Для чего служит диод vd1

14

Для чего служит диод vd1 — Анс4 — Ans4?

Ans4 — это имя какого-то сайта вопросов и ответов очередного, а не название диода.

А vd1 — это так диод на принципиальной электрической схеме устройства электронного подписывается, где VD означает "диод", а 1 — порядковый номер диода.

Для чего конкретно служит конкретный vd1 — нельзя сказать, не видя конкретной схемы конкретного прибора, но вообще диоды служат для выпрямления переменного тока или для пропускания постоянного только в одном направлении (например, если установить диод в цепь питания — прибору будет нестрашна неправильная установка батареек: диод не позволит прибору выйти из строя, не пропуская неправильно направленный ток.

Что такое диод и как его проверить

Мы настолько привыкли к компьютерам, что не представляем своей жизни без них. Эти жужжащие ящики на наших столах собраны из множества различных «железок». Интересно отметить, что ни один из этих составных «кирпичиков» сам по себе не может похвастаться теми свойствами, которыми обладает компьютер.

А собранные вместе, они являют собой нечто совершенно уникальное!

Какой кирпич не возьми – это только кусок обожженной глины; не сразу и понятно, к какому делу его – самого по себе — можно приспособить.

Это как дом, построенный из кирпичей.

Но несколько тысяч собранных определенным образом таких кусков глины — это жилище, которое защищает от непогоды и предоставляет крышу над головой.

Разумеется, можно пользоваться компьютером (и жить в доме) и не представлять себе, как эти штуки устроены.

Но если вы хотите научиться «лечить» ваши компьютеры, то придется разбираться, как устроены их составные части.

Поэтому сегодня мы поговорим об одном из компьютерных «кирпичиков» чуть более подробно. Мы попытаемся кратко познакомиться с тем, что такое полупроводниковые диоды и зачем они нужны.

Что такое диод?

Диоды применяются в компьютерных блоках питания для выпрямления переменного тока.

Выпрямительный диод – это деталь, имеющая в своем составе соединенные вместе полупроводники двух типов – p-типа (positive – положительный) и n–типа (negative – отрицательный).

При их соединении (сплавлении) образуется так называемый p-n переход. Этот переход обладает разным сопротивлением при различной полярности приложенного напряжения.

Если напряжение приложено в прямом направлении (положительная клемма источника напряжения подключена к p-полупроводнику — аноду, а отрицательная – к n-полупроводнику — катоду), то сопротивление диода невелико.

В этом случае говорят, что диод открыт. Если полярность подключения изменить на противоположную, то сопротивление диода будет очень большим. В таком случае говорят, что диод закрыт (заперт).

Когда диод открыт, то на нем падает какое-то напряжение.

Это падение напряжения создается протекающим через диод так называемым прямым током и зависит от величины этого тока.

Причем зависимость эта нелинейная.

Конкретное значение падения напряжения в зависимости от протекающего тока можно определить по вольт-амперной характеристике.

Эта характеристика обязательно приводится в полном техническом описании (data sheets, справочных листах).

Например, на распространенном диоде 1N5408, применяемом в компьютерном блоке питания, при изменении тока от 0,2 до 3 А падение напряжения изменяется от 0,6 до 0,9 В. Чем больше протекающий через диод ток, тем больше падение напряжения на нем и, соответственно, рассеиваемая на нем мощность (P = U * I). Чем большая мощность рассеивается на диоде, тем сильнее он греется.

Мостовая схема выпрямления

В компьютерном блоке питания при выпрямлении сетевого напряжения применяется обычно мостовая схема выпрямления – 4 диода, включенные определенным образом.

Если клемма 1 имеет положительный относительно клеммы 2 потенциал, то ток пойдет через диод VD1, нагрузку и диод VD3.

Если клемма 1 имеет отрицательный клеммы 2 потенциал, то ток потечет через диод VD2, нагрузку и диод VD4. Таким образом, ток через нагрузку хоть и меняется по величине (при переменном напряжении), но протекает всегда в одном направлении – от клеммы 3 к клемме 4.

В этом и заключается эффект выпрямления. Если бы не было диодного моста – ток по нагрузке протекал бы в разных направлениях. С мостом же он протекает в одном. Такой ток называется пульсирующим.

В курсе высшей математики доказывается, что пульсирующее напряжение содержит в себе постоянную составляющую и сумму гармоник (частот, кратных основной частоте переменного напряжения 50 Герц). Постоянная составляющая выделяется фильтром (конденсатором большой емкости), который не пропускает гармоники.

Схема выпрямления из двух диодов

Выпрямительные диоды присутствуют и в низковольтной части блока питания. Только схема включения состоит там не из 4-х диодов, а из двух.

Внимательный читатель может спросить: «А почему это используются разные схемы включения? Нельзя ли применить диодный мост и в низковольтной части?»

