Диодный мост электрического генератора представляет собой электросхему, в состав которой входят выпрямительные диоды. Она служит для выпрямления переменного напряжения в постоянное. Решить эту задачу может и единичный диод, но схема, собранная из нескольких полупроводников, является более эффективным техническим решением.
Чаще всего в схему моста монтируют диоды Шоттки, но это не единственно возможный вариант. Для этой цели могут использоваться и другие диоды с требуемыми рабочими характеристиками. Схема для одной фазы включает 4 (6, 12) элементов, которые могут впаиваться в плату поодиночке или сборкой. Сборка, объединяющая нужный перечень полупроводников в едином корпусе или на пластине, является технически прогрессивным вариантом.
Диодная сборка обладает рядом преимуществ, по сравнению с использованием одиночных полупроводников:
- Подборка компонентов осуществляется в заводских условиях, что обеспечивает их идентичность. При использовании отдельных диодов можно столкнуться с ситуацией, что характеристики полупроводников между собой отличаются. Это может негативно сказаться на функционировании выпрямителя.
- Полупроводниковая сборка заливается смолой – компаундом, который обеспечивает надежную защиту от влаги и вибраций.
- Все компоненты работают в едином рабочем режиме, что сводит к минимуму выход из строя отдельного полупроводника.
- Монтировать сборку гораздо проще, чем отдельные элементы.
У такого решения есть и определенные недостатки. В сборке сложно контролировать рабочие характеристики отдельного полупроводника и нельзя его заменить в случае выхода из строя. Но при правильном выборе элементов и соблюдении технологических правил при производстве сборка служит в течение длительного периода.
Принцип работы диодного моста
Назначение диодного выпрямителя – пропускать электрический ток в одном направлении и не допускать его обратное течение.
Основные этапы работы:
- На вход схемы направляется переменный ток с частотой 100 Гц.
- Диодный мост пропускает синусоидальный ток в прямом направлении. При этом часть синусоиды, которую схема считает обратной, меняет свой знак на противоположный.
- В результате на выходе получают пульсирующий ток с количеством пульсаций, равным удвоенной частоте входящего переменного тока.
Выпрямительный блок генератора с диодным мостом выполняется в виде двух теплоотводящих пластин, изготовленных из сплава на базе алюминия. Пластины могут располагаться отдельно друг от другу или соединяться в общую конструкцию через втулки-изоляторы. В каждую пластину впаивается по 3 пары положительных и отрицательных диодов.
ДИОДНЫЙ МОСТ – ЧТО ЭТО ТАКОЕ
Диодный мост – это несколько диодов (в классическом варианте четыре), соединенных таким образом, чтобы получилось 2 точки подключения для переменного напряжения (вход) и два выхода для постоянного напряжения.
Выполнен он может быть на дискретных элементах (россыпью), в виде отдельной сборки (в корпусе с четырьмя выводами), а также входить в состав интегральных схем, но последний вариант, в данном случае, нам не интересен.
Диодный мост нужен для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это схемотехническое решение используется для решения различных задач, но наиболее известным применением является выпрямитель.
Схема моста, состоящего из 4 диодов приведена на рис.1. Это исторически сложившийся способ представления, равно как и его упрощенное изображение (справа).
Такой вариант представляется не совсем удобным для рассмотрения принципа работы диодного моста, поэтому предлагаю другой вариант схемы, которую в дальнейшем будем использовать.
Для начала рассмотрим как работает и что делает диодный мост (рис.2).
Переменное напряжение подается на точки A и B.
В каждой из них соединяются два диода, включенных в противоположенных направлениях.
Напомню, что эти полупроводниковые приборы обладают односторонней проводимостью, то есть, проводят ток при наличии «плюса» на строго определенном выводе или «минусе» на другом (см. статью про то как работает диод).
В момент времени Т1 в точке А присутствует плюс, а в В – минус. Соответственно токи текут через диоды VD2 и VD3, формируя на выходах C и D схемы соответствующие полуволны напряжения.
В момент времени Т2 ситуация меняется на противоположную и начинает работать пара VD1 и VD4. Таким образом, на выходе диодного моста получается пульсирующее напряжение, но полярность его не меняется.
