Què és un pont de díodes: una explicació senzilla
Definició
El pont de díodes és una solució de circuit dissenyada per a la rectificació de corrent altern. Un altre nom és un rectificador de mitja onada Està construït a partir de díodes rectificadors de semiconductors o de la seva varietat - díodes Schottky.
El circuit pont assumeix la presència de diversos (per a un circuit monofàsic - quatre) díodes semiconductors als quals està connectada la càrrega.
Pot consistir en elements discrets soldats a la pissarra, però al segle XXI, diodes connectats més sovint en una carcassa separada. A l'exterior, sembla que qualsevol altre component electrònic: les potes per connectar-se a les pistes de la placa de circuit imprès s'eliminen del cas d'una certa mida.
Val la pena assenyalar que diverses vàlvules combinades en un sol carcassa, que no estan connectades segons un circuit de pont, s’anomenen conjunts de díodes.
Depenent de l'abast i del diagrama de connexió, els ponts de díodes són:
- monofàsica;
- trifàsic.
La designació del diagrama es pot realitzar en dues versions, que una per utilitzar UGO en el dibuix depèn de si el pont està muntat a partir d’elements separats o s’utilitza el acabat.
Principi de funcionament
Entenem com funciona el pont del díode. Per començar, els díodes passen al corrent en una direcció. La rectificació de la tensió alterna es produeix a causa de la conductivitat unilateral dels díodes. A causa de la seva correcta connexió, la mitja ona negativa del voltatge altern entra a la càrrega en forma de positiu. En paraules simples: fa saltar la mitja onada negativa.
Per senzillesa i claredat, considerem el seu funcionament com un exemple de rectificador monofàsic de dues mitges ones.
El principi de funcionament del circuit es basa en el fet que els diodes condueixen el corrent en una direcció i consisteix en el següent:
- Un senyal sinusoïdal alternant és alimentat a l’entrada del pont del díode, per exemple 220V des d’una xarxa elèctrica domèstica (en el diagrama de cablejat, l’entrada del pont del díode s’indica com AC o ~).
- Cadascuna de les mitjanes ones de la tensió sinusoïdal (figura següent) es passa per un parell de vàlvules situades en diagonal al circuit.
La mitja ona positiva es passa pels díodes VD1, VD3 i la negativa - VD2 i VD4. El senyal a l’entrada i sortida del circuit que veieu a continuació.
Aquest senyal s'anomena tensió d'ondulació rectificada. Per allisar-lo, s’afegeix al circuit un filtre amb condensador.
Principals característiques
Considereu les principals característiques dels díodes semiconductors. Les lletres llatines indiquen la seva designació a la documentació tècnica en anglès (l'anomenada fitxa tècnica):
- Vrpm - tensió màxima o inversa màxima. Si se supera aquesta tensió, la unió pn es destrueix irreversiblement.
- Vr (rms) - Tensió inversa mitjana. Normal per al treball, igual que Uarr en les característiques dels components domèstics.
- Joo - corrent mitjà rectificat, el mateix que joetc en domèstic.
- Jofsm - corrent rectificat màxim.
- Vfm - la caiguda de tensió en el biaix avançat (en estat de conducció oberta) sol ser de 0,6-0,7 V, i més amb models d’alta corrent.
A l’hora de reparar equips electrònics i fonts elèctriques o dissenyar-los, els principiants es pregunten: com triar el pont del díode?
En aquest cas, els paràmetres més importants per a tu seran la tensió inversa i el corrent. Per exemple, per seleccionar un pont de díodes per a 220V, heu de mirar models amb una tensió nominal superior a 400V i el corrent desitjat, per exemple, KBPC106 (o 108, 110). Les seves característiques tècniques:
- corrent màxim rectificat - 3A;
- pic actual (a curt termini) - 50A;
- tensió inversa - 600V (800V, 1000V per KBPC108 i 110, respectivament).
Recordeu aquestes característiques i podeu determinar fàcilment quina opció escollir del catàleg.
Circuits rectificadors
La rectificació del corrent a les fonts d’alimentació és l’objectiu principal, entre els altres components del circuit, podeu seleccionar el filtre d’entrada, que es connecta després del rectificador: està dissenyat per suavitzar les ondulacions. Analitzem aquest tema amb més detall!
En primer lloc, convé remarcar que un pont de díodes s’anomena circuit rectificador monofàsic de 4 díodes o trifàsic de 6. Però els ventiladors solen anomenar el circuit rectificador amb un punt mig.
En un rectificador de mitja ona, dues mitges ones arriben a la càrrega, i en un rectificador de mitja ona, una.
Per evitar confusions, entenem la terminologia.
A continuació, apareix un circuit monofàsic de dues mitges ones, el seu nom correcte és "circuit Gretz", és precisament el més sovint implicat pel nom de "pont de díodes".
El circuit de Larionov és un pont de díodes trifàsic, el senyal de sortida és de mitja ona. Els díodes passen a mitges ones, obrint-se endavant tensió de línia, és a dir, alternativament: un díode de fase superior A i un díode de fase B inferior, una fase superior B i una fase inferior C, etc.
Per obtenir més informació, cal que es parli d'altres esquemes de rectificadors de tensió CA.
