Praktický diódový mostový obvod pre napätie 12 voltov

Rádiové a elektrické zdroje takmer vždy používajú usmerňovače určené na konverziu AC na DC. Je to spôsobené tým, že takmer všetky elektronické obvody a mnohé ďalšie zariadenia musia byť napájané z DC zdrojov. Usmerňovač môže byť akýkoľvek prvok s nelineárnou charakteristikou prúdového napätia, inými slovami odlišne prúdiacim prúdom v opačných smeroch. V moderných zariadeniach sa ako takéto prvky zvyčajne používajú rovinné polovodičové diódy.

Obvod polovodičovej diódy

Obvodová polovodičová dióda.

Ploché polovodičové diódy

Spolu s dobrými vodičmi a izolátormi existuje veľa látok, ktoré sú medzi týmito dvoma triedami vedľajšie. Takéto látky nazývajú polovodiče. Odolnosť čistého polovodiča klesá so zvyšujúcou sa teplotou, na rozdiel od kovov, ktorých odolnosť sa pri týchto podmienkach zvyšuje.

Pridaním malého množstva nečistoty do čistého polovodiča sa môže podstatne zmeniť jeho vodivosť. Existujú dve triedy takýchto nečistôt: Diódové zariadenie

Obrázok 1. Planárna dióda: a. prístrojová dióda; b. označenie diód v elektrických obvodoch; v. vzhľad rovinných diód rôznej sily.

  1. Darca - konvertovanie čistého materiálu na n-typ polovodiča, obsahujúci prebytok voľných elektrónov. Tento typ vodivosti sa nazýva elektronický.
  2. Acceptor - konvertuje ten istý materiál na polovodič typu p, ktorý má umelo vytvorený nedostatok voľných elektrónov. Vodivosť takéhoto polovodiča sa nazýva otvor. "Hole" - miesto, ktoré opustil elektrón, sa správa ako pozitívny náboj.

Vrstva na okraji polovodičov typu p a n (pn junction) má jednosmernú vodivosť - vedie prúd dobre v jednom (dopredu) a veľmi zle v opačnom (spätnom) smere. Zariadenie rovinnej diódy je znázornené na obrázku 1a. Základom je polovodičová doska (germánium) s malým množstvom dávkovej nečistoty (typ n), na ktorej je umiestnený kúsok india, čo je akceptorová nečistota.

Po zahriatí sa india rozptyľuje do susedných oblastí polovodiča a premenuje ich na polovodiče typu p. Na hranici regiónov s dvoma typmi vodivosti dochádza k p - n križovatke. Výstup pripojený k polovodičovému p-typu sa nazýva anóda výslednej diódy, naopak - jeho katóda. Obraz polovodičovej diódy na schémach zapojenia je znázornený na obr. 1b, vzhľad rovinných diód rôznych výkonov - na obr. 1c.

Späť na obsah

Najjednoduchší usmerňovač

Aktuálne charakteristiky v rôznych obvodoch

Obrázok 2. Prúdové charakteristiky v rôznych obvodoch.

Prúd pretekajúci v bežnej svetelnej sieti je variabilný. Jeho veľkosť a smer sa menia 50 krát v priebehu jednej sekundy. Graf jeho napätia versus čas je znázornený na obr. 2a. Pozitívne polčasy sú označené červenou farbou, záporné sú modré.

Vzhľadom na to, že veľkosť prúdu sa pohybuje od nuly po maximálnu (amplitúdu) hodnotu, je zavedená koncepcia efektívnej hodnoty prúdu a napätia. Napríklad v sieti osvetlenia, ktorá je efektívnou hodnotou napätia 220 V - v ohrievači zahrnutom v tejto sieti, je rovnaké teplo generované za rovnaké časové obdobia ako v tom istom prístroji v obvode 220 V DC.

Ale v skutočnosti sa napätie v sieti mení v 0,02 nasledovne:

  • prvý štvrťrok tohto obdobia (obdobie) - sa zvyšuje od 0 do 311 V;
  • druhý štvrťrok obdobia - klesá z 311 V na 0;
  • tretí štvrťrok obdobia - klesá z 0 na 311 V;
  • posledná štvrtina obdobia sa zvyšuje z 311 V na 0.

V tomto prípade je 311 V amplitúda napätia Uo. Amplitúdové a efektívne (U) napätia sú prepojené podľa vzorca:

Uo = √2 * U.