Можно, но это будет не лучшее решение. В случае диодного моста ток проходит через нагрузку и два последовательно включенных диода.

В случае использования диодов 1N5408 общее падение напряжения на них может составить величину 1,8 В. Это очень немного по сравнению с сетевым напряжением 220 В.

А вот если такая схема будет применена в низковольтной части, то это падение будет весьма заметным по сравнению с напряжениями +3,3, +5 и +12 В. Применение схемы из двух диодов уменьшает потери вдвое, так как последовательно с нагрузкой включен один диод, а не два.

К тому же, ток во вторичных цепях блока питания гораздо больше (в разы), чем в первичной.

Следует отметить, для этой схемы трансформатор должен иметь две одинаковые обмотки, а не одну. Схема выпрямления из двух диодов использует оба полупериода переменного напряжения, также как и мостовая.

Если потенциал верхнего конца вторичной обмотки трансформатора (см схему) положителен по отношению к нижнему, то ток протекает через клемму 1, диод VD1, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD2 в это время заперт.

Если потенциал нижнего конца вторичной обмотки положителен по отношению к верхнему, то ток протекает через клемму 2, диод VD2, клемму 3, нагрузку, клемму 4 и среднюю точку обмотки. Диод VD1 в это время заперт. Получается тот же пульсирующий ток, что и при мостовой схеме.

Теперь давайте покончим со скучной теорией и перейдем к самому интересному – к практике.

Проверка диодов

Для начала скажем, что перед началом проверки диодов, хорошо бы ознакомиться с тем, как работать с цифровым тестером.

Об этом рассказывается в соответствующих статьях здесь, здесь и здесь.

Диод на электрических схемах изображается символически в виде треугольника (стрелочки) и палочки.

Палочка – это катод, стрелочка (она указывает направление тока, т.е. движения положительных зарядов) – анод.

Проверить диодный мост можно цифровым тестером, установив переключатель работы в положении проверки диодов (указатель переключателя диапазонов тестера должен стоять напротив символического изображения диода).

Если присоединить красный щуп тестера к аноду, а черный — к катоду отдельного диода, то диод будет открыт напряжением с тестера.

Дисплей покажет величину 0,5 – 0,6 В.

Если изменить полярность щупов, диод будет заперт.

Дисплей при этом покажет единицу в крайнем левом разряде.

Диодный мост часто имеет символическое обозначение вида напряжения на корпусе (

переменное напряжение, +, — постоянное напряжение).

Диодный мост можно проверить, установив один щуп на одну из клемм «

», а второй – поочередно на выводы «+» и «-».

При этом один диод будет открыт, а другой закрыт.

Если поменять полярность щупов – то тот диод, который был закрыт, теперь откроется, а другой закроется.

Следует обратить внимание на то, что катод – это плюсовой вывод моста.

Если какой-то из диодов закорочен, тестер покажет нулевое (или очень небольшое напряжение).

Такой мост, естественно, непригоден для работы.

В закоротке диода можно убедиться, если тестировать диоды в режиме измерения сопротивления.

При закороченном диоде тестер покажет небольшое сопротивление в обоих направлениях.

Как уже говорилось, во вторичных цепях используется схема выпрямления из двух диодов.

Но даже на одном диоде падает достаточно большое напряжение по сравнению с выходными напряжениями +12 В, +5 В, +3,3 В.

Токи потребления могут достигать 20 А и более, и на диодах будет рассеиваться большая мощность.

Вследствие этого они будут сильно греться.

Мощность рассеяния уменьшится, если будет меньшим прямое напряжение на диоде.

Поэтому в таких случаях применяют так называемые диоды Шоттки, у которых прямое падение напряжения меньше.

Диоды Шоттки

Диод Шоттки состоит не из двух различных полупроводников, а из металла и полупроводника.

Получающийся при этом так называемый потенциальный барьер будет меньше.

В компьютерных блоках питания применяют сдвоенные диоды Шоттки в трехвыводном корпусе.

Типичным представителем такой сборки является SBL2040. Падение напряжения на каждом из ее диодов при максимальном токе не превысит (по даташиту) 0,55 В. Если проверить ее тестером (в режиме проверки диодов), то он покажет величину около 0,17 В.

Меньшая величина напряжения обусловлена тем, что через диод протекает очень небольшой ток, далекий от максимального.

В заключение скажем, что у диода есть такой параметр, как предельно допустимое обратное напряжение. Если диод заперт – к нему приложено обратное напряжение. При замене диодов надо учитывать эту величину.

Если в реальной схеме обратное напряжение превысит предельно допустимое – диод выйдет из строя!

Диод – важная «железка» в электронике. Чем бы еще мы выпрямляли напряжение?