Каждый полупериод в этом случае используется дважды (в одном и другом направлениях), поэтому выпрямитель, реализованный на базе диодного моста, называют двухполупериодным.
Обращаю внимание, что две синусоиды на входе показаны условно (исключительно для наглядности), на самом деле сигнал один, поскольку цепь однофазная.
Для того, чтобы посмотреть как это работает на практике рассмотрим две схемы.
СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДИОДНОГО МОСТА
Подключение к трансформатору.
На рисунке 3 приведена реальная схема простого блока питания.
Вторичная обмотка трансформатора Т подключена ко входу диодного моста. Здесь расположение (ориентация диодов) отличается от приведенной ранее, но сделано это для того чтобы схему было удобнее читать.
Выпрямленное напряжение поступает на конденсатор C, для того, чтобы сгладить пульсации. Конденсатор здесь показан иллюстративно. На практике применяются электролитические исполнения большой емкости. Часто подключают несколько конденсаторов параллельно, но это уже детали.
В принципе, из приведенной схемы и с учетом ранее сделанных пояснений как все это работает должно быть ясно.
Подключение к генератору.
На следующей схеме (рис.4) показан трехфазный диодный мост, который подключен к обмоткам генератора.
С таким же успехом можно использовать и трехфазный трансформатор. Принцип работы такого моста схож с однофазным. Единственно, что каждая из трех фаз сдвинута относительно другой на 120 о .
Поэтому полупериоды на выходе будут иметь несколько иной вид – они накладываются друг на друга. Очевидно, что пульсации напряжения в этом случае меньше. Диаграммы входных и выходных напряжений представлены на рис.5.
Таким образом, в работе диодного моста, однофазного или трехфазного ничего сложного нет – достаточно немного воображения, чтобы понять как все происходит.
Для чего нужен диодный мост
Диодный мост — полупроводник, использующийся в качестве защитного устройства в электротехнике. Применение диодного моста существенно расширяет функции обычных диодов и позволяет обеспечить высокую стабильность работы оборудования. Рассказываем, для чего нужен диодный мост, как устроен и как его правильно выбрать.
Устройство диодного моста
Диодный мост представляет собой конструкцию из нескольких диодов. Он может иметь модульное устройство или поставляться в монолитном корпусе. Назначение диодного моста — выравнивание переменного тока и преобразование его в постоянный за счет одностороннего пропускания тока с помощью p–n-перехода. Этот эффект обеспечивается использованием проводников анодного и катодного типа и образует обедненную область на границе этих проводников, которая характеризуется снижением сопротивления при прямом протекании электрического тока, при обратном — повышением сопротивления.
Диодный мост — две пластины с расположенными на них диодами. При прохождении переменного тока они пропускают его только в одном направлении, и скачки напряжения нивелируются за счет использования двух разнонаправленных диодов — силового плеча. Соединение нескольких диодов позволяет обеспечить на выходе стабильный постоянный плюсовой ток без колебаний, которые могут вывести из строя подключенное оборудование.
Применение диодных мостов
Значительное расширение функций выпрямления тока за счет использования диодных мостов позволяет использовать их в разных сферах:
- в оборудовании различной мощности для предотвращения перегораний из-за скачков напряжения;
- электрическом и другом виде транспорта;
- блоках питания;
- генераторах.
Для правильного применения диодных мостов при выборе модели ориентируйтесь на следующие характеристики:
- количество фаз, определяющих плавность выравнивания тока;
- максимально допустимое рабочее напряжение;
- величину среднего тока на выходе;
- показатели падения напряжения;
- тип монтажа;
- размеры.
Выбирайте диоды в нашем каталоге по описаниям или проконсультируйтесь со специалистами, чтобы верно подобрать модель. Связаться с нами можно по бесплатным телефонам вверху страницы или в форме обратного звонка.
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.
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
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.
