Wat is een diodebrug - een eenvoudige uitleg
Definitie
De diodebrug is een schakeloplossing die is ontworpen voor het corrigeren van wisselstroom. Een andere naam is een halfgolfgelijkrichter. Het is opgebouwd uit halfgeleidergelijkrichterdiodes of hun variëteit - Schottky-diodes.
Het brugcircuit impliceert de aanwezigheid van meerdere (voor een enkelfasige schakeling - vier) halfgeleiderdiodes waarop de belasting is aangesloten.
Het kan bestaan uit discrete elementen die op het bord zijn gesoldeerd, maar in de 21e eeuw, vaker verbonden diodes in een aparte behuizing. Uiterlijk lijkt het op elk ander elektronisch onderdeel - poten voor aansluiting op de sporen van de printplaat worden verwijderd uit de behuizing van een bepaalde grootte.
Het is vermeldenswaard dat verschillende kleppen gecombineerd in één behuizing, die niet zijn aangesloten volgens een brugcircuit, diodeassemblages worden genoemd.
Afhankelijk van de omvang en het aansluitschema zijn diodebruggen:
- eenfase;
- driefasig.
De aanduiding op het diagram kan in twee versies worden uitgevoerd, welke om UGO in de tekening te gebruiken, hangt af van het feit of de brug is samengesteld uit afzonderlijke elementen of de voltooide wordt gebruikt.
Werkingsprincipe
Laten we begrijpen hoe de diodebrug werkt. Om te beginnen passeren diodes de stroom in één richting. De gelijkrichting van de wisselspanning vindt plaats vanwege de eenzijdige geleidbaarheid van de diodes. Door hun juiste aansluiting komt de negatieve halve golf van de wisselspanning de belasting binnen in de vorm van een positief. In eenvoudige woorden - het draait de negatieve halve golf om.
Voor de eenvoud en duidelijkheid beschouwen we de werking ervan als een voorbeeld van een enkelfasige tweegolfgelijkrichter.
Het werkingsprincipe van het circuit is gebaseerd op het feit dat diodes stroom in één richting geleiden en bestaat uit het volgende:
- Een wisselend sinusvormig signaal wordt aan de ingang van de diodebrug toegevoerd, bijvoorbeeld 220 V van een huishoudelijk elektrisch netwerk (in het bedradingsschema wordt de ingang van de diodebrug aangegeven als AC of ~).
- Elk van de halve golven van de sinusvormige spanning (afbeelding hieronder) wordt door een paar kleppen geleid die diagonaal op het circuit zijn geplaatst.
De positieve halve golf wordt door de diodes VD1, VD3 geleid en de negatieve - VD2 en VD4. Het signaal aan de in- en uitgang van het circuit zie je hieronder.
Dit signaal wordt genoemd - gelijkgerichte rimpelspanning. Om het glad te maken, wordt een filter met een condensator aan het circuit toegevoegd.
Belangrijkste kenmerken
Overweeg de belangrijkste kenmerken van halfgeleiderdiodes. Latijnse letters geven hun aanduiding aan in de Engelstalige technische documentatie (het zogenaamde Datasheet):
- Vtpm - piek- of maximale sperspanning. Wanneer deze spanning wordt overschreden, wordt de pn-overgang onomkeerbaar vernietigd.
- Vr (rms) - gemiddelde sperspanning. Normaal voor werk, hetzelfde als Uarr in de kenmerken van huishoudelijke componenten.
- Iko - gemiddelde gelijkgerichte stroom, hetzelfde als ikpr in binnenlands.
- Ikfsm - piek gelijkgerichte stroom.
- Vfm - spanningsval in voorwaartse bias (in open geleidende toestand) is meestal 0,6-0,7 V, en meer bij modellen met hoge stroomsterkte.
Beginners vragen bij het repareren of ontwerpen van elektronische apparatuur en voedingen: hoe de diodebrug kiezen?
In dit geval zijn de belangrijkste parameters voor u de sperspanning en stroom. Om bijvoorbeeld een diodebrug voor 220V te selecteren, moet je kijken naar modellen met een nominale spanning van meer dan 400V en de gewenste stroom, bijvoorbeeld KBPC106 (of 108, 110). De technische kenmerken:
- maximale gelijkgerichte stroom - 3A;
- piekstroom (korte termijn) - 50A;
- sperspanning - 600V (800V, 1000V voor respectievelijk KBPC108 en 110).
Onthoud deze kenmerken en u kunt gemakkelijk bepalen welke optie u uit de catalogus kiest.
Gelijkrichtercircuits
De rectificatie van de stroom in de voedingen is het belangrijkste doel, naast de andere componenten van het circuit, kunt u het ingangsfilter selecteren dat is aangesloten na de gelijkrichter - het is ontworpen om de rimpel glad te strijken. Laten we dit probleem in meer detail bekijken!
Allereerst is het vermeldenswaard dat een diodebrug een enkelfasig gelijkrichtcircuit van 4 diodes of een driefasig van 6 wordt genoemd. Maar fans noemen het gelijkrichtcircuit vaak met een middelpunt.
In een halfgolfgelijkrichter komen twee halve golven aan bij de belasting en in een halfgolfgelijkrichter één.
Laten we de terminologie begrijpen om verwarring te voorkomen.
Hieronder zie je een enkelfasig tweegolfgolfcircuit, de juiste naam is "Gretz-circuit", het wordt juist het meest geïmpliceerd door de naam "diodebrug".
Het circuit van Larionov is een driefasige diodebrug, het uitgangssignaal is halfgolf. Diodes erin passeren halve golven en openen zich lijnspanning, d.w.z. afwisselend: een bovenste fase A diode en een onderste fase B diode, een bovenste fase B en een onderste fase C, etc.