Для чего служит диод vd1

Осветительные лампы могут перегорать – это знают все. Причины, по которым это происходят, известны. Также известно, как можно продлить "жизнь" лампам. Однако большинство из этих решений достаточно сложны при их практическом воплощении: требуется большое количество элементов, что снижает надежность устройства и затрудняет его монтаж в коробке штатного выключателя сети; необходима наладка устройства.

Достичь желаемого можно проще – понадобится только двухполюсный (двухклавишный) выключатель и кремниевый диод.
На рис.1 показана принципиальная схема светильника, все детали которого (кроме осветительной лампы EL1) монтируют в коробке штатного выключателя сети или в подставке настольной лампы. Крепят детали навесным монтажом – и вся конструкция получается компактной.

Особенностью выключателя является наличие двух клавиш – SA1, SA2. Поэтому, если у вас установлен одноклавишный выключатель, его необходимо заменить на двухклавишный.
Работает устройство следующим образом. В исходном состоянии контакты выключателей SA1, SA2 разомкнуты. При включении лампы EL1 сначала нажимают на клавишу выключателя SA1. Ток сети проходит через цепь: диод VD1, замкнутые контакты SA1, лампа EL1. Диод VD1 необходим как однополупериодный выпрямитель. Поэтому на лампу поступает однополупериодное выпрямленное напряжение, что уменьшает значение рассеиваемой лампой мощности в два раза – лампа горит вполнакала. Это предохраняет еще холодную нить накала от возможного перегорания, так как значение ее сопротивления в этот момент может быть недостаточным для того, чтобы выдержать номинальную мощность.

После этого замыкают контакты выключателя SA2 и на лампу поступает все напряжение сети. Теперь лампа будет гореть в полную мощность.

Иначе говоря, благодаря диоду VD1 и выключателям SА1, SA2 можно избежать режима перегрузки для нити накала EL1 в момент включения лампы, что значительно продлевает ее "жизнь".

Для того чтобы в темноте можно было легко найти клавишу выключателя SA1, ее подсвечивают неоновой лампой HL1. При этом ночью часто не требуется полного освещения -достаточно дежурного, когда лампа EL1 горит вполнакала. Тогда пользуются только выключателем SA1, который виден в темноте.

Диод VD1 серии Д226Б применяют при мощности ламп накаливания до 100 Вт. Если используемые для освещения лампы рассчитаны на мощность более 100 Вт, необходимо поставить диод серии КД202М. Неоновая лампа может быть типа ТН-0,2 или МН-6. В выключателе ее необходимо расположить так, чтобы она освещала только клавишу SA1.

Недостатком устройства является необходимость соблюдения очередности нажатий на клавиши выключателей SA1, SA2. Чтобы устранить его, потребуется еще один диод, который монтируют вместо неоновой лампы (на рис.2 – это VD1).

Включают диоды VD1, VD2 навстречу либо соединяют друг с другом их катоды, либо аноды. Теперь очередность нажатия на клавиши не влияет на работу светильника. В любом случае – нажата ли клавиша SA1 или клавиша SA2 – лампа EL1 горит вполнакала. И только когда нажаты обе клавиши, лампа горит в полную мощность.

Выключают светильник (и в первом, и во втором вариантах), одновременно размыкая контакты выключателей SA1, SA2.

Если в светильнике (люстре) установлено несколько ламп и они включаются раздельно, необходимо применить трехполюсный (трехклавишный) выключатель. На рис.3 и 4 показаны схемы таких светильников. Принцип их работы аналогичен рассмотренным выше устройствам. Сначала (в зависимости от того, какую лампу – EL1 или EL2 или обе одновременно – нужно включить, рис.3) замыкают контакты выключателей SA1 либо SA2, либо одновременно обоих. Лампы будут гореть вполнакала. Затем замыкают выключатель SA3 -лампы загораются в полную мощность.

Для устройства, принципиальная схема которого показана на рис.4, очередность включения не влияет на работу ламп. А при замкнутом выключателе SA3 можно, комбинируя положениями выключателей SA1, SA2, получить дополнительные режимы работы светильника. Например, если замкнуть SA1, а SA2 останется разомкнутым, то лампа EL1 будет гореть в полную мощность, а EL2 – вполнакала. И наоборот, если замкнуть SA2, а SA1 разомкнуть, то EL1 будет гореть вполнакала, а EL2 – в полную мощность.

Чтобы выключить светильник, размыкают контакты выключателей SA1 – SА3 одновременно.

Монтируют диоды VD1 -VD3 непосредственно в коробке трехклавишного выключателя. Причем при мощности ламп более 100 Вт диоды VD1, VD2 должны быть серии КД202М или аналогичные, рассчитанные на потребляемый светильником ток.