Применение в электронике и электротехнике
Диодный мостовой выпрямитель — универсальный прибор, использующийся во многих электронных устройствах, предусматривающих возможность подключения к сети переменного тока. Это:
- люминесцентные лампы;
- генераторы автомобилей и спецтехники;
- зарядные устройства и блоки питания;
- сварочных аппаратах;
- музыкальных центрах;
- телевизорах.
Некоторое ограничение сферы применения диодных мостов для чувствительной аппаратуры определяется пульсациями выходного тока. Но при использовании дополнительных схем систем защиты, ограничения становятся несущественными. Подбор диодных мостов https://ipelectron.ru/
Опубликовано 22.02.2023 Обновлено 22.02.2023 Пользователем digrand
Автор статьи
Мастер по ремонту стиральных, посудомоечных машин, холодильников, кулеров, кондиционеров, варочных панелей, духовых шкафов и прочей бытовой техники. Опыт работы более 7 лет. Имеет профильное техническое образование.
Задать вопрос
Сделано на Лейке
Публичная оферта о заключении договора пожертвования
(Директор: ),
предлагает гражданам сделать пожертвование на ниже приведенных условиях:
1. Общие положения
1.1. В соответствии с п. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской Федерации данное предложение является публичной офертой (далее – Оферта).
1.2. В настоящей Оферте употребляются термины, имеющие следующее значение:
«Пожертвование» — «дарение вещи или права в общеполезных целях»;
«Жертвователь» — «граждане, делающие пожертвования»;
«Получатель пожертвования» — «».
1.3. Оферта действует бессрочно с момента размещения ее на сайте Получателя пожертвования.
1.4. Получатель пожертвования вправе отменить Оферту в любое время путем удаления ее со страницы своего сайта в Интернете.
1.5. Недействительность одного или нескольких условий Оферты не влечет недействительность всех остальных условий Оферты.
4. Заключительные положения:
4.1. Совершая действия, предусмотренные настоящей Офертой, Жертвователь подтверждает, что ознакомлен с условиями Оферты, целями деятельности Получателя пожертвования, осознает значение своих действий и имеет полное право на их совершение, полностью и безоговорочно принимает условия настоящей Оферты.
4.2. Настоящая Оферта регулируется и толкуется в соответствии с действующим российском законодательством.
5. Подпись и реквизиты Получателя пожертвования
ОГРН:
ИНН/КПП: /
Адрес места нахождения:
Банковские реквизиты:
Номер банковского счёта:
Банк:
БИК банка:
Номер корреспондентского счёта банка:
Согласие на обработку персональных данных
Пользователь, оставляя заявку, оформляя подписку, комментарий, запрос на обратную связь, регистрируясь либо совершая иные действия, связанные с внесением своих персональных данных на интернет-сайте https://technosova.ru, принимает настоящее Согласие на обработку персональных данных (далее – Согласие), размещенное по адресу https://technosova.ru/personal-data-usage-terms/.
Принятием Согласия является подтверждение факта согласия Пользователя со всеми пунктами Согласия. Пользователь дает свое согласие организации «», которой принадлежит сайт https://technosova.ru на обработку своих персональных данных со следующими условиями:
Пользователь дает согласие на обработку своих персональных данных, как без использования средств автоматизации, так и с их использованием.
Согласие дается на обработку следующих персональных данных (не являющимися специальными или биометрическими):
• фамилия, имя, отчество;
• адрес(а) электронной почты;
• иные данные, предоставляемые Пользователем.
Персональные данные пользователя не являются общедоступными.
1. Целью обработки персональных данных является предоставление полного доступа к функционалу сайта https://technosova.ru.
2. Основанием для сбора, обработки и хранения персональных данных являются:
• Ст. 23, 24 Конституции Российской Федерации;
• Ст. 2, 5, 6, 7, 9, 18–22 Федерального закона от 27.07.06 года №152-ФЗ «О персональных данных»;
• Ст. 18 Федерального закона от 13.03.06 года № 38-ФЗ «О рекламе»;
• Устав организации «»;
• Политика обработки персональных данных.
3. В ходе обработки с персональными данными будут совершены следующие действия с персональными данными: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (распространение, предоставление, доступ), обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение.
