Схема выпрямительного моста на диодах с конденсаторами

Схема диодного моста выпрямителя

Широкое распространение в радиотехнике получил диодный мост. Он используется в блоках питания и выполняет функцию выпрямления переменного напряжения. Таким образом, с помощью выпрямителя входной переменный электрический ток преобразуется на выходе в постоянный ток. Ведущую роль в этом процессе играет схема диодного моста выпрямителя. В результате на выходе происходит образование пульсирующего напряжения. Его частота в два раза превышает входную, однако полярность отличается высокой стабильностью. Для того, чтобы понять, как работает данный элемент, нужно точно знать, каким образом осуществляется сам процесс преобразования.

Преимущества диодного моста в преобразовании тока

Полупроводниковый диод обладает важным свойством, которое заключается в его способности пропускать электрический ток только в одну сторону. Благодаря этому свойству, диоды стали основной деталью выпрямителей тока.

Фактически, можно использовать всего один элемент и выпрямляющее устройство все равно будет работать. Оно известно под названием однополупериодного выпрямителя. В данном случае диод, находящийся в цепи, пропускает только один полупериод переменного тока с положительным значением. Из-за этого происходит потеря одной половины волны, приводящая к значительному снижению КПД таких выпрямительных устройств. Поэтому они используются только в высокочастотных блоках питания и не подходят для стандартной частоты.

В большинстве устройств данного типа применяются диодные мосты, состоящие из четырех элементов. Чтобы пропускать обе половины волны переменного тока, на каждом входе имеется два диода. Способ их подключения позволяет положительной полуволне уходить на выход с «плюсом», а отрицательной – на выход с «минусом». Благодаря противофазным колебаниям на входах, напряжение на выходе берется поочередно, с каждого из них. В результате обе полуволны суммируются в общее значение тока.

Полная фильтрация переменного тока на выходе осуществляется с помощью конденсатора. Во время подъема полуволны происходит накопление заряда, который, затем, отдается в процессе ее спада. Для улучшения работоспособности выпрямителя применяются транзисторы, переменные резисторы и другие дополнительные элементы.

Особенности диодных мостов и их применение

Данный вид сборки состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами, размещенными в общем корпусе. Вся конструкция имеет 4 вывода, к двум из которых подключается переменное напряжение. Остальные выводы являются выходными и обозначаются как «+» и «-».

Схема диодного моста выпрямителя может состоять из отдельно взятых диодов или использовать монолитную диодную сборку. Такая сборка значительно упрощает ее монтаж. Однако, при выходе из строя хотя-бы одного диода, замене подлежит вся конструкция. Тем не менее, она более технологичная, занимает мало места, а для всех составных частей обеспечивается одинаковый тепловой режим. При отсутствии монолитной конструкции она легко заменяется четырьмя отдельными деталями, с одинаковыми параметрами и техническими характеристиками. Такая схема позволяет свободно менять любые неисправные элементы.

Без диодных мостов невозможно представить себе электронику, питание которой осуществляется через однофазную сеть переменного тока, напряжением 220 вольт. Она используется не только в трансформаторных, но и импульсных блоках питания. Живым примером служит блок питания компьютера.

Компактные люминесцентные лампы также оборудованы диодными мостами. Они применяются в энергосберегающих лампах, в конструкциях печатных плат. Для сварочных аппаратов предусмотрены схемы с очень высокой мощностью.

Классическая схема диодного моста на 12 вольт

Источник

Устройство, принцип действия и схема диодного моста выпрямителя

Переменный электрический ток преобразуется в постоянный пульсирующий за счет применения специальных электронных схем — диодных мостов. Схему диодного моста выпрямителя разделяют на 2 варианта исполнения: однофазную и трехфазную.

В работе выпрямителя главным элементом является диод. Конструктивно он представляет собой пластину полупроводникового кристалла с двумя зонами разной проводимости. Особенностью является одностороннее пропускание электрического тока, в зависимости от направления течения.

Устройство и работа выпрямительного диода основаны на особенностях p-n перехода между зонами полупроводника. Его сопротивление зависит от полярности внешнего напряжения. В одном случае оно велико, в другом — незначительно.

Вам понравится:  Усилитель на транзисторах 13007 схемы

Как сгладить пульсации при выпрямлении питания?

Качество выпрямленного напряжения снижается с увеличением его пульсации. Чтобы ее уменьшить, применяются элементы, накапливающие энергию при ее поступлении от выпрямителя и отдающие при прекращении ее подачи.

На схеме диодного моста выпрямителя с конденсатором последний подключается параллельно нагрузке. Его емкость подбирается в зависимости от нагрузочного тока. При подаче импульса происходит зарядка конденсатора. Между импульсами (когда их нет) напряжение с него отдается нагрузке.

