterna, sino directa. Por lo tanto, hay una necesidad de rectificación de corriente alterna.
Creo que está claro que en el caso de diodos individuales solo necesita reemplazar un diodo defectuoso, que, en consecuencia, costará menos.
En realidad, el conjunto del puente de diodo podría tener este aspecto.
Montaje de diodo KBL02 en la placa de circuito
O de esta manera.
Montaje de diodo RS607 a bordo de la fuente de alimentación del ordenador
Y así es como se ve un conjunto de diodo DB107S para montaje en superficie (SMD). A pesar de su pequeño tamaño, el conjunto DB107S puede soportar una corriente directa de 1 A y una tensión inversa de 1000 V.
Los puentes de diodo rectificador más potentes requieren enfriamiento, ya que durante la operación se calientan mucho. Por lo tanto, su cuerpo está diseñado estructuralmente con la posibilidad de montaje en el radiador. En la foto - diodo puente KBPC2504Calculado para una corriente continua de 25 amperios.
Naturalmente, cualquier conjunto de puente puede reemplazarse por 4 diodos separados, que corresponden a los parámetros deseados. Esto es necesario cuando el montaje deseado no está a la mano.
A veces esto pone a los novatos en confusión. ¿Cómo conectar correctamente los diodos, si pretende fabricar un puente de diodos a partir de diodos individuales? La respuesta se muestra en la siguiente figura.
Imagen condicional del puente de diodo y conjunto de diodo.
Como puedes ver, es bastante simple. Para entender cómo necesita conectar los diodos, debe inscribirse en los lados de la imagen de rombo del diodo.
En los diagramas de circuitos y en los tableros de circuitos impresos, el puente de diodos se puede denotar de manera diferente. Si se usan diodos separados, la abreviatura simplemente se indica al lado de ellos. Vd, y su número ordinal en el esquema se coloca junto a él. Por ejemplo, como este: Vd1 – Vd4. A veces se usa la designación Vds. Esta designación generalmente se indica junto al símbolo del puente rectificador. Carta S En este caso implica que se trata de un montaje. También puede encontrar la designación. Bd.
El circuito de puente se utiliza de forma activa en casi todos los componentes electrónicos, que se alimenta de una red de CA monofásica (220 V): centros de música, reproductores de DVD, cinescópicos y televisores LCD ... Sí, ¿dónde está simplemente no? Además, encontró aplicación no solo en fuentes de alimentación del transformador pero también en impulso. Un ejemplo de una fuente de alimentación por pulsos en la que se usa este esquema es una fuente de alimentación de computadora ordinaria. En su tablero, es fácil detectar un puente rectificador de diodos de alta potencia individuales o un conjunto de diodo.
En las máquinas de soldadura se pueden encontrar puentes de diodo muy potentes que están unidos al disipador de calor. Estos son solo algunos ejemplos de dónde se puede aplicar esta solución de circuito.
Para empezar, responda la pregunta sobre el tiempo de inactividad: "¿Cuál es el voltaje en la red?" Lo más probable es que digan; "220 voltios". Otros agregarán: "Variable, 50 hertz". Todo esto, por supuesto, es verdad. El voltaje (efectivo) en la mayoría de las redes de iluminación es de 220 V, y es variable, sinusoidal, y la frecuencia de las oscilaciones sinusoidales es de 50 Hz, que corresponde a un período de repetición de 20 milisegundos.
Figura 1.
Pero pocos saben que el valor de amplitud de la tensión en la red es de aproximadamente 310 V, y la diferencia (intervalo) entre los valores máximo y mínimo es de 620 V (Figura 1a). Es fácil calcular el valor de amplitud; debe multiplicar el voltaje efectivo por √2. ¿Qué da esto? De esta manera, es posible calcular qué voltaje constante se obtiene de la alternancia, si se endereza.
Esto se hace utilizando diodos semiconductores (Figura 2a). El diodo (designado por el símbolo VD1) tiene dos electrodos: el cátodo (k) y el ánodo (a). La corriente que atraviesa el diodo solo puede pasar en la dirección del ánodo al cátodo (a lo largo de la "flecha" de su imagen gráfica). En el reverso, la corriente que atraviesa el diodo (especialmente si es de silicio) apenas fluye: dicen que el diodo está "cerrado".
Figura 2.
Para hacer el enderezamiento más perfecto, se combinan cuatro diodos (VD1 - VD4) de onda completa en un circuito llamado puente (Figura 2b). Pero hay puentes de diodo listos para usar: en la Figura 2c se muestra uno de ellos: VD1.
Obras de pavimento dvuhpopudiodny rectificador por igual.
