Диодный мост? Это совершенно не то, что Крымский. Это таковой небольшой диодный мостик, схема которого строится из маленьких совершенно электронных устройств — диодов. Их мы собираем даже своими руками. Да, соберите своими руками и увидите, что это просто и стремительно, нужно только знать, из чего и зачем. Он состоит из диодов.
Что такое диоды
Диоды — это электронные устройства с 2-мя электродами («ди» — два). Анод и катод.
Ранее, в эру стеклянных электронных вакуумных ламп, это была самая обычная из ламп. В ней конкретно около катода размещалась нить накаливания, как в лампочке. Катод от этого разогревался, и из него начинали выпрыгивать электроны все резвее и резвее. А не считая напряжения накала к электродам было приложено рабочее напряжение. И если на катод подать минус, а на анод плюс, то электроны от катода начинают отталкиваться, а к аноду притягиваться. Так как этому процессу в вакууме ничто не мешает, через вакуум и побежит ток, пропорциональный приложенному напряжению. А если поменять полюса — подать на анод минус, а на катод плюс, ток остановится. Так как анод холодный, а к катоду сейчас приложен положительный потенциал, который возвращает выброшенные накалом катода электроны назад. Вот так и вышел самый 1-ый и самый обычной нелинейный электрический элемент. В одну сторону ток он пропускает, а в другую — нет.
Практически такая же картина и в полупроводниковых диодиках. Только там нет вакуума, а жесткая пластинка полупроводника имеет свойство не препятствовать движению электронов в одну сторону и воспрещать их движение в обратную.
Весь секрет в N-P-переходе полупроводника.
Полупроводниковый диодик представляет собой пластинку, похожую на тонкий кружочек (либо квадратик) металла. Но это не металл, а две его стороны имеют чуток различные характеристики. Металлы характеризуется тем, что электроны в их кристаллической решетке практически не держатся, вылетают и болтаются между атомами кристалла по хоть какому поводу, самая маленькая температура, заставляющая ядра атомов на собственных местах немного вибрировать, вышибает электроны напрочь и массово. А на этом месте что появляется? Знамо дело, дырка. Так именуется атом, потерявший электрон. И выходит, что электроны беспорядочно мечутся по межатомному месту металла, а дырки тоже мечутся — только уже по самой кристаллической решетке. Так как если примыкающий атом «заметит» дырку, он до боли просто легким толчком закинет в нее свой электрон. И это можно осознать в оборотном смысле: вышло, это дырка проскочила из того атома в этот. И так дырки начинают жить тоже собственной самостоятельной жизнью и плутать как им взбредется. А повстречается им электрон — может произойти рекомбинация, когда электрон запрыгнет в эту самую дырку. Ну и все, отыскал свою судьбу. Только свободных электронов в металле видимо-невидимо, и потому стоит приложить к проводнику напряжение — как здесь же начнется уже более-менее упорядоченное движение электронов от минуса к плюсу, другими словами электрический ток. Соответственно, и дырки побегут, напротив, от плюса к минусу, другими словами как раз так, как люди обусловили когда-то Реальным направлением тока. Обусловили, еще ничего не зная ни о свободных электронах, ни о дырках.
В полупроводниках картина очень узкая. Он сам нехороший проводник и плохой изолятор. Поэтому они так и названы — полупроводники. В них тоже есть свободные электроны и дырки. Только их не настолько не мало, как в металлах, а равновесие электронов и дырок нарушают примеси в полупроводнике. Атомы примесей становятся дополнительными источниками в одних случаях свободных электронов, в других — «свободных» дырок. Есть такие атомы, которые в одном случае прихватывают для себя излишний электрон и не отпускают его (акцепторная примесь). А на его месте в атоме полупроводника выходит дырка и начинает бродить неприкаянно по кристаллической решетке.
А в другом случае атом примеси имеет свойство отдавать свой электрон (донорная примесь), ничего не прося взамен. И пойдет электрон излишний куда глаза глядят.
1-ая проводимость названа дырочной — P (positive, положительная), 2-ая электронной — N (negative, отрицательная).
Но самое увлекательное, что два типа проводимости могут существовать в одном кусочке полупроводника. Вот той узкой пластинки, похожей на металл. С одной стороны в нее вводят донорную примесь, а с другой — акцепторную.