В результате сглаживания выходное напряжение фильтра становится больше и приближается к величине амплитуды выпрямленной величины.

Идеальное напряжение на выходе фильтра получить не удается из-за разрядки конденсатора между импульсами. Обычно подобные пульсации допустимы. Их можно уменьшить путем увеличения емкости конденсатора.

Если для сглаживания применяется катушка индуктивности, ее подключают последовательно с нагрузкой. В комбинированные цепи фильтров входят дроссели и конденсаторы.

Какой емкости конденсатор нужно поставить после диодного моста 10А

Трансформатор выдает 12, 5 вольт, затем стоит диодный мост на 10А. Какой емкости конденсатор (ы) нужно поставить после диодного моста. 6 годов назад от Ренат Ахметов

4 Ответы

Ну Вы даёте! Вы же не указываете самого главного- коэффициента пульсации, который бы Вас удовлетворил! Для зарядника и 10% хватит, а для питания Hi-Fi Усилителя и 0. 5% много. Уточните вопрос. 6 годов назад от Константин Фирсов Считается элементарно. После мостового выпрямителя частота сигнала — 100 гц (удвоенная частота сети) . Ток 10 А. Так что ёмкость должна быть такой, чтоб 10 ампер за 10 мс её разряжали не боле чем на ΔU, откуда эта самая ёмкость враз считается как C = I*t/ΔU. Скажем, для пульсаций 1 В достаточо будет ёмкости в 0, 1 Ф, или 100 тыс. мкФ. 6 годов назад от Aleksandra K Это зависит какой уровень пульсаций Вам нужен. Чем больше емкость, тем меньше пульсации. Например при питании усилителя низкой частоты с высокой чуствительностью по входу надо ставить 5000 мкф. Для питания электродвигателя и 100 мкф достаточно. 6 годов назад от Алина всё зависит от того какие пульсации допустимы в напряжении на выходе моста. ставь 2200 мкф х25 Вольт. будет достаточно. мощность трансформатора и потребляемый нагрузкой ток при этом значения не имеют. 6 годов назад от КристинаРадченко

Конструкции диодных мостов

Простейшее устройство моста выполняется с помощью спайки отдельных диодов. В промышленности выпускают монолитные конструкции, которые меньше по размерам и дешевле. Кроме того, в них подбираются диоды с аналогичными характеристиками, что позволяет им работать с одинаковым нагревом. Это повышает надежность схемы диодного моста выпрямителя.

Преимуществом диодных мостов из отдельных элементов является возможность ремонта, когда один их них выйдет из строя. Сборку же приходится заменять полностью. Неисправности в ней возникают редко, поскольку элементы правильно подобраны.

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕЖИМ

В импульсных режимах могут быть использованы конденсаторы, специально сконструированные для этих целей и общего применения. Однако в любом случае при выборе конденсаторов должны быть учтены особенности их работы при импульсных нагрузках. При оценке возможности работы конденсаторов в импульсном режиме необходимо учитывать, что при малых длительностях формируемых импульсов даже малая собственная индуктивность конденсатора представляет большое индуктивное сопротивление, что сказывается на форме импульса.

Влияние на форму импульса, а также на коэффициент полезного действия устройства, в котором установлен конденсатор, могут оказывать потери энергии в диэлектрике и арматуре конденсатора. Поэтому при выборе конденсаторов для импульсных режимов следует учитывать их температурно-частотные зависимости емкости, тангенса угла потерь и полного сопротивления. Для решения вопроса о том, не является ли данный импульсный режим разрушающим для конденсаторов, необходимо учитывать явления, связанные с нагревом конденсатора за счет импульсных токов, с ионизационным старением диэлектриков и пр. Указанные явления могут привести к нарушению электрической прочности конденсатора и выходу его из строя. Поэтому допустимая импульсная нагрузка на конденсаторе определяется исходя из следующих параметров импульсного режима: значений положительных и отрицательных пиков напряжения и тока, размаха переменного напряжения на конденсаторе, длительности нарастания и спада напряжения, периода и частоты следования импульсов, наличия постоянной составляющей.

При применении полярных конденсаторов с оксидным диэлектриком в импульсных режимах и при пульсирующем напряжении необходимо учитывать, что постоянная составляющая напряжения должна иметь значение, исключающее возможность появления на конденсаторе напряжения обратной полярности, а сумма постоянного и амплитуды переменного или импульсного напряжения не должна превышать номинального напряжения.

Вам понравится:  Схемы регуляторов температуры для инкубаторов на транзисторах

Питание выпрямителей

Устройства, потребляющие большой ток, обычно питаются от сети 220 В. Напрямую приборы не подключают, поскольку напряжение для электронных схем требуется небольшое, а ток — постоянный. Тогда применяют сетевой адаптер.

