מתח חילופין מועבר מארגון אספקת החשמל לצרכנים. זה נובע מהמוזרויות של תחבורה חשמל. אבל רוב מקלטי החשמל הביתיים (ובחלקם התעשייתיים) דורשים הספק מתח קבוע. כדי להשיג אותו, נדרשים ממירים. במקרים רבים, הם בנויים על פי שיטת "השנאי הנמוך - מיישר - מסנן החלקה" (למעט החלפת ספקי כוח). דיודות המחוברות במעגל גשר משמשות כמיישר.
תוֹכֶן
למה מיועד גשר דיודה ואיך הוא עובד
גשר הדיודה משמש כמעגל יישור הממיר מתח AC לDC. עקרון פעולתו מבוסס על הולכה חד כיוונית - התכונה של דיודה מוליכים למחצה להעביר זרם בכיוון אחד בלבד.דיודה בודדת יכולה לשמש גם כמיישר הפשוט ביותר.
עם הכללה כזו, התחתון (שלילי) חלק מהסינוסואיד "מנותק". לשיטה זו יש חסרונות:
- צורת מתח המוצא רחוקה מלהיות קבועה, נדרש קבל גדול ומגושם כמסנן החלקה;
- השימוש במתח ה-AC הוא עד חצי.
הזרם דרך העומס עוקב אחר צורת מתח המוצא. לכן, עדיף להשתמש במיישר גל מלא בצורה של גשר דיודה. אם תפעיל ארבע דיודות לפי התוכנית המצוינת ותחבר את העומס, אז כאשר מתח חילופין מופעל על הקלט, היחידה תעבוד כך:
עם מתח חיובי (חלק עליון של הסינוסואיד, חץ אדום), הזרם יזרום דרך דיודה VD2, העומס, VD3. עם שלילי (חלק תחתון של הסינוסואיד, חץ ירוק) דרך הדיודה VD4, עומס, VD1. כתוצאה מכך, בתקופה אחת, הזרם עובר דרך העומס פעמיים באותו כיוון.
צורת הגל של מתח המוצא קרובה הרבה יותר לקו ישר, אם כי רמת האדוות גבוהה למדי. כוח המקור מנוצל במלואו.
אם יש מקור למתח תלת פאזי של המשרעת הנדרשת, אתה יכול ליצור גשר לפי התוכנית הבאה:
בו יתווספו לעומס שלושה זרמים החוזרים על צורת מתח המוצא, עם הסטת פאזה של 120 מעלות:
מתח המוצא יעבור סביב החלק העליון של הסינוסואידים. ניתן לראות כי המתח פועם הרבה פחות מאשר במעגל חד פאזי, צורתו קרובה יותר לקו ישר. במקרה זה, הקיבול של מסנן ההחלקה יהיה מינימלי.
ועוד גרסה של הגשר - נשלט.בו, שתי דיודות מוחלפות בתיריסטורים - מכשירים אלקטרוניים הנפתחים כאשר מופעל אות על אלקטרודת הבקרה. בצורה הפתוחה, תיריסטורים מתנהגים כמעט כמו דיודות רגילות. הסכמה נראית כך:
אותות הפעלה ניתנים ממעגל הבקרה בזמנים מוסכמים, כיבוי מתרחש ברגע שהמתח עובר דרך אפס. לאחר מכן ממוצע המתח על פני הקבל, וניתן לשלוט ברמה הממוצעת הזו.
ייעוד גשר דיודה ותרשים חיבור
מכיוון שניתן לבנות גשר של דיודות לפי סכמות שונות, והוא מכיל מעט אלמנטים, ברוב המקרים ייעודו של מכלול מיישר נעשה על ידי ציור דיאגרמת המעגל שלו. אם זה לא מקובל - למשל, במקרה של בניית דיאגרמת בלוקים - אז הגשר מצוין כסמל, המציין כל ממיר AC-ל-DC:
האות "~" פירושה שרשראות זרם חליפין, הסמל "=" - מעגלי DC, ו-"+" ו-"-" - קוטביות המוצא.
אם המיישר בנוי לפי מעגל הגשר הקלאסי של 4 דיודות, מותרת תמונה פשוטה מעט:
הכניסה של יחידת המיישר מחוברת למסופי המוצא של מקור ה-AC (ברוב המקרים מדובר בשנאי מטה) ללא התבוננות בקוטביות - כל מסוף מוצא מחובר לכניסה כלשהי. הפלט של הגשר מחובר לעומס. זה עשוי לדרוש או לא לדרוש קוטביות (כולל מייצב, מסנן החלקה).
ניתן לחבר את גשר הדיודה למקור מתח קבוע.במקרה זה מתקבל מעגל הגנה מפני היפוך קוטביות לא מכוון - עם כל חיבור של כניסות הגשר ליציאה של ספק הכוח, קוטביות המתח במוצא שלו לא תשתנה.
