De meeste krachtcentrales genereren wisselstroom. Dit komt door het ontwerp van de generatoren. De enige uitzonderingen zijn zonnepanelen waaruit gelijkstroom wordt getrokken.
Over het algemeen is de keuze tussen directe en wisselstroom in termen van productie, transport en consumptie een strijd van tegenstrijdigheden.
Het is gemakkelijker en gemakkelijker om wisselstroom te produceren (produceren op elektriciteitscentrales).
Transportkosteneffectieve gelijkstroom. De verandering van halve cycli van wisselspanning leidt tot verliezen.
Vanuit het oogpunt van transformatie (vermindering van de spanning) is het handiger om met wisselstroom te werken. Het principe van de werking van transformatoren is gebaseerd op een pulserende of wisselspanning.
De meeste elektriciteitsverbruikers (we hebben het hier over apparaten) werken op gelijkstroom. Het circuit kan niet werken met wisselspanning.
Als gevolg hiervan hebben we de volgende afbeelding:
Naar het stopcontact komt AC met een spanning van 220 volt. En alle huishoudelijke apparaten (met uitzondering van apparaten die krachtige elektrische motoren en verwarmingselementen bevatten) worden gevoed met gelijkstroom.
In de meeste thuisapparatuur bevinden zich voedingen. Na het verlagen (transformeren) van de spanning, is het noodzakelijk om de stroom om te zetten van AC naar DC. De basis van dit schema is een diodebrug.
Gebaseerd op de definitie, verandert de wisselstroom zijn richting met een bepaalde frequentie (in het 50 Hz netwerk van huishoudelijke stroomvoorzieningen), met een constante waarde.
Het is belangrijk! Omdat we weten dat voor de voeding van de meeste elektrische circuits, een polaire spanning nodig is - in de voedingseenheden van de apparaten wordt de wisselstroom vervangen door een gelijkstroom.
Het gebeurt in twee of drie fasen:
Met behulp van een diodesamenstel wordt de wisselstroom omgezet in een pulserende. Dit is een gerectificeerd schema, maar een dergelijke kwaliteit van vermogen is niet genoeg voor de normale werking van het circuit.
Om de pulsaties te verzachten, wordt na de brug een filter geïnstalleerd. In het eenvoudigste geval is dit een gewone polaire condensator. Als u de kwaliteit toegevoegde choke moet verhogen.
Na conversie en afvlakking is het noodzakelijk om een constante waarde van de bedrijfsspanning te garanderen.
Hiertoe worden spanningsstabilisatoren in de derde fase geïnstalleerd.
En toch is het eerste element van elke voeding een diodebrug.
Het kan zowel uit afzonderlijke delen als in een monokast worden gemaakt.
De eerste optie kost veel ruimte en is moeilijker te installeren.
Er zijn voordelen:
een dergelijke constructie is goedkoop, gemakkelijker te diagnosticeren, en in het geval van een storing van een enkel element, verandert alleen deze.
Het tweede ontwerp is compact, fouten bij de installatie zijn uitgesloten. De kosten zijn echter iets hoger dan die van afzonderlijke diodes en het is onmogelijk om een enkel element te repareren, u moet de hele module wijzigen.
Herinner de kenmerken en het doel van de diode. Als je niet ingaat op de technische details - hij passeert een elektrische stroom in de ene richting en sluit zijn pad in de tegenovergestelde richting.
Deze eigenschap is al voldoende om de eenvoudigste gelijkrichter op een enkele diode te monteren.
Het element wordt eenvoudig opgenomen in het circuit in serie en elke tweede stroompuls die in de tegenovergestelde richting gaat, wordt afgesneden.
Deze methode wordt halfgolf genoemd en heeft veel nadelen:
Zeer sterke rimpel, tussen de halve perioden is er een pauze in de stroomtoevoer, gelijk aan de lengte van de helft van de sinusoïde.
Als gevolg van het afsnijden van de onderste golven van de sinusoïde, wordt de spanning gehalveerd. Met nauwkeurige metingen is de reductie groter, omdat er verliezen zijn in de diodes.
Het vermogen om de spanning met de helft te verminderen wanneer deze rechtgetrokken wordt, is gevonden in toepassingen.
Inwoners van ingangen van meerdere appartementen, moe van het veranderen van constant brandende gloeilampen - voorzie ze van diodes.
Bij sequentieel inschakelen neemt de helderheid van de gloei af en de lamp 'leeft' veel langer.
Echte sterke flikkering vermoeit de ogen en een dergelijke lamp is alleen geschikt voor noodverlichting.
Om verliezen te verminderen, wordt een combinatie van vier elementen gebruikt.
Full-wave diodebrug werkschema:
In welke richting de wisselstroom door de ingangscontacten vloeit, de uitvoer van de diodebrug verzekert een constante polariteit aan zijn uitgangscontacten.