при включении выключателя света (т. е. замыкании ключа SA1) идёт накопление энергии через ограничивающий резистор Р1 на конденсатор С1, по мере накопления напряжения оно растёт и поступает через регулировачный резистор Р2 на управляющий электрод транзистора ВТ1, он открывается и даёт "команду" открыться силовому транзистору ВТ2 через который и пойдёт ток на лампы. Т. е. происходит плавное включение света.

А вот для чего в этой схеме нужен диод VD1 КД226Б? Какую функцию он выполняет?

Если убрать диод, что то изменится? (если его убрать то можно узнать какую функцию он выполнял, но я не знаю что изменится без диода) !

Читайте также:

1. Стабилитроны.

Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова).

Двухполупериодная мостовая схема выпрямления.

Схема однотактного однофазного однополупериодного выпрямления. представлена на рис.2.1.

ДИОДНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ.

Для питания электронной аппаратуры, электродвигателей постоянного тока, электролизных и других установок возникает необходимость в выпрямлении переменного тока в постоянный.

Под выпрямлением понимается процесс преобразования переменного тока в постоянный с помощью устройств, обладающих односторонней электрической проводимостью.

Выпрямительные устройства обычно состоят из трех основных элементов: трансформатора, одного или нескольких диодов (электрических вентилей) и сглаживающего фильтра. С помощью трансформатора, как правило, понижается значение переменного напряжения, получаемого от источника питания, с целью приведения его в соответствие со значением требуемого выпрямленного напряжения .

При выпрямлении однофазного переменного тока простейшими схемами выпрямления являются однотактные однофазные схемы

Однотактными выпрямительными устройствами являются такие, в которых ток во вторичной обмотке трансформатора в процессе выпрямления протекает только в одном направлении, а в двухтактных выпрямительных устройствах – в обоих направлениях.

Рис.1.3. Схема однополупериодного выпрямления.

R_н – сопротивление нагрузки;

TV1 – трансформатор напряжения (понижающий);

U₁ – напряжение первичной обмотки трансформатора;

U₂ – напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Принцип работы схемы заключается в следующем. При полярности напряжения U₂, указанной на схеме без скобок, к диоду приложена полярность прямого смещения. Диод открыт и вся положительная волна напряжения U₂ проходит нагрузку. При полярности напряжения U₂, указанной на схеме в скобках, диод закрыт. Ток через диод не протекает, что отсекает отрицательную полуволну. Таким образом, через нагрузку протекает ток только в положительном направлении. Однако, выпрямленный ток напоминает постоянный только в первом приближении.

Однополупериодное выпрямление переменного тока характеризуется глубокими пульсациями выпрямленного тока и напряжения, которые обусловливаются наличием в кривых выпрямленного тока и напряжения переменных составляющих – пульсаций. Для оценки пульсаций в той или иной схеме выпрямления вводится коэффициент пульсаций – q, под которым понимается отношение амплитуды А_m, наиболее выраженной гармонической составляющей, входящей в кривые выпрямленного тока или напряжения, к постоянно составляющей A_d тока или напряжения в выходной цепи выпрямителя:

Рассмотренная схема выпрямления имеет большие значения коэффициента пульсаций. Для питания большей части электронной аппаратуры требуется выпрямленное напряжение с коэффициентом пульсации, не превышающим значений q =0,002 -:- 0,02. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения можно значительно снизить, если на выходе выпрямителя включить сглаживающий электрический фильтр. Простейшими сглаживающими фильтрами являются конденсатор, включаемый параллельно слаботочной нагрузке.

При использовании простейшего емкостного фильтра сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения и тока происходит за счет периодической зарядки конденсатора фильтра С_ф (когда напряжение на выходе трансформатора превышает напряжение на нагрузке) с последующей его разрядкой на сопротивление нагрузки.

В период действия положительной полуволны конденсатор заряжается, а в паузе между полуволнами – разряжается, но с большой постоянной времени. Поэтому, форма выпрямленного напряжения более соответствует постоянному. Емкостные фильтры применяют предпочтительно в маломощных схемах выпрямления, так как при этом возрастает эффективность сглаживания.

Напряжение, воспринимаемое диодом в непроводящий полупериод, – обратное напряжение U_oбp(t) при этом определяется значением напряжения U₂(t) на вторичной обмотке трансформатора. Следовательно, максимальное значение обратного напряжения, которое приложено к диоду в данной схеме, равно амплитудному значению напряжения U_2m на вторичной обмотке трансформатора. Поэтому, при выборе диода для схемы однополупериодного однофазного однотактного выпрямления необходимо принимать во внимание, что максимально допустимое обратное напряжение диода было больше или равно амплитудному значению напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

К недостаткам однополупериодной схемы выпрямления следует отнести значительные пульсации выпрямленных тока и напряжения, а также недостаточно высокое использование трансформатора, так как по его вторичной обмотке при этом протекает ток только в течение полупериода. Выпрямители подобного типа применяются главным образом в маломощных установках, когда выпрямленный ток мал , а достаточно удовлетворительное сглаживание пульсаций может быть обеспечено с помощью фильтра.