מאפיינים טכניים עיקריים
בעת בחירת דיודות או גשר סיים, קודם כל, אתה צריך להסתכל על זרם הפעלה מרבי קדימה. זה צריך לעלות על זרם העומס עם שוליים. אם ערך זה אינו ידוע, אך ההספק ידוע, יש להמיר אותו לזרם לפי הנוסחה Iload \u003d Pload / Uout. כדי להגדיל את הזרם המותר, ניתן לחבר מכשירים מוליכים למחצה במקביל - זרם העומס הגדול ביותר מחולק במספר הדיודות. במקרה זה, עדיף לבחור דיודות בענף אחד של הגשר לפי ערך קרוב של ירידת המתח במצב פתוח.
הפרמטר החשוב השני הוא מתח קדימהעבורו מיועדים הגשר או האלמנטים שלו. אסור שהוא יהיה נמוך ממתח המוצא של מקור ה-AC (ערך שיא!). עבור פעולה אמינה של המכשיר, אתה צריך לקחת מרווח של 20-30%. כדי להגביר את המתח המותר, ניתן לחבר דיודות בסדרה - בכל זרוע של הגשר.
שני פרמטרים אלה מספיקים להחלטה ראשונית על השימוש בדיודות במכשיר מיישר, אך יש לקחת בחשבון גם כמה מאפיינים אחרים:
- תדירות פעולה מקסימלית - בדרך כלל כמה קילו-הרץ ולא חשוב לפעולה בתדרים תעשייתיים של 50 או 100 הרץ, ואם הדיודה פועלת במעגל דופק, פרמטר זה יכול להיות מכריע;
- נפילת מתח במצב במצב עבור דיודות סיליקון זה בערך 0.6 וולט, וזה לא חשוב למתח מוצא של, למשל, 36 וולט, אבל יכול להיות קריטי כאשר פועלים מתחת ל-5 וולט - במקרה זה יש לבחור דיודות שוטקי, המאופיינות במתח נמוך. הערך של פרמטר זה.
זנים של גשרי דיודה וסימון שלהם
ניתן להרכיב את גשר הדיודה על דיודות נפרדות. כדי לראות את הקוטביות, אתה צריך לשים לב לסימונים. במקרים מסוימים, סימן בצורת תבנית מוחל ישירות על גוף המכשיר המוליך למחצה. זה אופייני למוצרים מקומיים.
מכשירים זרים (ורבים רוסיים מודרניים) מסומנים בנקודה או בטבעת. ברוב המקרים, זהו ייעוד האנודה, אך אין ערובה. עדיף להסתכל במדריך או להשתמש בטסטר.
אתה יכול ליצור גשר מהמכלול - ארבע דיודות משולבות בחבילה אחת, וחיבור המוליכים יכול להיעשות עם מוליכים חיצוניים (לדוגמה, על מעגל מודפס). סכימות הרכבה יכולות להיות מגוונות, אז בשביל החיבור הנכון, אתה צריך להסתכל על גליונות הנתונים.
לדוגמה, למכלול דיודות BAV99S, המכיל 4 דיודות אך בעל 6 פינים בלבד, יש שני חצאי גשרים בפנים, המחוברים באופן הבא (יש נקודה על המארז ליד פין 1):
כדי לקבל גשר מן המניין, עליך לחבר את היציאות המתאימות עם מוליכים חיצוניים (עקיבה אדומה מציגה את המסלולים במקרה של שימוש בחיווט מודפס):
במקרה זה, מתח חילופין מופעל על פינים 3 ו-6. הקוטב החיובי של הקבוע מוסר מפין 5 או 2, והקוטב השלילי נלקח מפין 4 או 1.
והאפשרות הקלה ביותר היא להרכיב עם גשר מוכן בפנים.של מוצרים מקומיים, אלה יכולים להיות KTs402, KTs405, ישנם גשרי הרכבה של ייצור זר. במקרים רבים, סימון המסקנות מוחל ישירות על המקרה, והמשימה מצטמצמת רק לבחירה הנכונה לפי המאפיינים ולחיבור ללא טעויות. אם אין ייעוד חיצוני למסקנות, יהיה עליך לפנות למדריך.
יתרונות וחסרונות
היתרונות של גשר דיודה ידועים היטב:
- תוכניות עובדו במשך עשרות שנים;
- קלות הרכבה וחיבור;
- אבחון תקלות פשוט ותיקון קל.
כחסרונות, יש צורך להזכיר את הגידול במידות ומשקל המעגל עם הגדלת ההספק, כמו גם את הצורך להשתמש בגוף קירור עבור דיודות בעלות הספק גבוה. אבל אי אפשר לעשות כלום בנידון - אי אפשר לרמות את הפיזיקה. כאשר תנאים אלה הופכים בלתי מקובלים, יש צורך להחליט על המעבר למעגל אספקת חשמל דופק. אגב, ניתן להשתמש בו דיודות גישור.
יש לציין גם שצורת מתח המוצא רחוקה מלהיות קבועה. כדי לעבוד עם צרכנים המעמידים דרישות ליציבות מתח האספקה, יש צורך להשתמש בגשר בשילוב עם מסנני החלקה, ובמידת הצורך, מייצבי פלט.
מאמרים דומים:
