Väčšina elektrární generuje striedavý prúd. Dôvodom je návrh generátorov. Jedinou výnimkou sú solárne panely, z ktorých je nakreslený jednosmerný prúd.
Všeobecne platí, že výber medzi priamym a striedavým prúdom z hľadiska výroby, dopravy a spotreby je boj proti rozporom.
Je ľahšie a jednoduchšie vyrábať (vyrábať v elektrárňach) striedavý prúd.
Dopravný nákladovo efektívny jednosmerný prúd. Zmena polovice cyklov striedavého napätia vedie k strate.
Z hľadiska transformácie (zníženie napätia) je výhodnejšie pracovať so striedavým prúdom. Princíp činnosti transformátorov je založený na impulznom alebo striedavom napätí.
Väčšina spotrebiteľov elektrickej energie (hovoríme o zariadeniach) pracuje na jednosmernom prúde. Obvody nemôžu pracovať so striedavým napätím.
Výsledkom je nasledujúci obrázok:
Do zásuvky je napájanie AC s napätím 220 voltov. A všetky domáce spotrebiče (s výnimkou tých, ktoré obsahujú silné elektrické motory a vykurovacie články) sú napájané jednosmerným prúdom.
Vo vnútri väčšiny domácich zariadení sú napájacie zdroje. Po znížení (transformácie) napätia je potrebné premeniť prúd z AC na DC. Základom tejto schémy je diódový mostík.
Na základe definície mení striedavý prúd svoj smer s určitou frekvenciou (v domácej sieti napájania 50 Hz) s konštantnou hodnotou.
Je to dôležité! Keďže vieme, že pre napájanie väčšiny elektrických obvodov je potrebné polárne napätie - v zdrojoch zariadení sa striedavý prúd nahrádza jednosmerným prúdom.
Stáva sa to v dvoch alebo troch etapách:
Pomocou diódovej zostavy sa striedavý prúd premení na pulzujúci. Toto je upravený harmonogram, avšak takáto kvalita výkonu nestačí na normálne fungovanie obvodu.
Na vyladenie pulzov je po mostíku inštalovaný filter. V najjednoduchšom prípade ide o bežný polárny kondenzátor. Ak potrebujete zvýšiť tlmivku s pridanou kvalitou.
Po prestavbe a vyhladzovaní je potrebné zabezpečiť konštantnú hodnotu prevádzkového napätia.
Na tento účel sa v tretej etape inštalujú stabilizátory napätia.
Prvým prvkom akéhokoľvek zdroja napájania je diódový mostík.
Môže byť vyrobený z jednotlivých častí, ako aj z jedného kusu.
Prvá možnosť zaberá veľa priestoru a je ťažšie inštalovať.
Existujú výhody:
takáto konštrukcia je lacná, ľahšie sa diagnostikuje av prípade zlyhania jedného prvku sa iba mení.
Druhý dizajn je kompaktný, chyby v inštalácii sú vylúčené. Avšak náklady sú o niečo vyššie ako náklady jednotlivých diód a nie je možné opraviť jeden prvok, musíte zmeniť celý modul.
Pripomeňte si charakteristiky a účel diódy. Ak nechodíte do technických podrobností - prechádza elektrickým prúdom v jednom smere a zatvára cestu v opačnom smere.
Táto vlastnosť je už dostatočná na zostavenie najjednoduchšieho usmerňovača na jedinej dióde.
Prvok je jednoducho zahrnutý do obvodu v sérii a každý druhý prúdový impulz prechádzajúci opačným smerom je odrezaný.
Táto metóda sa nazýva polovičná vlna a má mnohé nevýhody:
Veľmi silné zvlnenie, medzi polčasmi je pauza v napájacom prúde, ktorá sa rovná dĺžke polovice sínusoidu.
V dôsledku odrezania spodných vĺn sínusoidu sa napätie zníži na polovicu. Pri presnom meraní je zníženie väčšie, pretože existujú straty diód.
Schopnosť znížiť napätie o polovicu pri narovnaní našla aplikáciu v nástrojoch.
Obyvatelia vchodov s viacerými bytmi, unavení z výmeny neustále horiacich žiaroviek - vybavte ich diódami.
Po zapnutí postupne klesá jas jasu a lampa "žije" oveľa dlhšie.
Pravé silné blikanie očka oka, a taká lampa je vhodná len pre núdzové osvetlenie.
Na zníženie strát sa používa kombinácia štyroch prvkov.
Úplná diaľková mostná dióda:
V akomkoľvek smere prúdi striedavý prúd cez vstupné kontakty, výstup diódového mostíka zabezpečuje konštantnú polaritu na výstupných kontaktoch.