Un rectificador de mitja ona d'1 díode connectat en sèrie amb la càrrega. S’utilitza en fonts d’alimentació de llast, fonts d’alimentació en miniatura de baixa potència, així com en dispositius que no exigeixen el factor d’ondegament. Només arriba una mitja onada a la càrrega.
Mitja onada amb un punt mig: això és el que s'anomena erròniament un pont de 2 díodes. Aquí, només un díode realitza cada mitja ona. El seu avantatge és una eficiència més gran que el circuit de Gretz, a causa del menor nombre de portes de semiconductor. Tanmateix, el seu ús es complica pel fet que necessiteu un transformador amb un toc des del punt mig, que es reflecteix en el diagrama del circuit. No es pot utilitzar per rectificar la tensió de xarxa de 220V.
Rectificador de muntatges de Schottky. S'utilitza en les fonts d'alimentació de commutació, ja que els díodes Schottky tenen menys temps de recuperació inversa, una petita capacitat de barrera (transició més ràpida d'estat obert a tancat) i una petita caiguda de tensió endavant (menys pèrdues). Schottky es troba més sovint en muntatges amb ànode o càtode comú, tal com es mostra a la figura següent.
Per tant, per muntar el circuit del pont, seran necessaris diversos muntatges. A continuació es mostra un exemple de 3 conjunts de Schottky amb un càtode comú.
De 4 conjunts amb un càtode comú. Es diferencia de l’anterior en què pot suportar més corrent, amb els mateixos components, perquè els cables de Schottky que hi ha estan connectats en paral·lel.
Dels 2 conjunts de Schottky, un amb ànode comú i un amb càtode comú. Aprendre sobre què és l’ànode i el càtodePodeu trobar-lo en el nostre article a part.
Com es sold i es connecta
No és difícil estudiar i conèixer els circuits, les principals dificultats apareixen quan un principiant decideix soldar un pont de díode amb les seves pròpies mans. Per soldar un rectificador de quatre còpies soviètiques del tipus cd202, utilitzeu la il·lustració següent.
Per muntar un pont de díodes a partir de diodes discrets moderns, com ara 1n4007 de baixa potència (i d'altres, tots semblen similars i difereixen només per la mida), mireu atentament la il·lustració següent.
Però si no el munteu de peces individuals, sinó que utilitzeu un pont preparat, vegeu a continuació com connectar-lo adequadament al circuit.
També serà interessant per als principiants veure un vídeo sobre com fer una font d’alimentació senzilla de 12V:
Àmbit i finalitat
Sovint, els ponts de díodes s'utilitzen en fonts d'alimentació. En les fonts d’alimentació del transformador, es connecten a l’enrotllament secundari del transformador
En fonts d'alimentació per impuls - a l'entrada d'una xarxa de 220V. En aquest cas, el circuit de control electrònic i el circuit d’alimentació del SAI s’alimenten amb una tensió de xarxa rectificada i suavitzada (no sempre) (arriba a uns 300-310 Volts).
Als terminals del bobinat secundari de l'alimentació de commutació, tensió alterna d'alta freqüència. Per redreçar-lo, instal·leu conjunts de díodes Schottky dobles. En aquest sentit, sovint s’utilitza un esquema de rectificació de mig punt.
En vehicles i motos s’utilitzen ponts de díodes trifàsics, muntats segons l’esquema de Larionov amb tres vàlvules addicionals, perquè s’utilitza un generador trifàsic per alimentar la xarxa de bord. El pont del generador es fa en forma de sector del cercle i s’instal·la a la seva part posterior.
Una excepció són alguns cotxes moderns Toyota i altres marques, que utilitzen un generador de 6 fases per implementar un circuit de rectificació de dotze polsos de 12 vàlvules. Això és necessari per reduir les ondulacions i augmentar el corrent de sortida.
Mètodes de verificació
Per provar un pont de díodes, és més adequat un multímetre en mode de prova de díodes.
Per fer-ho, heu de fer sonar l’entrada, i després el circuit de sortida d’un curtcircuit (el pont del díode s’ha de soldar).
Sense soldar directament a la placa, podeu mesurar la caiguda de tensió a les juntes del díode. Per fer-ho, heu de determinar la pinça del pont, normalment s’indica directament sobre el cas, que hem considerat anteriorment.
A la pantalla del multímetre, en el biaix directe, els números haurien de mostrar-se dins dels límits de 500-800 mV, i a la inversa - per sobre de 1500 i fins a l’infinit (depèn del component específic i del dispositiu de mesura). El mateix es pot fer en mode Ohmmeter, tal com es mostra a la figura següent.
Aquest procés es descriu amb més detall a l’article “com comprovar el pont del díode”, On, a més del procediment de prova, hem parlat dels signes d’un mal funcionament. Consulteu també el vídeo sobre com provar un rectificador monofàsic i un pont de díodes d'un generador de cotxes:
És aquí on acabem la nostra explicació detallada. Esperem que ara us hagi quedat clar per què cal un pont de díodes i què fa en un circuit elèctric. Si teniu preguntes, pregunteu-los als comentaris de l'article.
Materials relacionats:
Carregant ...