Напряжение понижается с помощью трансформатора, который также создает гальваническую развязку между первичной и вторичной питающими цепями. За счет этого снижается опасность удара электрическим током и защищается аппаратура при появлении в схеме короткого замыкания.

Современные адаптеры в большинстве случаев работают по упрощенной бестрансформаторной схеме без гальванической развязки, где лишнее напряжение поглощается на конденсаторе.

Выбор аппаратуры для испытаний электрооборудования — Сглаживающие конденсаторы

Страница 9 из 18

При измерении испытательного напряжения необходимо учитывать его пульсацию. При полном отсутствии емкости в цепи однополупериодной схемы выпрямления к объекту приложена только одна полуволна напряжения. Практически в цепи измерительной установки всегда имеется емкость (емкость самого объекта, подводящих проводов и т. д.), которая в один из полупериодов заряжается, а в следующий — поддерживает напряжение на объекте. Наличие емкости ведет в той или иной мере к сглаживанию пульсации, тем самым приближая отсчитываемое прибором напряжение к максимальному значению (рис. 13). Ряд приборов (например, электростатических) показывает действующее значение измеряемой величины. Поэтому в зависимости от выбранной схемы измерения и значения емкости объекта может быть получена значительная погрешность измерения, связанная с неполнотой выпрямления переменного тока.


Рис. 13. Форма кривой выпрямленного напряжения при однополупериодной схеме выпрямления: а — без емкости в схеме выпрямления; б — при наличии емкости в схеме выпрямления Другим источником погрешности измерения испытательного напряжения может быть падение напряжения в выпрямительной схеме. Абсолютное значение пульсации напряжения при однополупериодном выпрямлении составит где /н — ток нагрузки выпрямительного устройства, A; f и Т — соответственно частота, Гц, и период переменного тока, с; С — значение емкости на стороне выпрямленного напряжения, Ф. Неполнота выпрямления напряжения характеризуется коэффициентом пульсации, %, где R — сопротивление изоляции объекта измерения, Ом; С — суммарное значение емкости схемы, Ф; f — частота переменного тока, Гц. Обычно при испытании выпрямленным напряжением допускается пульсация, не превышающая 3—5 °/о • Чтобы избежать недопустимой погрешности измерения напряжения из-за изменения пульсации, связанной с различным значением сопротивления изоляции объекта, в испытательную схему вводится специальный конденсатор, называемый сглаживающим (табл. 20). Роль сглаживающего конденсатора сводится к тому, чтобы поддерживать на объекте напряжение, практически близкое к максимальному значению. На рис. 14 приведена серия кривых, построенных на основании вышеприведенной формулы и позволяющих определить значение емкости сглаживающего конденсатора в зависимости от сопротивления изоляции объекта и допустимой пульсации напряжения.


Рис. 15. Схемы измерения выпрямленного напряжения Наиболее широкое применение в эксплуатации получил способ контроля испытательного напряжения с помощью вольтметра, включенного на стороне НН испытательного трансформатора с последующим пересчетом по коэффициенту трансформации. Класс точности применяемых вольтметров должен быть не ниже 1,5. Вольтметры выбираются с таким расчетом, чтобы измеряемые ими значения напряжения находились в пределах от 20 до 90 % шкалы прибора. Подсчет значения испытательного напряжения с допустимой для практических измерений точностью производится путем умножения показания вольтметра, отсчитанного в действующих значениях напряжения, на коэффициент трансформации. Поскольку выпрямленное напряжение определяется амплитудным значением, полученный результат необходимо увеличить в 1-2 раз. Измерение испытательного напряжения вольтметром, включенным на стороне ВН трансформатора и предварительно отградуированным с помощью шарового разрядника, обеспечивает малую погрешность измерения. Однако этот метод не получил распространения в эксплуатации как неудобный для проведения в полевых условиях. Сопротивления резисторов, применяемых в омических делителях или в качестве добавочных резисторов, должны мало зависеть от значений напряжения, температуры и времени. В противном случае следует учитывать дополнительные погрешности, возникающие при измерениях. Для получения достаточной точности измерения ток, потребляемый прибором, включенным в низковольтное плечо делителя напряжения, должен быть в несколько десятков раз меньше тока, протекающего через делитель. В случае применения с делителем напряжения электростатического киловольтметра коэффициент деления выбирают таким образом, чтобы показания прибора находились в пределах от 20 до 90% шкалы. Если коэффициент деления неизвестен, производится предварительная градуировка измерительного прибора. При испытании напряжением объектов, имеющих нелинейную вольт-амперную характеристику (например, разрядников), возможно отказаться от применения сглаживающего конденсатора. В этом случае для измерения напряжения применяют в цепи контрольного прибора комплект добавочных резисторов, у которых нелинейность близка к нелинейности испытуемого объекта. Пользуясь градуировочной кривой измерительного комплекта резисторов или данными для отдельных контрольных точек, можно определить значение напряжения, приложенного к объекту. Наличие нелинейности резистора дает возможность автоматически учитывать изменение коэффициента пульсации выпрямленного напряжения. Резисторы нелинейные измерительные серии СН выпускаются НПО «Электрокерамика» и предназначены для контроля выпрямленного напряжения на стороне высокого напряжения, прикладываемого к элементам вентильных разрядников при измерении их токов проводимости. Конструктивно резисторы серии СН выполнены в виде полуколец, аналогичных применяемых в разрядниках РВС и им подобных. Для получения достаточной точности измерения тока проводимости коэффициент нелинейности измерительного резистора должен быть близок к таковому у испытуемых элементов вентильных разрядников.