Frekvencia zvlnenia takého spojenia je presne dvojnásobná ako frekvencia striedavého prúdu na vstupe.
Pretože ramená mosta nemôžu súčasne prúdiť prúd v oboch smeroch - je zabezpečená stabilná ochrana obvodu.
Aj keď máte vo svojom prístroji diódový mostík, nedôjde k žiadnemu skratu alebo nárastu napätia.
Spoľahlivosť mostového okruhu bola testovaná už desiatky rokov. Ochrana proti prepätiu na vstupe je zaručená transformátorom.
Z preťaženia šetrí stabilizátor na výstupe. Rozbíja sa cez diódový mostík iba v prípade použitia chybných častí alebo v aute, kde je okruh vystavený konštantnému zaťaženiu.
Pokles napätia diódového mostíka je až 0,7 voltov. Pri použití konvenčných komponentov v obvodoch nízkeho napätia niekedy môže pokles napätia dosiahnuť až 50% menovitého napájacieho napätia. Táto chyba nie je povolená..
Na zaistenie prevádzky napájacích zdrojov s napätím od 1,5 V do 12 V sa používajú Schottky diódy.
S prúdom jednosmerného prúdu pokles napätia na jednom čipu nie je väčší ako 0,3 voltov. Vynásobte štyrmi prvkami v moste - ukáže sa celkom prijateľná hodnota strát.
Okrem toho, ak je dióda Schottky most na úrovni hluku, dostanete hodnotu nedosiahnuteľnú pre silikónové pn diódy.
Ďalšou výhodou kvôli nedostatku pn junction je schopnosť pracovať s vysokou frekvenciou.
Preto sú usmerňovače prevyšujúce vysokofrekvenčné napätie vytvorené výlučne na diódach tohto typu.
Diódy Schottky však majú aj nevýhody, Keď je vystavený opačnému napätiu, aj po krátky čas - prvok zlyhá.
Kontrola diódového mosta pomocou multimetra ukazuje, že tento dôvod má nezvratné dôsledky.
Spoločná germániová alebo silikónová bunka s p - n spojom je nezávisle obnovená po zmene polarity.
Preto sa mosty na Schottkyho dióde používajú iba v nízkonapäťových napájacích zdrojoch av prítomnosti ochrany proti spätnému napätiu.
Usmerňovač je zostavený na konvenčnom základnom prvku, preto vám povieme, ako testovať diódový mostík doma pomocou multimetra.
Obrázok ukazuje, ako prúd preteká mostom. Princíp testovania je rovnaký ako pri kontrole jednej diódy.
Pozeráme sa cez adresár, ktoré výstupy modulu zodpovedajú variabilnému vstupu alebo polárnemu výstupu - a uskutočňujeme vytáčanie.
Pretože prúd v opačnom smere nepreteká cez diódu, nesprávne výsledky testov naznačujú poruchu mostíka.
Odstránenie mosta nie je potrebné, zvyšok prvkov napájania nemá vplyv na meranie.
Zrátané podčiarknutie: Každý z vás môže nezávisle zostaviť diódový mostík a opraviť ho v prípade poruchy. Stačí stačiť mať základné zručnosti v elektrotechnike.
Sledujte video: ako multimetr, ktorý kontroluje diódový most vášho generátora automobilov.
https://m.youtube.com/watch?v=SDMj2xcuCOo
Podrobný príbeh o tom, ako skontrolovať diódový mostík pomocou multimetra v tomto video grafe
Jednou z najdôležitejších častí elektronických zariadení napájaných 220 V striedavým prúdom je takzvaný diódový mostík. Diódový mostík je jedným z obvodových riešení, na základe ktorého sa vykonáva funkcia opravy AC.
Ako je známe, pre prácu väčšiny zariadení nie je striedavý prúd, ale priame sa vyžaduje. Preto existuje potreba opravy striedavého prúdu.
Myslím, že je jasné, že v prípade jednotlivých diód stačí nahradiť jednu chybnú diódu, ktorá preto bude stáť menej.
V skutočnosti by diódový mostík mohol vyzerať takto.
Montáž diódy KBL02 na doske plošných spojov
Alebo takto.
Montáž diódy RS607 na napájanie palubného počítača
A to je to, čo vyzerá montáž diódy DB107S pre povrchovú (SMD) montáž. Napriek svojej malej veľkosti môže zostava DB107S odolať doprednému prúdu 1 A a spätnému napätiu 1000 V.
