Praktyczny obwód mostka diodowego o napięciu 12 woltów

Zasilacze radiowe i elektryczne prawie zawsze korzystają z prostowników przystosowanych do konwersji prądu przemiennego na prąd stały. Wynika to z faktu, że prawie wszystkie obwody elektroniczne i wiele innych urządzeń musi być zasilanych ze źródeł prądu stałego. Prostownik może być dowolnym elementem o nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej, innymi słowy inaczej prąd płynący w przeciwnych kierunkach. W nowoczesnych urządzeniach jako takie elementy zwykle stosuje się płaskie półprzewodnikowe diody.

Półprzewodnikowy obwód diodowy

Dioda półprzewodnikowa.

Płaskie diody półprzewodnikowe

Wraz z dobrymi przewodnikami i izolatorami istnieje wiele substancji, które pośrednio przewodzą między tymi dwoma klasami. Nazywają takie substancje półprzewodnikami. Opór czystego półprzewodnika zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury, w przeciwieństwie do metali, których wytrzymałość wzrasta w tych warunkach.

Dodając niewielką ilość zanieczyszczeń do czystego półprzewodnika można zasadniczo zmienić jego przewodnictwo. Istnieją dwie klasy takich zanieczyszczeń: Urządzenie diodowe

Rysunek 1. Dioda planarna: a. dioda urządzenia; b. oznaczenie diody w obwodach elektrycznych; w pojawienie się planarnych diod o różnej mocy.

  1. Dawca - przetwarzanie czystego materiału na półprzewodnik typu n, zawierający nadmiar wolnych elektronów. Ten typ przewodnictwa nazywany jest elektronicznym.
  2. Akceptor - przekształcenie tego samego materiału w półprzewodnik typu p, mający sztucznie wytworzony brak wolnych elektronów. Konduktywność takiego półprzewodnika nazywa się dziurą. "Hole" - miejsce, które opuściło elektron, zachowuje się jak ładunek dodatni.

Warstwa na granicy półprzewodników typu p i n (złącze pn) ma przewodność jednokierunkową - przewodzi prąd w jednym (do przodu) kierunku i bardzo słabo w przeciwnym kierunku. Urządzenie diody planarnej pokazano na rysunku 1a. Podstawą jest płytka półprzewodnikowa (german) z niewielką ilością zanieczyszczeń donora (typu n), na której umieszcza się kawałek indu, który jest zanieczyszczeniem akceptorowym.

Po ogrzaniu, ind dyfunduje do sąsiednich obszarów półprzewodnika, zamieniając je w półprzewodniki typu p. Na granicy regionów o dwóch rodzajach przewodnictwa występuje połączenie p - n. Wyjście podłączone do półprzewodnika typu p nazywa się anodą powstającej diody, przeciwnie - katodą. Obraz diody półprzewodnikowej na schematach obwodu pokazano na rys. 1b, pojawienie się planarnych diod o różnej mocy - na rys. 1c.

Powrót do spisu treści

Najprostszy prostownik

Aktualne charakterystyki w różnych obwodach

Rysunek 2. Charakterystyki prądu w różnych obwodach.

Prąd płynący w konwencjonalnej sieci oświetleniowej jest zmienny. Jego wielkość i kierunek zmieniają się 50 razy w ciągu jednej sekundy. Wykres jego napięcia w funkcji czasu pokazano na rys. 2a Dodatnie okresy połowiczne są pokazane na czerwono, a ujemne na niebiesko.

Ponieważ wielkość prądu zmienia się od zera do wartości maksymalnej (amplitudy), wprowadza się pojęcie efektywnej wartości prądu i napięcia. Na przykład, w sieci oświetleniowej, wartość skuteczna napięcia 220 V - w podgrzewaczu zawartym w tej sieci, to samo ciepło jest generowane przez takie same okresy czasu jak w tym samym urządzeniu w obwodzie 220 V DC.

W rzeczywistości napięcie w sieci waha się w 0,02 przy następujących wartościach:

  • pierwszy kwartał tego czasu (okres) - wzrasta od 0 do 311 V;
  • drugi kwartał tego okresu - zmniejsza się z 311 V do 0;
  • trzeci kwartał tego okresu - zmniejsza się z 0 do 311 V;
  • ostatni kwartał okresu wzrasta z 311 V do 0.

W tym przypadku 311 V to amplituda napięcia U.około. Napięcia amplitudy i efektywne (U) są ze sobą powiązane za pomocą następującego wzoru:

Uo = √2 * U.