4. Передача персональных данных, скрытых для общего просмотра, третьим лицам не осуществляется, за исключением случаев, предусмотренных законодательством Российской Федерации.
5. Пользователь подтверждает, что указанные им персональные данные принадлежат лично ему.
6. Персональные данные хранятся и обрабатываются до момента ликвидации организации «». Хранение персональных данных осуществляется согласно Федеральному закону №125-ФЗ «Об архивном деле в Российской Федерации» и иным нормативно правовым актам в области архивного дела и архивного хранения.
7. Пользователь согласен на получение информационных сообщений с сайта https://technosova.ru. Персональные данные обрабатываются до отписки Пользователя от получения информационных сообщений.
8. Согласие может быть отозвано Пользователем либо его законным представителем, путем направления Отзыва согласия на электронную почту – [email protected] с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных». В случае отзыва Пользователем согласия на обработку персональных данных организация «» вправе продолжить обработку персональных данных без согласия Пользователя при наличии оснований, указанных в пунктах 2 — 11 части 1 статьи 6, части 2 статьи 10 и части 2 статьи 11 Федерального закона №152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 г. Удаление персональных данных влечет невозможность доступа к полной версии функционала сайта https://technosova.ru.
9. Настоящее Согласие является бессрочным, и действует все время до момента прекращения обработки персональных данных, указанных в п.7 и п.8 данного Согласия.
10. Место нахождения организации «» в соответствии с учредительными документами: .
Обозначение диодного моста на схеме.
На принципиальных схемах диодный мост может изображаться по-разному. Взгляните на рисунки ниже – всё это одна и та же схема, но изображена она по-разному. Думаю, теперь взглянув на незнакомую схему, вы с лёгкостью обнаружите его.
Диодная сборка.
Диодный мост во многих случаях обозначают на принципиальных схемах упрощённо. Например, вот так.
Обычно, такое изображение либо служить для того, чтобы упростить вид принципиальной схемы, либо для того, чтобы показать, что в данном случае применена диодная выпрямительная сборка.
Сборка диодного моста (или просто диодная сборка) – это 4 одинаковых по параметрам диода, которые соединены по схеме мостового выпрямителя и запакованы в один общий корпус. У такой сборки 4 вывода. Два служат для подключения переменного напряжения и обозначаются значком «~». Иногда могут иметь обозначение AC (Alternating Current — переменный ток).
Оставшиеся два вывода имеют обозначения « + » и « — ». Это выход выпрямленного, пульсирующего напряжения (тока).
Диодная сборка выпрямительного моста является более технологичной деталью. Она занимает меньше места на печатной плате. Для робота-сборщика на заводе проще и быстрее установить одну монолитную деталь вместо четырёх. Ещё одним из плюсов такой сборки можно считать то, что при работе все диоды внутри неё находятся в одном тепловом режиме.
Также стоит отметить и то, что сборки, порой, стоят дешевле, чем четыре отдельных диода. Но и в бочке мёда должна быть ложка дёгтя. Минус диодных сборок в том, что если выходит из строя хотя бы один диод, то менять её придётся полностью. Поэтому не лишним будет научиться проверять диодный мост мультиметром.
Думаю понятно, что в случае отдельных диодов нужно просто заменить один неисправный диод, что, соответственно, обойдётся дешевле.
В реальности сборка диодного моста может выглядеть вот так.
Диодная сборка KBL02 на печатной плате
Диодная сборка RS607 на плате компьютерного блока питания
А вот так выглядит диодная сборка DB107S для поверхностного (SMD) монтажа. Несмотря на свои малые размеры, сборка DB107S выдерживает прямой ток 1 A и обратное напряжение в 1000 V.
Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Поэтому их корпус конструктивно выполнен с возможностью крепления на радиатор. На фото – диодный мост KBPC2504, рассчитанный на прямой ток 25 ампер.
Естественно, любую мостовую сборку можно заменить 4-мя отдельными диодами, которые соответствуют нужным параметрам. Это бывает необходимо, когда нужной сборки нет под рукой.
Иногда это вводит новичков в замешательство. Как же правильно соединить диоды, если предполагается изготовление диодного моста из отдельных диодов? Ответ изображён на следующем рисунке.