Двухполупериодная схема выпрямления содержит четыре диода VD1 – VD4. Такое включение диодов носит название диодный мост (рис.1.4).

Принцип работы схемы заключается в следующем. При полярности напряжения U₂, указанной на схеме без скобок, диоды VD2 и VD3 – открыты,

Рис. 1.4. Двухполупериодная мостовая схема выпрямления и диаграмма ее работы.

VD1 и VD4 – закрыты. Поэтому положительная полуволна проходит в нагрузку по цепи: +U₂; VD2; R_н; VD3; – U₂ .При полярности напряжения U₂, указанной в скобках, диоды VD1 и VD3 – открыты, VD2 и VD4 – закрыты, поэтому отрицательная полуволна пройдет в нагрузку по цепи: +U₂; VD4; R_н; VD1; – U₂ .Причем, направление тока в нагрузке не изменяется. Поэтому катодная группа диодного моста всегда даёт плюс, анодная – минус выпрямленного напряжения.

Рис.1.5. Условное обозначение диодного моста.

Применение двухполупериодной схемы выпрямления более предпочтительно, чем однополупериодной за счет снижения обратного напряжения, воздействующего на диод в непроводящую часть периода, и уменьшения расчетной мощности.

Данная схема выпрямления позволяет получить заданное выпрямленное напряжение при числе витков вторичной обмотки трансформатора, вдвое меньшем, чем в однотактной двухполупериодной схеме выпрямления при прочих равных условиях. Так как во вторичной обмотке трансформатора в рассматриваемой схеме протекает не пульсирующий, а синусоидальный переменный ток, это позволяет уменьшить габариты трансформатора по сравнению с трансформатором, необходимым для питания однотактного двухполупериодного выпрямителя, рассчитанного на ту же мощность, приблизительно в 1,5 раза.

Значение максимального обратного напряжения при одинаковом выпрямленном напряжении Ud для мостовой схемы в два раза меньше, чем для однотактной двухполупериодной схемы выпрямления.

Представлена на рис.1.6. Схема содержит шесть диодов, включенных по мостовой схеме. Не вдаваясь в подробности работы диодов при выпрямлении трехфазного тока, из приведенной диаграммы видно, что схема обладает низким коэффициентом пульсаций, а применение емкостного фильтра позволяет получить наиболее качественное выпрямленное напряжение.

Рис.1.6. Трехфазная мостовая схема выпрямления.

Стабилизатроны – приборы, имеющие как и диоды двухслойную p-n структуру. Однако, в отличие от диода, рабочим участком стабилитрона является область электрического пробоя. При низких напряжениях электрического пробоя мощность, выделяющаяся в приборе невелика, поэтому возможна длительная работа прибора. Этот режим используется в стабилитронах для стабилизации напряжения т.к. в области электрического пробоя напряжение на стабилитроне остается неизменным при изменении протекающего через него тока (рис.1.7).

Рис.1.7. Условное обозначение и ВАХ стабилитронов.

Параметрами стабилитронов являются напряжение стабилизации (U_ст) и минимальный ток стабилизации (I_ст.min). Промышленность выпускает стабилитроны на напряжения стабилизации в диапазоне от 4 до 200 В, максимальный ток 0,01-10А.

Так как стабилитрон работает в области электрического пробоя, то он должен включаться с обратным смещением p-n перехода как показано на рис 1.8.

Сопротивление R служит для задания минимального тока стабилизации Принцип работы схемы (принцип стабилизации) заключается в том, что при изменяющемся входном напряжении выходное напряжение остается постоянным (стабилизированным) за счет падения напряжения на сопротивлении R.

Дата добавления: 2014-01-15 ; Просмотров: 971 ; Нарушение авторских прав? ;

Для чего служит диод vd1

Наряду с линейными устройствами в электрической цепи можно встретить и нелинейные полупроводниковые элементы, имеющие самый разнообразный функционал в составе электронной схемы. Среди полупроводниковых приборов особое место занимает диодный мост, выполняющий роль преобразователя переменного напряжения в постоянное. Хоть для этих целей с тем же успехом может применяться и обычный диод, но сфера их применения существенно ограничивается рабочими параметрами одного элемента. Решить недостатки единичной детали помогла диодная сборка из нескольких, существенно отличающихся характеристиками и принципом работы.