De rimpelfrequentie van een dergelijke verbinding is precies twee keer zo hoog als de frequentie van de wisselstroom aan de ingang.
Aangezien de schouders van de brug niet tegelijkertijd de stroom in beide richtingen kunnen passeren, is er een stabiele circuitbescherming.
Zelfs als u een diodebrug op uw apparaat hebt, is er geen kortsluiting of spanningspiek.
De betrouwbaarheid van het brugcircuit is al tientallen jaren getest. Overspanningsbeveiliging aan de ingang wordt gegarandeerd door een transformator.
Van overbelasting spaart stabilisator bij de uitgang. Hij breekt alleen door de diodebrug in het geval van defecte onderdelen of in een auto, waar het circuit constant wordt belast.
De spanningsval in de diodebrug is tot 0,7 volt. Bij gebruik van conventionele componenten in laagspanningscircuits is de spanningsdaling soms tot 50% van de nominale stroomvoorziening. Deze fout is niet toegestaan..
Om de werking van voedingen te garanderen met een spanning van 1,5 volt tot 12 volt - worden Schottky-diodes gebruikt.
Bij gelijkstroom is de spanningsval op een enkele chip niet meer dan 0,3 volt. Vermenigvuldig met vier elementen in de brug - het blijkt een zeer acceptabele verlieswaarde te zijn.
Als de Schottky-diodebrug zich op een geluidsniveau bevindt, krijgt u bovendien een waarde die onbereikbaar is voor silicium pn-diodes.
Een ander voordeel door het ontbreken van een pn-overgang is het vermogen om met een hoge frequentie te werken.
Daarom worden gelijkrichters die hoger zijn dan hoogfrequente spanning uitsluitend op diodes van dit type gemaakt.
De Schottky-diodes hebben echter ook nadelen. Bij blootstellen aan omgekeerde spanning, zelfs voor een korte tijd - het element mislukt.
Het controleren van de diodebrug met een multimeter toont aan dat deze reden onomkeerbare gevolgen heeft.
Een gemeenschappelijke germanium- of siliciumcel met een p-n-overgang wordt onafhankelijk hersteld na het omkeren van de polariteit.
Daarom worden bruggen op Schottky-diodes alleen gebruikt in laagspanningsvoedingen en in aanwezigheid van bescherming tegen sperspanning.
De gelijkrichter is gemonteerd op een conventionele elementbasis, dus we zullen u vertellen hoe u de diodebrug thuis kunt testen met een multimeter.
De illustratie laat zien hoe de stroom door de brug stroomt. Het testprincipe is hetzelfde als bij het controleren van een enkele diode.
We kijken door de directory, welke module-uitgangen komen overeen met een variabele ingang of een polaire uitgang - en we voeren het kiezen uit.
Aangezien de stroom in de tegenovergestelde richting niet door de diode vloeit, duiden onjuiste testresultaten op een brugafbraak.
Het verwijderen van de brug is niet nodig, de rest van de voedingselementen beïnvloeden de meting niet.
Kort gezegd: ieder van jullie kan allebei onafhankelijk een diodebrug samenstellen en deze repareren in geval van een defect. Het volstaat om basisvaardigheden in elektrotechniek te hebben.
Bekijk de video: als een multimeter om de diodebrug van uw autoregenerator te controleren.
https://m.youtube.com/watch?v=SDMj2xcuCOo
Een gedetailleerd verhaal over het controleren van de diodebrug met een multimeter in deze videoplot
Een van de belangrijkste onderdelen van elektronische apparaten gevoed door AC 220 volt is de zogenaamde diodebrug. De diodebrug is een van de circuitoplossingen, op basis waarvan de AC-rectificatiefunctie wordt uitgevoerd.
Zoals bekend is voor het werk van de meerderheid van de apparaten niet wisselstroom, maar direct vereist. Daarom is er een behoefte aan het corrigeren van wisselstroom.
Ik denk dat het duidelijk is dat in het geval van individuele diodes u slechts één defecte diode hoeft te vervangen, die daardoor minder zal kosten.
In werkelijkheid ziet het diodebruggeheel er als volgt uit.
Diode vergadering KBL02 op de printplaat
Of zo.
Diode vergadering RS607 boordcomputer voeding
En zo ziet een DB107S-diodesamenstelling voor montage op het oppervlak (SMD) eruit. Ondanks zijn kleine formaat is de DB107S-assemblage bestand tegen een voorwaartse stroom van 1 A en een sperspanning van 1000 V.
Krachtiger gelijkrichterdiode-bruggen vereisen koeling, omdat ze tijdens bedrijf zeer heet worden. Daarom is hun lichaam structureel ontworpen met de mogelijkheid om op de radiator te monteren. Op de foto - diodebrug KBPC2504berekend voor een gelijkstroom van 25 ampère.
