Che cos'è un ponte a diodi - una semplice spiegazione
definizione
Il ponte a diodi è una soluzione circuitale progettata per la rettifica della corrente alternata. Un altro nome è un raddrizzatore a semionda. È costruito con diodi raddrizzatori a semiconduttore o la loro varietà: diodi Schottky.
Il circuito a ponte implica la presenza di diversi diodi semiconduttori (per un circuito monofase - quattro) a cui è collegato il carico.
Può consistere in elementi discreti saldati sulla scheda, ma nel 21 ° secolo, più spesso collegavano diodi in un alloggiamento separato. Esternamente, sembra che qualsiasi altro componente elettronico - le gambe per il collegamento alle piste del circuito stampato vengano rimosse dal case di una certa dimensione.
Vale la pena notare che diverse valvole combinate in un alloggiamento, che non sono collegate secondo un circuito a ponte, sono chiamate gruppi di diodi.
A seconda dell'ambito e dello schema di collegamento, i ponti a diodi sono:
- monofase;
- trifase.
La designazione sul diagramma può essere eseguita in due versioni, quale utilizzare UGO nel disegno dipende dal fatto che il ponte sia assemblato da elementi separati o che venga utilizzato quello finito.
Principio di funzionamento
Comprendiamo come funziona il ponte a diodi. Per cominciare, i diodi passano la corrente in una direzione. La rettifica della tensione alternata si verifica a causa della conduttività unilaterale dei diodi. A causa della loro corretta connessione, la semionda negativa della tensione alternata entra nel carico sotto forma di positivo. In parole semplici: lancia la semionda negativa.
Per semplicità e chiarezza, consideriamo il suo funzionamento come un esempio di raddrizzatore a due semionde monofase.
Il principio di funzionamento del circuito si basa sul fatto che i diodi conducono corrente in una direzione e consiste nel seguente:
- Un segnale sinusoidale alternato viene inviato all'ingresso del ponte a diodi, ad esempio 220 V dall'alimentazione domestica (nello schema elettrico, l'ingresso del ponte a diodi è indicato come CA o ~).
- Ciascuna delle semionde della tensione sinusoidale (figura sotto) viene fatta passare attraverso una coppia di valvole disposte diagonalmente sul circuito.
La semionda positiva viene fatta passare attraverso i diodi VD1, VD3 e il negativo - VD2 e VD4. Il segnale all'ingresso e all'uscita del circuito che vedi di seguito.
Questo segnale è chiamato - tensione di ondulazione rettificata. Per levigarlo, un filtro con un condensatore viene aggiunto al circuito.
Funzionalità chiave
Considera le caratteristiche principali dei diodi a semiconduttore. Le lettere latine indicano la loro designazione nella documentazione tecnica in lingua inglese (la cosiddetta scheda tecnica):
- Vrpm - picco o massima tensione inversa. Quando questa tensione viene superata, la giunzione pn viene irreversibilmente distrutta.
- Vr (rms) - tensione inversa media. Normale per lavoro, uguale a Uarr nelle caratteristiche dei componenti domestici.
- ioo - corrente media rettificata, uguale a Ieccetera in domestico.
- ioFSM - corrente di picco rettificata.
- Vfm - la caduta di tensione nella polarizzazione diretta (nello stato conduttivo aperto) è generalmente di 0,6-0,7 V e di più con i modelli ad alta corrente.
Quando si riparano apparecchiature elettroniche e alimentatori o si progettano, i principianti chiedono: come scegliere il ponte a diodi?
In questo caso, i parametri più importanti per te saranno la tensione inversa e la corrente. Ad esempio, per selezionare un ponte a diodi per 220 V, è necessario esaminare i modelli con una tensione nominale superiore a 400 V e la corrente desiderata, ad esempio KBPC106 (o 108, 110). Le sue caratteristiche tecniche:
- massima corrente rettificata - 3A;
- corrente di picco (a breve termine) - 50A;
- tensione inversa - 600 V (800 V, 1000 V per KBPC108 e 110, rispettivamente).
Ricorda queste caratteristiche e puoi facilmente determinare quale opzione scegliere dal catalogo.
Circuiti raddrizzatori
La rettifica della corrente negli alimentatori è lo scopo principale, tra gli altri componenti del circuito, è possibile selezionare il filtro di ingresso, che è collegato dopo il raddrizzatore - è progettato per appianare le increspature. Diamo un'occhiata a questo problema in modo più dettagliato!
Prima di tutto, vale la pena notare che un ponte a diodi è chiamato un circuito raddrizzatore monofase di 4 diodi o un trifase di 6. Ma i fan spesso chiamano il circuito raddrizzatore con un punto medio.
In un raddrizzatore a semionda, due semionde arrivano al carico e in un raddrizzatore a semionda, uno.
Per evitare confusione, capiamo la terminologia.
Sotto vedi un circuito monofase a due semionde, il suo nome corretto è "circuito di Gretz", è proprio il più spesso implicato con il nome di "ponte a diodi".
Il circuito di Larionov è un ponte a diodi trifase, il segnale di uscita è a semionda. I diodi in esso passano semionde, aprendosi tensione di linea, cioè alternativamente: un diodo di fase A superiore e un diodo di fase B inferiore, una fase superiore B e una fase inferiore C, ecc.