Вам понравится:  Цементные резисторы для чего

Для разрядников, выпущенных до 1950 г., рекомендуется подбирать измерительные резисторы с коэффициентом нелинейности 0,25—0,35. Для разрядников более поздних выпусков подбираются измерительные резисторы с коэффициентом нелинейности 0,3—0,45. Количество полуколец в измерительном резисторе выбрано с таким расчетом, чтобы прохождение через микроамперметр тока 600 мкА соответствовало определенному значению испытательного выпрямленного напряжения. При температуре 20 °С и пульсации выпрямленного напряжения до 3 % напряжение измерительного резистора не должно отклоняться от паспортных значений более чем на 1 %. Ранее НПО «Электрокерамика» выпускалась серия измерительных резисторов СН-32, СН-30, СН-28, СН-24, СН-20, СН-18, СН-16, СН-10, СН-6, CH-4 на номинальные выпрямленные напряжения соответственно от 32 до 4 кВ при прохождении через измерительный резистор тока проводимости 600 мкА. В дальнейшем \был организован выпуск измерительных резисторов двух типов: СН-32 и СН-10. Последние снабжаются градуировочными кривыми, с помощью которых могут быть определены промежуточные значения испытательного выпрямленного напряжения. Резистор СН-10 предназначен для измерения напряжения 4, 6 и 10 кВ. Резистор СН-32 служит для измерения напряжения 20, 24л 28, 30 и 32 кВ. Микроамперметры, используемые в схемах выпрямления для измерения токов сквозной проводимости (утечки) объектов испытания, должны обеспечивать возможность отсчета токов от 0,5 до 5000 мкА. Для отсчета токов проводимости (утечки) должны применяться многопредельные магнитоэлектрические экранированные приборы класса точности не ниже 2,5 со следующими ступенями измерения: I предел от 0 до 50 (100) мкА; II предел от 0 до 250 мкА; III предел от 0 до 1000 (5000) мкА. Приборы должны иметь приспособление, автоматически шунтирующее их измерительную систему при резком возрастании тока выше допустимых пределов (исходя из механической прочности подвижной системы).

Схема диодного моста 12 вольт: инструкция и сборка

Блок питания состоит из двух модулей, где первый — это понижающий трансформатор, а второй — диодный мост, преобразующий один вид напряжения в другой.

Подбирается подходящий трансформатор. Первичная обмотка находится с помощью тестера. Ее сопротивление должно быть самым большим. Путем прозвонки мультиметром в режиме измерения сопротивления находятся нужные концы. Затем находятся другие пары и делается маркировка.

На первичную обмотку подается 220 В. Затем тестер переводится в режим измерения переменного напряжения и измеряется напряжение на остальных обмотках. Следует выбрать или намотать одну на 10 В. Важно, чтобы напряжение не было 12 В, поскольку после емкостного фильтра оно увеличивается на 18 %.

Трансформатор подбирается под нужную мощность, после чего берется запас на 25 %.

4 диода скручиваются в диодный мост и концы пропаиваются. Затем схема соединяется, на выход подключается конденсатор на 25 В и 2200 мкф (электролит) и проверяется в работе.

Напряжение после диодного моста — studvesna73.ru

Очень много вопросов задают по статье как получить из переменного напряжения постоянное. Напомню, что мы получали постоянное напряжение с помощью типичной схемы, которая используется во всей электронике:

Да, та статья получилась чуток сыровата, но суть преобразования переменного тока в постоянный вроде бы объяснил. Но все равно, очень много вопросов идут в личку именно по этой статье. И тут приходится снова начинать писать по полчаса ответ каждому любопытному читателю. Поэтому я решил для всех вас накарябать статейку и помочь разобраться, что есть что.

Источник

Поделиться с друзьями
Радиолюбительские схемы
Adblock
detector