Условное изображение диодного моста и диодной сборки
Как видим всё довольно просто. Чтобы понять, как нужно соединить диоды, нужно вписать в стороны ромба изображение диода.
На принципиальных схемах и печатных платах диодный мост могут обозначать по-разному. Если используются отдельные диоды, то рядом с ними просто указывается сокращённое обозначение – VD, а рядом ставиться его порядковый номер в схеме. Например, вот так: VD1 – VD4. Иногда применяется обозначение VDS. Данное обозначение указывается обычно рядом с условным обозначением выпрямительного моста. Буква S в данном случае подразумевает, что это сборка. Также можно встретить обозначение BD.
Схема диодного моста
И самодельный мост, и промышленная диодная сборка изготавливаются по одной и той же схеме. Два диода последовательно спаиваются разноимёнными полюсами. Потом две пары спаивают одноимёнными полюсами на концах этих пар. К точкам соединения разноимённых полюсов подключается источник переменного напряжения, к точкам соединения одноимённых полюсов подключают нагрузку.
Диодные мосты применяются для выпрямления однофазного и трёхфазного тока.
Однофазный выпрямитель
Этот выпрямитель применяется в бытовой электронной технике чаще всего, так как бытовая электросеть однофазная. Как правило, пульсации выпрямленного тока с частотой 100 Гц не годятся для нормальной работы аппаратуры, появится неприятный звуковой фон – гудение. После выпрямителя следует ставить качественный сглаживающий фильтр из катушки индуктивности (последовательно) и конденсатора достаточной ёмкости (параллельно выходу выпрямителя).
Трёхфазный выпрямитель
Трёхфазные выпрямители на выходе дают меньшую частоту пульсаций, чем однофазные. Понижаются требования к сглаживающим фильтрам.
Схемы выпрямителей для трёхфазных цепей бывают однотактные и двухтактные. В однотактной схеме к каждой обмотке трёхфазного трансформатора подключается минус диода. Свободные концы каждой из трёх катушек соединяются в общую точку. Плюсы диодов тоже соединяются в одну точку. Нагрузка подключается между этими двумя общими точками.
Если требуется выходное напряжение более высокого значения, а пульсации поменьше, то собирается двухтактна схема. Собираются три пары диодов, в каждой паре плюсовой вывод одного подключается к минусу другого. Плюсовые выводы трёх пар тоже собираются в одну точку, так же объединяются минусы диодов, а общие точки в каждой паре диодов подключаются к свободным концам трёх обмоток вторичной обмотки трансформатора. Нагрузка подключается между общим минусом и плюсом сборки. В такой схеме выходное напряжение несколько выше, а пульсации намного меньше. Иногда можно обойтись без сглаживающего фильтра. Такая схема имеет название «Мостовой трёхфазный выпрямитель Ларионова».
Где применяется схема диодного моста
Кстати, автомобильный генератор тоже выдаёт переменный ток, а всё электрооборудование автомобиля работает на постоянном токе. После генератора установлен мощный диодный выпрямитель. Мостовая схема диодного выпрямителя широко применяется в бытовой радиоаппаратуре – радиоприёмниках, телевизорах, всевозможных магнитофонах и проигрывателях. Диодные мосты ставят и в трансформаторных, и в импульсных блоках питания.
При необходимости и при наличии нужных диодов и паяльника нетрудно собрать диодный мост своими руками.
Что нужно для работы
Для работы нужно подготовить рабочее место с розеткой для паяльника, паяльник с подставкой, припой, канифоль, пинцет, маленькие кусачки. Конечно, нужны диоды с нужными характеристиками. При большом желании мост можно собрать на печатной плате с готовыми дорожками.
Инструкция по изготовлению
Проверка на работоспособность
Первая проверка всегда визуальная. Проверяется, те ли детали установлены, правильно ли собрана схема, качество пайки. Затем собирается проверочная схема с источником и измерительным прибором. И если этот этап прошёл успешно, то можно подключить нагрузку и провести окончательную проверку результатов своей работы.