Voor de volledigheid is het nodig om te vertellen over andere schema's van AC-spanningsgelijkrichters.
Een halfgolf gelijkrichter van 1 diode in serie verbonden met de belasting. Het wordt gebruikt in ballastvoedingen, miniatuurvoedingen met laag vermogen en in apparaten die niet veeleisend zijn voor de rimpelfactor. Slechts één halve golf komt aan bij de belasting.
Halve golf met een middelpunt - dit is wat per ongeluk een brug van 2 diodes wordt genoemd. Hier geleidt slechts één diode elke halve golf. Het voordeel is een grotere efficiëntie dan het Gretz-circuit, vanwege het kleinere aantal halfgeleiderpoorten. Het gebruik ervan wordt echter bemoeilijkt door het feit dat je een transformator nodig hebt met een tik vanuit het midden, wat wordt weerspiegeld in het schakelschema. Het kan niet worden gebruikt om de netspanning van 220V te corrigeren.
Gelijkrichter van Schottky-assemblages. Het wordt gebruikt bij het schakelen van voedingen, omdat Schottky-diodes een kortere hersteltijd hebben, een kleine barrièrecapaciteit (snellere overgang van open naar gesloten toestand) en een kleine voorwaartse spanningsval (minder verliezen). Schottky wordt het vaakst gevonden in samenstellingen met een gemeenschappelijke anode of kathode, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Om het brugcircuit te monteren, zijn er daarom verschillende assemblages nodig. Hieronder is een voorbeeld van 3 Schottky-samenstellingen met een gemeenschappelijke kathode.
Van 4 samenstellingen met een gemeenschappelijke kathode. Het verschilt van de vorige doordat het meer stroom kan weerstaan, met dezelfde componenten, omdat de Schottky-draden erin parallel zijn aangesloten.
Van de 2 Schottky-assemblages, één met een gemeenschappelijke anode en één met een gemeenschappelijke kathode. Leer meer over wat is de anode en kathodeDat kan in ons aparte artikel.
Hoe te solderen en verbinden
Het is niet moeilijk om de circuits te bestuderen en te kennen, de belangrijkste problemen doen zich voor wanneer een beginner besluit om met zijn eigen handen een diodebrug te solderen. Gebruik de onderstaande afbeelding om een gelijkrichter uit 4 Sovjet-kopieën van het type cd202 te solderen.
Om een diodebrug te assembleren van moderne discrete diodes zoals low-power 1n4007 (en andere - ze zien er allemaal hetzelfde uit en verschillen alleen in grootte), kijkt u zorgvuldig naar de volgende illustratie.
Maar als u het niet uit afzonderlijke onderdelen monteert, maar een kant-en-klare brug gebruikt, kijk dan hieronder hoe u het op de juiste manier op het circuit aansluit.
Het zal ook interessant zijn voor beginners om een video te bekijken over het maken van een eenvoudige 12V-voeding:
Reikwijdte en doel
Meestal worden diodebruggen gebruikt in voedingen. In transformatorvoedingen zijn ze aangesloten op de secundaire wikkeling van de transformator
In pulsvoedingen - naar de ingang van een 220V-netwerk. In dit geval worden het elektronische regelcircuit en het UPS-stroomcircuit gevoed door een gelijkgerichte en afgevlakte (niet altijd) netspanning (bereikt ongeveer 300-310 volt).
Aan de klemmen van de secundaire wikkeling van de schakelende voeding, hoogfrequente wisselspanning. Installeer assemblages van dubbele Schottky-diodes om het recht te trekken. In dit opzicht wordt vaak een middelpuntcorrectieschema gebruikt.
In auto's en motorfietsen worden driefasige diodebruggen gebruikt, geassembleerd volgens het Larionov-schema met drie extra kleppen, omdat een driefasige generator wordt gebruikt om het boordnet van stroom te voorzien. De brug in de generator is gemaakt in de vorm van een sector van de cirkel en is aan de achterkant geïnstalleerd.
Een uitzondering zijn sommige moderne Toyota-auto's en andere merken, ze gebruiken een 6-fasengenerator om een 12-puls gelijkrichtingscircuit van 12 kleppen te implementeren. Dit is nodig om de rimpel te verminderen en de uitgangsstroom te verhogen.
Verificatiemethoden
Om een diodebrug te testen, is een multimeter in diodetestmodus het meest geschikt.
Om dit te doen, moet u de ingang bellen en vervolgens de uitgang voor kortsluiting (de diodebrug moet worden gesoldeerd).
Zonder direct op het bord te solderen, kunt u de spanningsval over de diodeverbindingen meten. Om dit te doen, moet u de pinout van de brug bepalen, meestal wordt dit rechtstreeks op de behuizing aangegeven, die we hierboven hebben overwogen.
Op het scherm van de multimeter, in de voorwaartse bias, moeten de cijfers worden weergegeven binnen het bereik van 500-800 mV, en omgekeerd, boven 1500 en tot oneindig (afhankelijk van het specifieke onderdeel en het meetinstrument). Hetzelfde kan worden gedaan in de Ohmmeter-modus, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Dit proces wordt in meer detail beschreven in het artikel “hoe de diodebrug te controleren”, Waar we, naast de testmethodologie, spraken over de tekenen van een storing. Bekijk ook de video over het testen van een enkelfasige gelijkrichter en diodebrug van een autogenerator:
Dat is waar we onze gedetailleerde uitleg beëindigen. We hopen dat het u nu duidelijk is geworden waarom een diodebrug nodig is en wat deze doet in een elektrisch circuit. Als je vragen hebt, stel ze dan in de reacties onder het artikel!
Gerelateerde materialen:
Bezig met laden ...