Устройство и принцип работы

Диодный мост представляет собой электронную схему, собранную на основе выпрямительных диодов, который предназначен для преобразования подаваемого на него переменного тока в постоянный. Чаще всего в состав схемы включаются диоды Шоттки, но это не категоричное требование, поэтому в каком-либо конкретном случае может заменяться и другими моделями, подходящими по техническим параметрам. Схема моста из полупроводниковых диодов включает в себя четыре элемента для одной фазы. Диодный мостик может набираться как отдельными диодами, так и собираться единым блоком, в виде монолитного четырехполюсника.

Принцип работы диодного моста основывается на способности p – n перехода пропускать электрический ток только в одном направлении. Схема включения диодов в мост построена таким образом, чтобы для каждой полуволны создавался свой путь протекания электрического тока к подключенной нагрузке.

Рис. 1. Принцип работы диодного моста

Для пояснения выпрямления диодным мостом необходимо рассматривать работу схемы относительно формы напряжения на входе. Следует отметить, что кривая напряжения за один период имеет две полуволны – положительную и отрицательную. В свою очередь, каждая полуволна имеет процесс нарастания и убывания по отношению к максимальной точке амплитуды.

Поэтому работа выпрямительного устройства будет иметь такие этапы:

• На вход выпрямительного моста, обозначенного буквами А и Б подается переменное напряжение 220В.
• Каждая полуволна, подаваемая из электрической сети или от обмоток трансформатора, преобразуется в постоянную величину парой диодов, расположенных по диагонали.
• Положительная полуволна будет проводиться парой диодов VD1 и VD4 и выдавать на выход моста полуволну в положительной области оси ординат.
• Отрицательная полуволна будет выпрямляться парой диодов VD2 и VD3, с которых на том же выходе моста возникнет очередная полуволна в положительной области.

В связи с тем, что оба полупериода получают реализацию на выходе диодного моста, такое электронное устройство получило название двухполупериодного выпрямителя, также его называют схемой Гретца.

Обозначение на схеме и маркировка

На электрической схеме диодный мост может иметь различные варианты изображения. Чаще всего вы можете встретить такие обозначения:

Рис. 2. Обозначение на схеме

Первый вариант обозначения мостового выпрямителя используется, как правило, в тех ситуациях, когда электронный прибор представляет собой монолитную конструкцию, единую сборку. На схеме маркировка выполняется латинскими буквами VD, за которыми указывается порядковый номер.

Второй вариант наиболее распространен для тех ситуаций, когда диодный мост состоит из отдельных полупроводниковых устройств, собранных в одну схему. Маркировка второго варианта, чаще всего, выполняется в виде ряда VD1 – VD4.

Следует также отметить, что вышеприведенное схематическое обозначение и маркировка хоть и имеет общепринятый характер, но может нарушаться при составлении схем.

Разновидности диодных мостов

В зависимости от количества фаз, которые подключаются к диодному мосту, различают однофазные и трехфазные модели. Первый вариант мы детально рассмотрели на примере схемы Гретца выше.

Трехфазные выпрямители, в свою очередь, разделяются на шести- и двенадцатипульсовые модели, хотя схема диодного моста у них идентична. Рассмотрим более детально работу диодного устройства для трехфазной схемы.

Рис. 3. Схема трехфазного диодного моста

Диодный мост, приведенный на рисунке выше, получил название схемы Ларионова. Конструктивно для каждой из фаз устанавливается сразу два диода в противоположном направлении друг относительно друга. Здесь важно отметить, что синусоида во всех трех фазах имеет смещение в 120° друг относительно друга, поэтому на выходах устройства при наложении результирующей диаграммы получится следующая картина:

Рис. 4. Напряжение выпрямленное трехфазным мостом

Как видите, в сравнении с однофазным выпрямителем на базе диодного моста картина получается более плавной, а скачки напряжения имеют значительно меньшую амплитуду.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах.

Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

• Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как U_Аобр в отечественных моделях или V­_rpm для зарубежных.
• Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение U_обр в отечественных образцах или V­_r(rms) для зарубежных диодных мостов.
• Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как I_пр или I_o для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
• Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как I_fsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
• Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как V­_fm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.

Преимущества и недостатки

Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:

• И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
• За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
• Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
• Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.

К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.

Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Рис. 5. Схема зарядного устройства

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

Рис. 6. Схема карманного фонаря

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Пример схемы сварочного агрегата

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

Что такое диодный мост

Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.

Содержание статьи

Диодные мосты – важная часть электронных приборов, питающихся от бытовой электросети напряжением 220 В и частотой 50 (60) Гц. Его второе название – двухполупериодный выпрямитель. Диодный мост состоит из полупроводниковых выпрямительных диодов или из диодов Шоттки. Элементы могут отдельно распаиваться на плате. Однако современный вариант – объединение диодов в одном корпусе, который носит название «диодная сборка». Диодные мосты активно используются в электронике, трансформаторных и импульсных блоках питания, люминесцентных лампах. В сварочные аппараты устанавливают мощные полупроводниковые сборки, которые крепятся к теплоотводящему устройству.