Uiteraard kan elk brugsamenstel worden vervangen door 4 afzonderlijke diodes, die overeenkomen met de gewenste parameters. Dit is nodig als de gewenste montage niet voorhanden is.
Soms brengt dit nieuwkomers in verwarring. Hoe de diodes op de juiste manier te verbinden, als u van plan bent een diodebrug te maken van afzonderlijke diodes? Het antwoord wordt getoond in de volgende afbeelding.
Voorwaardelijk beeld van de diodebrug en diodesamenstelling
Zoals je ziet, is het vrij eenvoudig. Om te begrijpen hoe u de diodes moet verbinden, moet u in de zijkanten van het ruitbeeld van de diode insluiten.
Op schakelschema's en printplaten kan de diodebrug anders worden aangegeven. Als er afzonderlijke diodes worden gebruikt, wordt de afkorting eenvoudigweg ernaast aangegeven. VDen het ordinale nummer in het schema is ernaast geplaatst. Bijvoorbeeld, zoals dit: VD1 – VD4. Soms wordt de aanduiding gebruikt. VDS. Deze aanduiding wordt meestal aangegeven naast het symbool van de gelijkrichterbrug. letter S in dit geval betekent dit dat het een samenstel is. Je kunt ook de benaming vinden BD.
Het brugcircuit wordt actief gebruikt in bijna elke elektronica, die wordt gevoed door een enkelfasig wisselstroomnet (220 V): muziekcentra, dvd-spelers, kinescopic en lcd-tv's .... Ja, waar is het gewoon niet! Bovendien vond hij toepassing niet alleen in transformator voedingen maar ook in een impuls. Een voorbeeld van een gepulseerde voeding waarin dit schema wordt gebruikt, is een gewone computervoeding. Op het bord is het eenvoudig om een gelijkrichterbrug te detecteren van individuele hoogvermogendiodes of een diodeverbinding.
In lasmachines zijn zeer krachtige diodebruggen te vinden die aan de warmteafleider zijn bevestigd. Dit zijn slechts een paar voorbeelden van waar deze circuitoplossing kan worden toegepast.
Antwoord om te beginnen de downtime-vraag: "Wat is de spanning in het netwerk?" Hoogstwaarschijnlijk zullen ze zeggen; "220 volt." Anderen zullen toevoegen: "Variabel, 50 Hertz." Dit alles is natuurlijk waar. De spanning (effectief) in de meeste verlichtingsnetwerken is 220 V, en deze is variabel, sinusvormig en de frequentie van sinusoïdale oscillaties is 50 Hz, wat overeenkomt met een herhalingsperiode van 20 milliseconden.
Figuur 1.
Maar weinigen weten dat de amplitudewaarde van de spanning in het netwerk ongeveer 310 V is, en het verschil (bereik) tussen de maximale en minimale waarden is zelfs 620 V (figuur 1a). Het is eenvoudig om de amplitudewaarde te berekenen - u moet het effectieve voltage met √2 vermenigvuldigen. Wat levert dit op? Op deze manier is het mogelijk om te berekenen welke constante spanning wordt verkregen door afwisselend, als deze wordt rechtgetrokken.
Dit gebeurt met behulp van halfgeleiderdiodes (figuur 2a). De diode (deze wordt aangeduid door het symbool VD1) heeft twee elektroden - de kathode (k) en de anode (a). De stroom door de diode kan alleen in de richting van de anode naar de kathode passeren (langs de "pijl" van zijn grafische afbeelding). Aan de andere kant stroomt de stroom door de diode (vooral als het silicium is) nauwelijks - er wordt gezegd dat de diode dan "gesloten" is.
Figuur 2.
Voor het rechttrekken van de meest perfecte - full-wave, worden vier (VD1 - VD4) diodes gecombineerd in een zogenaamd brugcircuit (figuur 2b). Maar er zijn kant-en-klare diodebruggen - in figuur 2c wordt een daarvan getoond - VD1.
Werkt bestrating dvuhpopudiodny gelijkrichter.