Imaginemos una lámpara incandescente HL1 normal para un voltaje de 220 V. Luego, según el esquema de la Figura 3a, brillará aproximadamente de la misma manera que si no existieran los diodos VD1 - VD4. Después de todo, cuando la polaridad de voltaje se muestra en la red durante 10 ms, como se muestra en la Figura 3b, la corriente fluirá a través del diodo VD1, la lámpara HL1 y el diodo VD4. Cuando, durante los otros 10 ms, se invierte la polaridad de la tensión en la red (Figura 3c), la corriente fluirá a través de VD3, la bomba HL1 y el diodo VD2. En otras palabras, ahora la corriente a través de la lámpara HL1 va todo el tiempo en la misma dirección, y no en direcciones diferentes como la fig. 1 en una red de tono variable. Pero para una lámpara incandescente no hace ninguna diferencia: su hilo se calienta por igual, sin importar en qué dirección vaya la corriente. El calentamiento será el mismo; aplicamos una tensión a la lámpara de acuerdo con el diagrama de la Figura 1a (tensión alterna con una frecuencia de 50 Hz) o según el diagrama de la Figura 1b (tensión de pulsación con una frecuencia de 100 Hz).
Figura 3.
Si ahora en paralelo con la lámpara, conectamos un condensador de óxido (electrolítico) C1 (en la Figura 3d), la lámpara HL1 destellará mucho más. Después de todo, la reserva de energía eléctrica en el condensador C1 es casi suficiente para compensar la disminución de la tensión en los "intervalos" entre las pulsaciones individuales. En consecuencia, la tensión en el condensador C1 estará cerca del valor de amplitud de 310 V (Figura 1c). En el curso de un experimento de este tipo, nuestra bombilla puede quemarse simplemente!
Suponemos que nuestro experimento es puramente especulativo: es poco probable que necesite un voltaje tan alto (¡310 V!), Que, mientras tanto, era popular en la tecnología de tubos. Ahora, el transistor y la tecnología IC tratan con voltajes menores a 10 ... 50 veces. Sí, es bueno, este nivel ya es bastante seguro.
Reduzca el voltaje de la manera habitual, utilizando un transformador reductor T1 (Figura 4). Puede ser relleno de la vieja lámpara de TV. Si el devanado primario aplico 220 V, entonces el voltaje del devanado secundario II será aproximadamente de 7,5 V. Ya sabemos que este es el valor de voltaje efectivo. Esto significa que el valor de amplitud debería parecer 1,41 veces mayor, y será aproximadamente de 10,5 V. Pero en el condensador, C1 será en realidad algo más pequeño, es decir, alrededor de 9 V. El hecho es que hasta ahora convencionalmente no tomamos en cuenta la caída de voltaje en dos diodos "abiertos". Y es tanto como aproximadamente 1.4 V (para diodos de silicio). Por lo tanto, en realidad, obtendremos un voltaje constante de aproximadamente 9 V. Y nuestro rectificador de red podrá realizar el papel de las baterías Krona, Korund, Oreol-1 o 7D-0, 115-U1.1 baterías recargables. Desde tal rectificador es muy posible alimentar un pequeño receptor, un pequeño jugador ...
Figura 4.
Para conectarse a la red, el rectificador utiliza un enchufe XP1 normal (Figura 4). El equipo está conectado a él mediante una toma XS1, que se toma de una batería vieja "Kron". El condensador de óxido C1 puede ser de cualquier tipo: cuanto mayor sea su capacidad, mejores serán las pulsaciones del voltaje rectificado. El puente de diodo VD1 se toma con cualquier índice de letras de los conjuntos de diodos de la serie KTS405, KTS402. Si no hay un ensamblaje terminado, se reemplaza con un puente ensamblado a partir de cuatro diodos. Los diodos más adecuados para dicha sustitución son las series KD105 o KD208, KD209. Pero puede aplicar la serie moderna KD226 o usar la serie D226 popular en el pasado. Si no toma diodos de silicio, sino de germanio, el voltaje rectificado aumentará a casi 10 V, lo que, sin embargo, es bastante aceptable para el equipo. El "aditivo" resultante se explica por el hecho de que los diodos de germanio tienen una caída de tensión directa menor (aproximadamente 0,4 V para cada diodo) que el silicio (aproximadamente 0,7 V). Tales diodos, muy posiblemente, estaban "abrumados" por los ávidos radioaficionados, y los compartirían. Los diodos antiguos de la serie D7 (por ejemplo, D7ZH, D7E) funcionarán muy bien. Pero incluso los más antiguos son adecuados - DGTs-24, DGTs-25, DGTs-26, DGTs-27.
No olvide comprobar que los diodos no estén en buenas condiciones antes del montaje, esto es especialmente importante si los adquirió accidentalmente. Puede verificarlos de diferentes maneras, pero es mejor hacerlo con un ohmiómetro. En una dirección, el diodo (especialmente si es germanio) tendrá muy poca resistencia, y en la otra, por el contrario, será muy grande (si es silicio).