Most diodowy

Rysunek 3. Mostek diodowy.

Kiedy do obwodu podłączony jest prąd przemienny połączonej szeregowo diody (VD) i obciążenia (rys. 2b), prąd przepływa przez niego tylko podczas dodatnich półokresów (rys. 2c). Dzieje się tak dzięki jednostronnemu przewodzeniu diody. Taki prostownik nazywany jest półfalą - połowa okresu, w którym prąd w obwodzie jest, podczas drugiego - nieobecny.

Prąd przepływający przez obciążenie w takim prostowniku nie jest stały, ale pulsuje. Można go przekształcić w prawie stałą przez włączenie kondensatora filtra C równolegle do obciążeniaf wystarczająco duża pojemność. W pierwszym kwartale tego okresu kondensator jest ładowany do wartości amplitudy, a w przerwach między pulsacjami jest rozładowywany do obciążenia. Napięcie staje się prawie stałe. Efekt wygładzania jest silniejszy, tym większa jest pojemność kondensatora.

Powrót do spisu treści

Obwód mostka diodowego

Bardziej doskonały jest schemat prostowania pełnookresowego, gdy stosowane są zarówno półroczne dodatnie, jak i ujemne. Istnieje kilka odmian takich schematów, ale najczęściej używana jest nawierzchnia. Schemat mostka diodowego pokazano na rys. 3c. Na nim czerwona linia pokazuje, jak prąd przepływa przez ładunek podczas dodatniego, a niebieski - ujemne półokresy.

12-woltowy obwód prostownika

Rysunek 4. 12-woltowy obwód prostownika wykorzystujący mostek diodowy.

Zarówno pierwsza, jak i druga połowa okresu, prąd przepływający przez ładunek przepływa w tym samym kierunku (ryc. 3b). Liczba pulsacji na jedną sekundę nie wynosi 50, tak jak w przypadku prostowania półfalowego, ale 100. W związku z tym przy tej samej pojemności kondensatora filtrującego efekt wygładzania będzie bardziej wyraźny.

Jak widać, aby zbudować mostek diodowy, potrzebne są 4 diody - VD1-VD4. Wcześniej mostki diodowe przedstawiono na schematach w dokładnie taki sam sposób jak na rys. 3c. Obecnie obraz przedstawiony na rys. 2 jest ogólnie akceptowany. 3g. Chociaż jest na nim tylko jeden obraz diody, nie należy zapominać, że most składa się z czterech diod.

Mostek jest najczęściej montowany z pojedynczych diod, ale czasami stosuje się monolityczne zespoły diod. Są łatwiejsze do zamontowania na planszy, ale gdy jedno ramię mostu zawiedzie, cały zespół zostaje wymieniony. Wybierz diody, z których jest montowany most, w oparciu o wielkość przepływającego przez nie prądu i wielkość dopuszczalnego napięcia wstecznego. Te dane pozwalają uzyskać instrukcje do diod lub książek referencyjnych.

Kompletny schemat prostownika 12 V za pomocą mostka diodowego pokazano na rys. 4. T1 jest transformatorem obniżającym, którego uzwojenie wtórne zapewnia napięcie 10-12 V. Bezpiecznik FU1 jest znaczącym szczegółem z punktu widzenia bezpieczeństwa i nie należy go lekceważyć. Marka diod VD1-VD4, jak już wspomniano, jest określona przez ilość prądu, który zostanie zużyty z prostownika. Kondensator C1 - elektrolityczny, o pojemności 1000,0 mikrofaradów lub większej, dla napięcia nie niższego niż 16 V.

Napięcie wyjściowe jest stałe, jego wartość zależy od obciążenia. Im większy prąd, tym mniejsza wielkość tego napięcia. Aby uzyskać regulowane i stabilne napięcie wyjściowe, wymagany jest bardziej złożony obwód. Odbiór regulowanego napięcia z obwodu pokazanego na rys. 4 na dwa sposoby:

  1. Przez doprowadzenie do pierwotnego uzwojenia transformatora T1 regulowanego napięcia, na przykład, z LATR.
  2. Po wykonaniu kilku odczepów od uzwojenia wtórnego transformatora i odpowiednio umieścić przełącznik.

Mamy nadzieję, że powyższe opisy i schematy zapewnią praktyczną pomoc w montażu prostownika prostego dla potrzeb praktycznych.

Dodaj komentarz