Laten we ons een gewone HL1-gloeilamp voorstellen voor een spanning van 220 V. Dan zal hij volgens het schema in figuur 3a ongeveer op dezelfde manier schijnen alsof de VD1 - VD4-diodes helemaal niet bestonden. Immers, wanneer de spanningspolariteit in het netwerk gedurende 10 ms wordt getoond, getoond in figuur 3b, zal de stroom door de VD1-diode, de HL1-lamp en de VD4-diode stromen. Wanneer gedurende de andere 10 ms de polariteit van de spanning in het netwerk wordt omgekeerd (figuur 3c), stroomt de stroom door VD3, de HL1-pomp en de VD2-diode. Met andere woorden, nu loopt de stroom door de HL1-lamp de hele tijd in dezelfde richting, en niet in verschillende richtingen zoals fig. 1 in een netwerk met variabele tonen. Maar voor een gloeilamp maakt het geen verschil - de draad warmt gelijkmatig op, ongeacht de richting waarin de stroom gaat. De verwarming zal hetzelfde zijn, we passen een spanning toe op de lamp volgens het diagram in figuur 1a (wisselspanning met een frequentie van 50 Hz) of volgens het diagram in figuur 1b (pulserende spanning met een frequentie van 100 Hz).
Figuur 3.
Als we nu parallel met de lamp een oxide (elektrolytische) condensator C1 aansluiten (in afbeelding 3d), zal de lamp HL1 veel helderder knipperen. Immers, de elektrische vermogensreserve in de condensator Cl is bijna voldoende om te compenseren voor de afname van de spanning in de "intervallen" tussen de individuele pulsaties. Dientengevolge zal de spanning op de condensator Cl dicht bij de amplitudewaarde van 310 V liggen (figuur 1c). In de loop van een dergelijk experiment kan onze lamp misschien gewoon doorbranden!
We gaan ervan uit dat ons experiment puur speculatief is - het is onwaarschijnlijk dat je zo'n hoge spanning (310 V!) Nodig hebt, die ondertussen populair was in de buitechnologie. De transistor en IC-technologie werken nu met spanningen van minder dan 10 ... 50 keer. Ja, het is goed - dit niveau is al redelijk veilig.
Verlaag de spanning op de gebruikelijke manier - met behulp van een step-down transformator T1 (Figuur 4). Het kan opvuller zijn van de oude lamp-tv. Als de primaire wikkeling 220 V aanbreng, dan is de spanning van de secundaire winding II ongeveer 7,5 V. We weten al dat dit de effectieve spanningswaarde is. Dit betekent dat de amplitudewaarde 1,41 keer groter zou moeten zijn, en ongeveer 10,5 V. Maar op de condensator zal C1 eigenlijk iets kleiner zijn, namelijk rond 9 V. Het feit is dat tot nu toe we hebben conventioneel geen rekening gehouden met de spanningsval over twee "open" diodes. En het is maar liefst ongeveer 1,4 V (voor siliciumdiodes). Daarom krijgen we in werkelijkheid een constante spanning van ongeveer 9 V. En onze netwerkgelijkrichter kan de rol van Krona, Korund, Oreol-1 batterijen of 7D-0, 115-U1.1 oplaadbare batterijen vervullen. Van een dergelijke gelijkrichter is het best mogelijk om een kleine ontvanger, een kleine speler aan te drijven ...
Figuur 4.
Om een verbinding met het netwerk tot stand te brengen, gebruikt de gelijkrichter een gewone XP1-stekker (Figuur 4). Het apparaat is hierop aangesloten met behulp van een XS1-aansluiting, die is genomen van een oude "Kron" -batterij. De oxide condensator Cl kan van elk type zijn: hoe groter de capaciteit, hoe beter, hoe minder pulsaties van de gelijkgerichte spanning zullen zijn. De diodebrug VD1 wordt genomen met elke letterindex van de diodesamenstellen van de KTS405, KTS402-serie. Als er geen voltooide montage is, wordt deze vervangen door een brug die is samengesteld uit vier diodes. De meest geschikte diodes voor een dergelijke vervanging zijn de KD105 of KD208, KD209-serie. Maar u kunt de moderne serie KD226 toepassen of de populaire D226-serie in het verleden gebruiken. Als u geen silicium, maar germaniumdiodes neemt, zal de gelijkgerichte spanning toenemen tot bijna 10 V, wat echter zeer acceptabel is voor apparatuur. Het resulterende "additief" wordt verklaard door het feit dat de germaniumdiodes een directe spanningsval minder hebben (ongeveer 0,4 V voor elke diode) dan silicium (ongeveer 0,7 V). Zulke diodes werden mogelijks "overweldigd" door enthousiaste radioamateurs en ze zouden ze delen. Oude dioden uit de D7-reeks (bijvoorbeeld D7ZH, D7E) zullen heel goed werken. Maar ook oudere zijn geschikt - DGT's-24, DGT's-25, DGT's-26, DGT's-27.
Vergeet niet om de diodes te controleren op een goede staat voor de montage, dit is vooral belangrijk als je ze per ongeluk hebt gekregen. Je kunt ze op verschillende manieren controleren, maar het is het beste om het met een ohmmeter te doen. In één richting zal de diode (vooral als het germanium is) zeer weinig weerstand hebben, en in de andere, zal het in tegendeel zeer groot zijn (als het silicium is).