Схема диодного моста из 4 диодов

Что такое диодный мост и из каких элементов он состоит

Диодный мост в схемах, применяемых в сетях с однофазным напряжением, состоит из четырех диодов, представляющих собой полупроводниковый элемент с одним p-n переходом. Ток в таком полупроводнике проходит только в одном направлении при подключении анода к плюсу источника, а катода – к минусу. Если подключение будет обратным, ток закрывается. Диодный мост для трехфазного электрического тока отличается наличием шести диодов, а не четырех. Существенные различия в принципе работы между мостовыми схемами для однофазных и трехфазных сетей отсутствуют.

Диод Шоттки – еще один вид полупроводниковых элементов, используемых в диодных мостах. Его основным отличием является переход металл-полупроводник, называемый «барьером Шоттки». Как и переход p-n, он обеспечивает проводимость в одну сторону. Для изготовления устройств Шоттки применяют арсенид галлия, кремний и металлы: золото, платину, вольфрам, палладий. При приложении небольших напряжений – до 60 В – диод Шоттки отличается малым падением напряжения на переходе (не более 0,4 В) и быстродействием. При бытовом напряжении 220 В он ведет себя как обычный кремниевый выпрямительный полупроводник. Сборки из таких полупроводниковых устройств часто устанавливаются в импульсных блоках питания.

Как работает диодный мост: для чайников, просто и коротко

На вход диодного моста подается переменный ток, полярность которого в бытовой электросети меняется с частотой 50 Гц. Диодная сборка «срезает» часть синусоиды, которая для прибора «является» обратной, и меняет ее знак на противоположный. В результате на выходе к нагрузке подается пульсирующий ток одной полярности.

Обозначение диодного моста на схеме

Частота этих пульсаций в 2 раза превышает частоту колебаний переменного тока и равна в данном случае 100 Гц.

Работа диодного моста

На рисунке а) изображена обычная синусоида напряжения переменного тока. На рисунке б) – срезанные положительные полуволны, полученные при использовании выпрямительного диода, который пропускает через себя положительную полуволну и запирается при прохождении отрицательной полуволны. Как видно из схемы, одного диода для эффективной работы недостаточно, поскольку «срезанная» отрицательная часть полуволн теряется и мощность переменного тока снижается в 2 раза. Диодный мост нужен для того, чтобы не просто срезать отрицательную полуволну, а поменять ее знак на противоположный. Благодаря такому схемотехническому решению, переменный ток полностью сохраняет мощность. На рисунке в) – пульсирующее напряжение после прохождения тока через диодную сборку.

Пульсирующий ток строго назвать постоянным нельзя. Пульсации мешают работе электроники, поэтому для их сглаживания после прохождения диодного моста в схему нужно включить фильтры. Простейший тип фильтра – электролитические конденсаторы значительной емкости.

На печатных платах и принципиальных схемах диодный мост, в зависимости от того, как он устроен (отдельные элементы или сборка), может обозначаться по-разному. Если он состоит из отдельно впаянных диодов, то их обозначают буквами VD, рядом с которыми указывают порядковый номер – 1-4. Буквами VDS обозначают сборки, иначе –VD.

Чем можно заменить диодный мост-сборку

Вместо диодного моста, собранного в одном корпусе, можно впаять в схему 4 кремниевых выпрямительных диода или 4 полупроводника Шоттки. Однако вариант диодной сборки более эффективен, благодаря:

• меньшей площади, занимаемой сборкой на схеме;
• упрощению работы сборщика схемы;
• единому тепловому режиму для всех четырех полупроводниковых устройств.

Различные варианты сборки диодного моста

У такого схемотехнического решения есть и минус – в случае выхода из строя хотя бы одного полупроводника придется заменять всю сборку.

Для чего нужен диодный мост в генераторе автотехники

Диодный мост в генераторе

Это схемотехническое решение используется в электрических схемах автомобилей и мотоциклов. Диодный мост, устанавливаемый на генераторе переменного тока, нужен для преобразования вырабатываемого им переменного напряжения в постоянное. Постоянный ток служит для подзарядки АКБ и питания всех электропотребителей, имеющихся в современном транспорте. Требуемая мощность полупроводников в мостовой схеме определяется номинальным током, вырабатываемым генератором. В зависимости от этого показателя, полупроводниковые приборы разделяют на следующие группы по мощности:

• маломощные – до 300 мА;
• средней мощности – от 300 мА до 10 А;
• высокомощные – выше 10 А.

Для автотехники обычно применяют мосты из кремниевых диодов, способных отвечать эксплуатационным требованиям в широком температурном диапазоне – от -60°C до +150°C.