Výkonnejšie usmerňovacie diódové mostíky vyžadujú chladenie, pretože počas prevádzky sú veľmi horúce. Preto je ich telo konštrukčne konštruované s možnosťou montáže na radiátor. Na fotodiódovom moste KBPC2504vypočítané pre jednosmerný prúd 25 A.
Samozrejme, každá mostná zostava môže byť nahradená 4 samostatnými diódami, ktoré zodpovedajú požadovaným parametrom. Toto je potrebné, ak nie je po ruke požadovaná zostava.
Niekedy to spôsobuje zmätok nováčikov. Ako správne pripojiť diódy, ak máte v úmysle vyrobiť diódový most z jednotlivých diód? Odpoveď je znázornená na nasledujúcom obrázku.
Podmienený obraz diódového mostíka a zostavy diód
Ako môžete vidieť, je to celkom jednoduché. Aby ste pochopili, ako potrebujete pripojiť diódy, musíte zapísať na boky diamantu kosoštvorca.
Na obvodových diagramoch a doskách s plošnými spojmi môže byť diódový mostík označený inak. Ak sa použijú oddelené diódy, skratka sa jednoducho označí vedľa nich. VD, a jeho poradové číslo v schéme je umiestnené vedľa neho. Napríklad takto: VD1 – VD4, Niekedy sa používa označenie. VDS, Toto označenie je zvyčajne uvedené vedľa symbolu mostíka usmerňovača. písmeno S v tomto prípade znamená, že ide o zostavu. Označenie môžete nájsť aj BD.
Mostový okruh sa aktívne používa v takmer ľubovoľnej elektronike, ktorá je napájaná jednofázovou striedavou sieťou (220 V): hudobné centrá, DVD prehrávače, kineskopické a LCD televízory .... Áno, kde to jednoducho nie je! Okrem toho našiel aplikáciu nielen v zdroje napájania transformátora ale aj v impulzoch. Príkladom impulzného napájacieho zdroja, v ktorom je použitá táto schéma, je obyčajný napájací zdroj počítača. Na jeho doske je ľahké zistiť buď usmerňovač mostov z jednotlivých vysokovýkonných diód alebo jednu diódovú zostavu.
V zváracích strojoch nájdete veľmi silné diódové mostíky, ktoré sú pripojené k chladiču. Toto sú iba niektoré príklady toho, kde je možné použiť toto obvodové riešenie.
Najskôr odpovedzte na otázku o odstávke: "Aké je napätie v sieti?" Najpravdepodobnejšie povedú; "220 voltov." Iní dodajú: "Variabilný, 50 hertzov." To všetko samozrejme je pravda. Napätie (efektívne) vo väčšine osvetľovacích sietí je 220 V a je variabilné, sínusové a frekvencia sínusových oscilácií je 50 Hz, čo zodpovedá opakovaciemu obdobiu 20 milisekúnd.
Obrázok 1.
Ale len málo ľudí vie, že amplitúdová hodnota napätia v sieti je približne 310 V a rozdiel (rozpätie) medzi maximálnymi a minimálnymi hodnotami je až 620 V (obrázok 1a). Je ľahké vypočítať hodnotu amplitúdy - musíte vynásobiť efektívne napätie √2. Čo to dáva? Týmto spôsobom je možné vypočítať, ktoré konštantné napätie sa získa zo striedania, ak je narovnaná.
To sa vykonáva pomocou polovodičových diód (obrázok 2a). Dióda (označená symbolom VD1) má dve elektródy - katódu (k) a anódu (a). Prúd cez diódu môže prechádzať iba v smere od anódy k katóde (pozdĺž šípky jeho grafického obrazu). Na zadnej strane prúd cez diódu (najmä ak je kremík) sotva prúdi - hovorí sa, že potom dióda je "uzavretá".
Obrázok 2.
Aby bolo možné narovnať tie najdokonalejšie - plné vlny, sú štyri (VD1 - VD4) diódy spojené do tzv. Mostného okruhu (obr. 2b). Existujú však pripravené diódové mostíky - na obrázku 2c je zobrazený jeden z nich - VD1.
Pracuje dlažba dvuhpopudiodny usmerňovač podobne.
Predstavme si obyčajnú žiarovku HL1 s napätím 220 V. Potom podľa schémy na obrázku 3a bude svietiť približne rovnako, ako keby diódy VD1 - VD4 vôbec neexistovali. Koniec koncov, keď je polarita napätia zobrazená v sieti po dobu 10 ms, ako je znázornené na obrázku 3b, prúd bude prúdiť cez diódu VD1, lampu HL1 a diódu VD4. Keď sa počas ostatných 10 ms obráti polarita napätia v sieti (obrázok 3c), prúd bude prúdiť cez VD3, čerpadlo HL1 a diódu VD2. Inými slovami, teraz prúd cez svietidlo HL1 ide stále v tom istom smere a nie v rôznych smeroch, ako je obr. 1 v sieti s premenlivým tónom. Ale pre žiarovku nie je žiadny rozdiel - jeho závit sa ohrieva rovnako, bez ohľadu na to, akým smerom to prúd ide. Vykurovanie bude rovnaké, na žiarovku použijeme napätie podľa diagramu na obrázku 1a (striedavé napätie s frekvenciou 50 Hz) alebo podľa diagramu na obrázku 1b (pulzujúce napätie s frekvenciou 100 Hz).
Obrázok 3.
Ak teraz paralelne s lampou pripojíme oxidový (elektrolytický) kondenzátor C1 (na obrázku 3d), lampa HL1 bude blikať oveľa jasnejšie. Koniec koncov, rezerva elektrického výkonu v kondenzátore C1 je takmer dostatočná, aby kompenzovala pokles napätia v "intervaloch" medzi jednotlivými pulzáciami. V dôsledku toho sa napätie na kondenzátore C1 blíži amplitúdovej hodnote 310 V (obrázok 1c). V priebehu takéhoto experimentu môže byť naša žiarovka jednoducho vyhorená!
Predpokladáme, že náš experiment je čisto špekulatívny - je nepravdepodobné, že budete potrebovať také vysoké napätie (310 V!), Ktorý bol medzitým populárny v technológii rúr. Teraz sa tranzistor a IC technológia zaoberá napätím menej ako 10 ... 50 krát. Áno, je to dobré - táto úroveň je už celkom bezpečná.
Znížte napätie zvyčajným spôsobom - pomocou krokovacieho transformátora T1 (obrázok 4). Môže to byť výplň zo starého TV lampy. Ak primárne vinutie aplikujem 220 V, potom sekundárne vinutie II napätie bude približne 7,5 V. Už vieme, že toto je efektívna hodnota napätia. To znamená, že hodnota amplitúdy by mala byť 1,41-krát väčšia a bude približne 10,5 V. Ale na kondenzátore bude C1 skutočne o niečo menšia, a to okolo 9 V. Faktom je, že doteraz konvenčne sme nebrali do úvahy pokles napätia naprieč dvoma "otvorenými" diódami. A je to asi ako 1,4 V (pre silikónové diódy). Preto v skutočnosti budeme mať konštantné napätie približne 9 V. A náš sieťový usmerňovač bude schopný plniť úlohu batérií Krona, Korund, Oreol-1 alebo 7D-0, 115-U1.1. Z takého usmerňovača je celkom možné napájať malý prijímač, malý prehrávač ...
Obrázok 4.
Pre pripojenie k sieti používa usmerňovač bežnú zástrčku XP1 (obr. 4). Prístroj je k nemu pripojený pomocou zásuvky XS1, ktorá je odvedená zo staršej batérie "Kron". Oxidový kondenzátor C1 môže byť akéhokoľvek typu: čím je jeho kapacita väčšia, tým lepšia bude menšia pulzácia rektifikovaného napätia. Diódový mostík VD1 sa prijíma s ľubovoľným písmenovým indexom z diódových zostáv série KTS405, KTS402. Ak nie je dokončená zostava, je nahradená mostíkom zo štyroch diód. Najvhodnejšie diódy na takúto náhradu sú série KD105 alebo KD208, KD209. Ale môžete použiť moderné série KD226 alebo používať série D226 populárne v minulosti. Ak nemáte silikónové, ale germádiové diódy, potom sa rektifikované napätie zvýši na takmer 10 V, čo je však celkom prijateľné pre zariadenia. Výsledná "prísada" je vysvetlená skutočnosťou, že germádiové diódy majú priamy pokles napätia (asi 0,4 V pre každú diódu) ako kremík (asi 0,7 V). Takéto diódy, celkom pravdepodobne, boli "ohromené" nadšenými rádioamatérami a zdieľali ich. Staré diódy série D7 (napríklad D7ZH, D7E) budú fungovať veľmi dobre. Ale aj staršie sú vhodné - DGT-24, DGT-25, DGT-26, DGT-27.
Nezabudnite skontrolovať diódy za dobrý stav pred montážou, to je obzvlášť dôležité, ak ste ich náhodou dostali. Môžete ich skontrolovať rôznymi spôsobmi, ale je najlepšie to urobiť pomocou ohmmetra. V jednom smere bude dióda (najmä pokiaľ ide o germánium) bude mať veľmi malý odpor a na druhej strane bude naopak veľmi veľká (ak je to kremík).