До боли просто: можно на базу из полупроводника — германия либо кремния — с одной стороны нанести материал-акцептор, фосфор, мышьяк либо сурьму. Температура плавления сурьмы чуток выше 980 ⁰С, а у полупроводников еще выше, около 1200–1400 ⁰С. Атомы акцептора (в большинстве случаев сурьмы, более других удобной в воззвании) внедряются в кристаллическую решетку полупроводника, делая его полупроводником типа P. Другую сторону обрабатывают алюминием либо индием — легкими и плавкими металлами. Довольно поместить капельку индия, просто капнуть с одной стороны при температуре плавления 430 ⁰С.
Вот и вышел у нас именитый N-P переход, который ток пропускает в одну и другую стороны по-разному.
И правда, если представить ток как движение заряженных частиц, то в полупроводнике N-типа движутся электроны (их подавляюще больше). А в P-типа — дырки. При этом направление их движений обратное. Только если в металле они движутся сразу и независимо — одни туда, другие сюда, то в полупроводнике все не так. В полупроводнике N-типа движутся, в главном, электроны, по полупроводнику P-типа ток делает движение дырок. А вот в N-P переходе эти два вида токов встречаются.
На границе этих 2-ух типов (границе между полупроводником с примесями 1-го типа и проводником с примесями другого) электроны заместо предстоящего движения будут «находить свою судьбу», другими словами встречаться с дырками и с ними создавать рекомбинацию. Такую зону счастливых электронных пар мы называем «зоной запрета», так как при рекомбинации атомы примесей становятся ионами (в N-зоне положительные, а в P-зоне отрицательные), и они делают электрическую разность потенциалов, всегда направленную от N проводимости к P проводимости. И вот сейчас, если прикладывать напряжение к наружным контактам диодика, и если полярность его совпадает с направлением этой разности потенциалов, то ток потечет через диодик, а если обратно ей, то нет. 1-ое направление (когда к P приложен плюс, а к N минус) именуется прямым, 2-ое (когда на P подан минус, а на N плюс) — оборотным.
Прямое направление диодика делает его по работе схожим на обыденное сопротивление, работающим по закону Ома.
А оборотное дает нечто вроде разрыва в цепи, хотя при всем этом всегда сохраняется некоторый оборотный ток, зависящий от других вещей — температуры, радиации.
Вот на таких устройствах и строятся выпрямительные мосты.
Выпрямительные мосты
Если подавать на диодик переменное электрическое напряжение, которое безпрерывно меняется от некоторого напряжения U+ > 0 до напряжения U–< 0, то наш диодик начнет «срезать» все напряжения, которые для него будут «обратными».
В случае обыденного для наших сетей синусоидального сигнала в итоге работы диодика выходит «полусинусоида» тока (либо напряжения в нагрузке).
Синусоидальный сигнал
Весь ток и напряжение в сети нагрузки будет иметь положительное направление, но половина электроэнергии не будет «доходить» до адресата.
Дабы применять и вторую половину синусоиды, необходимо, дабы она не срезалась, а меняла символ на обратный. Вот и вышла схема диодного моста.
Диодный мост: механизм работы
Уже лучше, но мост не является выпрямителем в полном смысле. Напряжение в нагрузку он дает не неизменное, а пульсирующее с двойной частотой.
Если нагрузкой создадим лампу накаливания, то никаких пульсаций света можем и не увидеть.
Лампа накаливания является устройством инерционным, в плане преобразования электричества в тепло и свет. Другими словами за 1/50 (при переменном напряжении) либо за 1/100 (при пульсирующим напряжении от диодного моста) толики секунды ее нить накала не успевает остыть, как уже идёт очередной импульс. В данном случае диодный мостик таковой схемы полностью подойдет.
В итоге этого температура спирали во времени представляет собой кривую, сглаживающую кривую напряжения, выходящего из диодного моста. И чем спираль массивнее, тем паче сглажена кривая ее температуры. В выпрямительных мостах сглаживание делается конденсатором, которые в состоянии, подобно спирали лампы, копить энергию, а позже медлительно ее отдавать.