Diódový mostík

Obrázok 3. Diódový mostík.

Keď je k obvodu pripojený striedavý prúd sériovo pripojenej diódy (VD) a záťaže (obrázok 2b), prúd prúdi cez tento obvod len počas kladných polčasov (obrázok 2c). K tomu dochádza v dôsledku jednostranného vedenia diódy. Takýto usmerňovač sa nazýva polovičná vlna - jedna polovica obdobia, v ktorom je prúd v obvode počas druhej - chýba.

Prúd pretekajúci zaťažením v takomto usmerňovači nie je konštantný, ale pulzujúci. Môže sa zmeniť na takmer konštantnú zapnutím kondenzátora filtra C rovnobežne so záťažouF dostatočne veľká kapacita. Počas prvého štvrťroka tohto obdobia sa kondenzátor nabíja na hodnotu amplitúdy a v intervaloch medzi pulzáciami sa vypúšťa do záťaže. Napätie sa stáva takmer konštantné. Účinok vyhladzovania je silnejší, čím väčšia je kapacita kondenzátora.

Späť na obsah

Diaľkový mostový okruh

Dokonalá je schéma narovnávania plných vln, keď sa používajú pozitívne aj záporné polčasy. Existuje niekoľko odrôd takýchto schém, ale najčastejšie sa používa chodník. Diagram diódového mostíka je znázornený na obr. 3c. Na ňom červená čiara ukazuje, ako prúd preteká záťažou počas pozitívnych a modro-negatívnych polčasov.

12 voltový obvod usmerňovača

Obrázok 4. Obvod usmerňovača 12 voltov s diódovým mostíkom.

Ako prvá tak aj druhá polovica obdobia preteká prúd zaťažením v tom istom smere (obrázok 3b). Počet pulzácií na jednu sekundu nie je 50, ako pri vyrovnávaní polovičnej vlny, ale 100. Preto pri rovnakej kapacite filtračného kondenzátora bude vyhladzovací účinok výraznejší.

Ako vidíte, na vytvorenie diódového mostíka sú potrebné 4 diódy - VD1-VD4. Predtým boli diódové mostíky znázornené v principiálnych diagramoch presne rovnakým spôsobom ako na obr. 3c. V súčasnosti je obraz znázornený na obrázku 2 všeobecne akceptovaný. 3g. Napriek tomu, že na nej je len jeden obraz diódy, nezabúdajte, že mostík pozostáva zo štyroch diód.

Mostový obvod je najčastejšie zostavený z jednotlivých diód, niekedy sa používajú monolitické diódové zostavy. Jednoduchšie sa namontujú na dosku, ale ak jedna ruka mostu zlyhá, celá zostava sa nahradí. Zvoľte diódy, z ktorých je mostík namontovaný, na základe veľkosti pretekajúceho prúdu a veľkosti prípustného spätného napätia. Tieto údaje vám umožňujú získať pokyny pre diódy alebo referenčné knihy.

Úplný diagram usmerňovača s 12 voltami využívajúci diódový mostík je znázornený na obr. 4. T1 je stupňovitý transformátor, ktorého sekundárne vinutie poskytuje napätie 10-12 V. FU1 poistka je významný detail z hľadiska bezpečnosti a nemal by sa zanedbávať. Značka diód VD1-VD4, ako už bolo uvedené, je určená množstvom prúdu, ktorý bude spotrebovaný z usmerňovača. Kondenzátor C1 - elektrolytický, s kapacitou 1000,0 mikrofarád alebo vyššou pre napätie nie nižšie ako 16 V.

Výstupné napätie je pevne stanovené, jeho hodnota závisí od zaťaženia. Čím väčší je prúd, tým menšia je veľkosť tohto napätia. Pre dosiahnutie nastaviteľného a stabilného výstupného napätia je potrebný zložitejší obvod. Prijímajte nastaviteľné napätie z obvodu znázorneného na obr. 4 dvomi spôsobmi:

  1. Priložením nastaviteľného napätia na primárne vinutie transformátora T1 napríklad z LATR.
  2. Po vykonaní niekoľkých kohútikov zo sekundárneho vinutia transformátora a resp. Prepínača.

Dúfame, že uvedené opisy a diagramy poskytnú praktickú pomoc pri zostavovaní jednoduchého usmerňovača pre praktické potreby.

Pridať komentár