Чем заменить диодный мост в генераторе

В большинстве моделей авто- и мототехники мостовые сборки впаивают в алюминиевый радиатор, поэтому в случае выхода из строя их придется выпаивать и выпрессовывать из радиаторной пластины и заменять на новый. Поскольку это довольно сложная процедура, лучше избегать возникновения факторов, из-за которых сгорает диодный мост. Наиболее часто встречающиеся причины этой проблемы:

Устройство и принцип работы светодиода ( VD 1- VD 4)

Светодиод- полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в нем полупроводника. Как и в нормальном полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется р-n переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда – электроны и дырки- рекомбинируют с излучением фотонов из- за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой.

Чтобы кванты энергии – фотоны, освободившееся при рекомбинации соответствовали квантам видимого света, ширина запрещенной зоны исходного полупроводника должна быть относительно большой. Исходя из этого ограничения, для изготовления светодиодов используются следующие полупроводниковые материалы: фосфид галлия, карбид кремния, твердые растворы: галлий- мышьяк- фосфор, а также нитрид галлия, который имеет наибольшую ширину запрещенной зоны, что позволяет получать излучение в коротковолновой части видимого спектра вплоть до фиолетового.

Путем добавления в полупроводниковый материал атомов веществ- активаторов можно изменять в некоторых пределах цвет излучения светодиода. Например, на основе фосфида галлия, легированного определенным количеством цинка, кислорода или азота, получают светодиоды зеленого, желтого и красного цветов свечения. Обычно излучение светодиодов является монохроматическим с оговоренной для каждого типа максимальной длиной волны, имеющий незначительный разброс внутри каждого типа. Светодиоды с управляемым цветом свечения изготавливаются на основе двух светоизлучающих переходов, один из которых имеет резко выраженный максимум спектральной характеристики в красной полосе, другой- в зеленой. При совместной работе цвет результирующего излучения зависит от соотношения токов через переходы. Одним из основных параметров светодиодов является : яркость- величина, равная отношению силы света к площади светящейся поверхности( измеряется в канделах на квадратный метр). Основные параметры светодиодов зависят от окружающей температуры. С увеличением температуры яркость (сила света), а также падение напряжения на светодиоде уменьшается. Промышленные светодиоды имеют сравнительно большой разброс параметров и характеристик от образца к образцу.

Светодиоды обладают высоким быстродействием. Излучение нарастает за время менее 10-8 с. после подачи импульса прямого тока. По внешнему конструктивному признаку светодиоды подразделяются на приборы в металлических корпусах со стеклянной линзой в.пластмассовых корпусах.

ОХРАНА ТРУДА

Охрана труда на Оскольском электрометаллургическом комбинате (ОЭМК)

К самостоятельной работе по профессии допускаются лица не моложе 18 лет (прошедшие предварительный медицинский осмотр, вводный инструктаж и первичный на рабочем месте по охране труда, обучение безопасным методам и приемам выполнения работ, стажировку и проверку теоретических знаний и практических навыков, безопасных приемов в работе, в комиссии структурных подразделений, имеющие свидетельство по профессии). Лица, обслуживающие и эксплуатировающие объекты поднадзорные Государственным органам надзора, допускаются к самостоятельной работе при наличии удостоверения на право выполнения указанных работ. Работники комбината обязаны своевременно походить инструктажи по охране труда, которые в зависимости от характера и времени проведения подразделяется на :вводный; первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый, целевой инструктажи. Работники комбината обязаны соблюдать правила внутреннего трудового распорядка. Выходить на работу своевременно, отдохнувшим, подготовленным к работе. Выполнять только порученную работу с соблюдением всех требований инструкций по охране труда и исполнять указания вышестоящих руководителей, не отвлекать от работы других. Соблюдать трудовую дисциплину, не отлучаться с рабочего места без разрешения руководителя работ. Работники комбината обязаны выполнять требования режима труда и отдыха, продолжительность рабочей недели, продолжительность ежедневной работы(смены), время начала и окончания работы, продолжительность перерыва для отдыха и приема пищи, число смен в сутки, чередование рабочих и нерабочих дней установленными графиками работы, утвержденные приказом управляющего директора ОАО «ОЭМК». В течении рабочего дня работнику предоставляется перерыв для отдыха и питания продолжительностью не более 2 часов и не менее 30 минут.

Рабочий не допускается к работе в неисправной, неотремонтированной, загрязненной спецодежде и спецобуви, а также при отсутствии или нахождении в неисправном состоянии других предусмотренных средств индивидуальной защиты. Рабочий обязан соблюдать производственную санитарию и личную гигиену.

Лица, виновные в нарушении требований данной инструкции, несут ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 292 ; Мы поможем в написании вашей работы!