Выпрямительный мост
Выпрямительный мост — это так отработанная, обычная и нужная схема, что для нее имеется принятое сокращенное графическое обозначение. Как выполнить диодный мост — здесь вообщем все очень просто. Следует только разобраться с концами диодов — какие плюс и какие минус. На входные два узелка подается переменное напряжение, потому к ним подходят как плюс диодов, так и минус: VD1 плюс, VD2 минус —на верхний, VD3 + и VD4 — на нижний. А выходные клеммы от моста получают уже знакопостоянное напряжение, потому их плюсы и минусы совпадают с +/- диодов. VD2, VD4 припаяем плюсами на плюсовой выход, VD1, VD3 — минусами на минусовой. Вот и вышел выпрямительный диодный мост.
Такие диодные мосты присоединяют нередко к обыкновенному трансформатору от блоков питания, понижающему к 12 вольтам. Диоды в данном случае подходят любые, только бы рабочий спектр напряжений был незначительно больше, чем на 12 вольт. Скажем, вольт на 20–35. Особенных требований нет, соединения низковольтные, для подключения довольно обыкновенной спайки.
Трехфазный диодный мост
Но делают диодные мосты и высоковольтные. Там все то же самое, только все элементы схемы рассчитываются на те номиналы напряжений, с которыми будет иметь дело диодный мост — с припасом, очевидно. Не считая того, можно выполнить его и для трехфазного напряжения. И он оказывается труднее однофазового не втрое, а исключительно в 1.5.
Подключить диодный мост к трансформатору тут необходимо в 3-х точках, по одной на каждую фазу. Принципной различия между спайкой диодного моста на три фазы и собранного под одну фазу нет. Разобраться с концами тут практически так же просто. Тут плюсы одних 3-х диодов и минусы других подключаются к выходам, после чего попарно спаиваются плюсы с минусами верхней и нижней тройки диодов, и в эти же три точки подаются фазы. Все, вы его собрали.
Диодный мост и двухполупериодный выпрямитель.
В одной из недавнешних статей мы разбирались с устройством и механизмом работы однополупериодного выпрямителя, итак вот, сейчас продолжим данную тему. И перейдем, как и собирались, к более сложной схеме выпрямителя, и в то же время самой пользующейся популярностью. Идет речь, конечно, о двухполупериодном выпрямителе, сердечком которого является диодный мост.
Диодный мост — это электронное устройство, которое как раз и создано для решения задачи выпрямления тока. Изобретателем этой схемы является германский физик Лео Гретц, потому также можно повстречать название мост Гретца, что очень разумно.
Базисный диодный мост состоит из 4-х диодов, соединенных следующим образом:
Но часто на принципных схемах можно повстречать облегченное обозначение:
Фактически, давайте разглядим конкретно схему двухполупериодного выпрямителя:
Тут также вероятны некоторые варианты, к примеру:
Невзирая на различное изображение, электрическое подключение остается постоянным, и все-же 1-ый вариант применяется существенно почаще, так что и мы будем придерживаться конкретно его. Резистор R_н в данном примере играет роль полезной нагрузки. Как и при разборе однополупериодного выпрямителя разглядим случай с синусоидальным напряжением на входе:
В случае положительного полупериода сигнала ( U_ \gt 0 ), ток будет протекать через диоды D1 и D3 . Давайте разглядим путь тока более наглядно:
А на отрицательном полупериоде, напротив, диоды D1 и D3 будут закрыты, а протекание тока обеспечат D2 и D4 :
В обоих случаях ток через нагрузку будет течь в одном и том же направлении, от точки, помеченной знаком "+" на схеме, к точке "-". А конкретно для этого мы и используем выпрямитель — дабы ток через нагрузку протекал исключительно в одном направлении, и в итоге выходной сигнал имеет таковой вид:
Сразу разумеется отличие от однополупериодной схемы, когда сигнал на выходе был лишь на протяжении 1-го полупериода. В данном же случае, ток через нагрузку течет как на положительном, так и на отрицательном полупериоде, потому схема и именуется 2-ухполупериодной.
Но! Также как и в случае с однополупериодным выпрямителем на выходе мы получаем пульсирующий ток, а не строго неизменный. Потому нужно применять сглаживающий фильтр, который в самом ординарном варианте может состоять из 1-го конденсатора:
Емкость должна быть таковой, дабы конденсатор не успевал стремительно разрядиться. Итак, добавляем конденсатор в схему выпрямителя и проверяем напряжение на нагрузке:
Совершенно другое дело 👍
Есть особые диодные сборки, которые представляют из себя четыре одинаковых по чертам диодика, соединенные по мостовой схеме, помещенные в один корпус. Соответственно, такая сборка имеет четыре вывода, все в точности как на нашей схеме. Выводы, созданные для подключения переменного тока (входного сигнала) могут обозначаться эмблемой "~" либо знаками AC, классическими для переменного тока. Выводы же, к которым подключается нагрузка, обозначаются "+" и "-". Но все это, естественно, персонально и находится в зависимости от использующегося устройства.