Per completezza, è necessario raccontare altri schemi di raddrizzatori di tensione CA.
Un raddrizzatore a semionda di 1 diodo collegato in serie al carico. È utilizzato in alimentatori di ballast, alimentatori in miniatura a bassa potenza, nonché in dispositivi poco impegnativi per il fattore di ondulazione. Al carico arriva solo una mezza onda.
Mezza onda con un punto medio: questo è ciò che viene erroneamente chiamato un ponte di 2 diodi. Qui, solo un diodo conduce ogni semionda. Il suo vantaggio è una maggiore efficienza rispetto al circuito di Gretz, grazie al minor numero di porte a semiconduttore. Tuttavia, il suo utilizzo è complicato dal fatto che è necessario un trasformatore con un rubinetto dal punto medio, che si riflette nello schema elettrico. Non può essere utilizzato per rettificare la tensione di rete di 220 V.
Raddrizzatore da assemblee Schottky. Viene utilizzato negli alimentatori a commutazione, poiché i diodi Schottky hanno meno tempo di recupero inverso, una piccola capacità di barriera (passaggio più rapido dallo stato aperto a quello chiuso) e una piccola caduta di tensione diretta (meno perdite). Schottky si trova più spesso in assiemi con un anodo o catodo comune, come mostrato nella figura seguente.
Pertanto, per assemblare il circuito a ponte, saranno necessari diversi assemblaggi. Di seguito è riportato un esempio di 3 assiemi di Schottky con un catodo comune.
Di 4 assemblaggi con un catodo comune. Si differenzia dalla precedente in quanto può sopportare più corrente, con gli stessi componenti, perché i fili di Schottky al suo interno sono collegati in parallelo.
Delle 2 assemblee di Schottky, una con un anodo comune e una con un catodo comune. Ulteriori informazioni cos'è l'anodo e il catodoPuoi nel nostro articolo separato.
Come saldare e connettersi
Non è difficile studiare e conoscere i circuiti, le principali difficoltà sorgono quando un principiante decide di saldare un ponte a diodi con le proprie mani. Per saldare un raddrizzatore da 4 copie sovietiche del tipo cd202, utilizzare l'illustrazione seguente.
Per assemblare un ponte a diodi da moderni diodi discreti come 1n4007 a bassa potenza (e altri - sembrano tutti simili e differiscono solo per dimensioni), guarda attentamente la seguente illustrazione.
Ma se non lo monti da singole parti, ma usi un ponte pronto, vedi sotto come collegarlo correttamente al circuito.
Sarà anche interessante per i principianti guardare un video su come realizzare un semplice alimentatore a 12V:
Scopo e scopo
Molto spesso, i ponti a diodi sono utilizzati negli alimentatori. Negli alimentatori del trasformatore, sono collegati all'avvolgimento secondario del trasformatore
Negli alimentatori a impulsi - all'ingresso di una rete 220V. In questo caso, il circuito di controllo elettronico e il circuito di alimentazione dell'UPS sono alimentati da una tensione di rete rettificata e livellata (non sempre) (raggiunge circa 300-310 Volt).
Ai terminali dell'avvolgimento secondario dell'alimentazione di commutazione, tensione alternata ad alta frequenza. Per raddrizzarlo, installare gruppi di doppi diodi Schottky. A questo proposito, viene spesso utilizzato uno schema di rettifica di punto medio.
Nelle automobili e nelle motociclette vengono utilizzati ponti a diodi trifase, assemblati secondo lo schema Larionov con tre valvole aggiuntive, poiché un generatore trifase viene utilizzato per alimentare la rete di bordo. Il ponte nel generatore è realizzato sotto forma di un settore del cerchio ed è installato sul retro.
Un'eccezione sono alcune moderne auto Toyota e altri marchi, che utilizzano un generatore a 6 fasi per implementare un circuito di rettifica a 12 impulsi di 12 valvole. Ciò è necessario per ridurre l'ondulazione e aumentare la corrente di uscita.
Metodi di verifica
Per testare un ponte a diodi, è più adatto un multimetro in modalità test diodo.
Per fare ciò, è necessario suonare l'ingresso, quindi il circuito di uscita per un corto circuito (il ponte a diodi deve essere saldato).
Senza saldare direttamente sulla scheda, è possibile misurare la caduta di tensione attraverso le giunzioni dei diodi. Per fare ciò, è necessario determinare la piedinatura del ponte, di solito è indicata direttamente sul caso, che abbiamo considerato sopra.
Sullo schermo del multimetro, nella polarizzazione in avanti, i numeri dovrebbero essere visualizzati nell'intervallo di 500-800 mV, e al contrario, al di sopra di 1500 e all'infinito (dipende dal componente specifico e dal dispositivo di misurazione). Lo stesso può essere fatto in modalità Ohmmetro, come mostrato nella figura seguente.
Questo processo è descritto più dettagliatamente nell'articolo "come controllare il ponte a diodi", Dove oltre alla metodologia di prova, abbiamo parlato dei segni di un malfunzionamento. Guarda anche il video su come testare un raddrizzatore monofase e un ponte a diodi di un generatore di auto:
È qui che finiamo la nostra spiegazione dettagliata. Speriamo che ora ti sia diventato chiaro perché è necessario un ponte a diodi e cosa fa in un circuito elettrico. Se hai domande, chiedile nei commenti sotto l'articolo!
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