Несколько примеров диодных мостов в сборке:
И по традиции, в окончание статьи, резюмируем плюсы и минусы двухполупериодного выпрямителя по сопоставлению с однополупериодным:
- Прежде всего, так как тут применяются уже оба полупериода сигнала, то, естественно, КПД схемы больше.
- Не считая того, пульсирующее напряжение на выходе имеет в 2 раза огромную частоту, а такие пульсации сгладить проще.
Но, как и всегда, есть и свои недочеты:
- Во-1-х, это двойное падение напряжения. Так как при прохождении тока через диодик на самом диодике падает напряжение, то в этом случае оно удвоено, так как ток в конечном итоге проходит через два диодика. Вот поэтому в схеме двухполупериодного выпрямителя нередко отдают предпочтение диодикам Шоттки, имеющим пониженное падение напряжения.
- И 2-ой недочет, имеющий быстрее практический смысл. Если один из диодов диодного моста выйдет из строя, то схема просто перевоплотится в однополупериодный выпрямитель, но работать не закончит. Другими словами выходит, что возникшую делему можно будет и не увидеть сходу.
И вот на этом точно заканчиваем на сей день ) Всем спасибо за внимание, любые вопросы можно задавать на нашем форуме, в группе ВКонтакте либо в комментах к статье 🤝
Диодный мост из диодов схема
На автомобилях применяется трехфазный синхронный генератор переменного тока.
Для работы электрического оборудования нужен неизменный ток, потому выпрямитель -обязательный элемент генератора.
Трехфазный выпрямитель – это диодный мост по схеме Ларионова. Три плеча по два диодика
Диодный мост на 6 диодов и диодный мост на 8 диодов.
Трехфазный диодный мост по схеме Ларионова, имеет 6 диодов, три плеча по два диодика.
В диодном мосте может быть 8 диодов. Это в этом случае, когда применяется принцип увеличения мощности генератора за счет применения тока третьей гармоники, который можно отбирать от средней точки трехфазной звезды.
Генератор переменного тока в эталоне должен выдавать синусоидальное переменное напряжение, но этого не выходит, выходное напряжение по конструктивным причинам выходит искаженным. Другими словами, сильно несинусоидальным – это недочет генератора переменного тока, но его можно отчасти скомпенсировать тем, что третью гармонику несинусоидального переменного напряжения можно выделить и ее энергию применять .
Обмотка статора соединяется звездой и от средней точки звезды делается вывод, напряжение которое действует в средней точке, выпрямляется дополнительным плечом диодного моста, потому выходит мост на 8 диодов.
Многие конструкции диодных мостов делаются универсальными, для применения как 6 диодов, так и 8 диодов. В данном случае у 6 диодного моста позиции под 7 и 8 диоды просто остаются пустыми.
Примеры конструкций диодных мостов.
БПВО 76-105/15 8 диодов
БПВО 76-105/21 6 диодов
БВО 76.2-105/02 6 диодов без доп. диодов
БВО 3-105-02 8 диодов генераторов 3282.3771 и 7702.3701
На ВАЗ 2110, 12, 13, 14 штатно ставится генератор 9402.3701 либо 5102.3771 на 80 Ампер. с диодными мостами 6 диодов
Либо генераторы увеличенной мощности 3202.3771 на 90 Ампер, либо 5102.3771 на 100 Ампер, с диодными мостами 8 диодов.
Конструкция генератора позволяет установить и 6 диодный и восьми диодный мост. Если генератор рассчитан на использование 6 диодного моста, то при установке восьми диодного моста просто ничего не поменяется, можно ставить. Если генератор рассчитан на установку восьми диодного моста, то внедрение 6 диодного моста, приведет к маленькому понижению наибольшего тока генератора, что в обыкновенной эксплуатации со штатным электрическим оборудованием будет допустимо.
Примеры схем генератора для ВАЗ 2110
На многих современных генераторах используются диодные мосты 8 диодов, но уже без дополнительных диодов. DENSO, BOSCH, Митсубиши
