Часть радиолюбителей и даже профессионалов считают, что диод, как и транзистор — это относительно новое изобретение середины ХХ столетия. Тем не менее, основные направления в производстве и внедрении диодов начались еще в 70-х годах 19 столетия. Впервые радиокомпонент, способный превращать переменный ток в постоянный назван диодом в 1919 году. Этот термин сохранился и относится к самым разным типам устройств:

• кенотронам;

• газотронам;

• игнитронам;

• стабилитронам.

В ХХ столетии и сейчас основной акцент сделан в сторону использования полупроводниковых диодов и созданных на их основе выпрямительных схем. Если установить в роли выпрямителя только один диод, то выходная синусоида будет очень далекой от идеала. Для сглаживания пульсаций понадобиться мощный конденсатор.

Принцип работы

Диоды относятся к радиодеталям, которые обладают нелинейной вольтамперной характеристикой, то есть, в одном направлении они хорошо проводят ток, в обратном — плохо, или не проводят вообще, то есть, закрываются. Использование единичных диодов достаточно ограничено, более востребована простая схема выпрямления тока, названная «диодный мост».

В схему входят 4 диода, через которые переменный ток проходит поочередно. Схема подключения диодного моста не зависит от типа диода, а только от способа включения. Диодные выпрямители выпускаются в виде готовых моноблоков, например, используемых в автомобильных генераторах и зарядных устройствах для аккумуляторов, или собраны из отдельных элементов. На каждую фазу приходится 4 диода, образующих 2 отдельных пути прохождения тока к потребителю.

Один из полуконтуров проводит ток в требуемом направлении, и «гасит» синусоиду в обратном. Второй контур отстает на половину фазы колебаний в результате, к точке подключения подается постоянный ток с требуемой стабильностью параметров. Работа узла разделена на несколько этапов:

• подача переменного напряжения на входы блока;

• преобразование полуволн синусоиды напряжения на постоянные диагональные векторы;

• суммирование векторов направления тока;

• съем постоянного напряжения с выходов моста в стабильной полярности.

Часто в технической литературе такую схему выпрямления тока называют двухполупериодным выпрямителем, или схемой Гретца.

Типы диодных мостов

Выпрямители подразделяют на два основных типа — однофазные и трехфазные. Схема подключения трехфазного моста на диодах несколько сложнее, хотя в основе заложен один и тот же принцип — использование свойства радиодетали проводить ток только в одном направлении. Для трехфазных сетей применяют мосты, созданные по схеме Ларионова. Здесь на каждую из фаз работают два диода, установленные в обратной полярности. Смещение фаз на каждом из контуров равно 120о.

Если сравнивать результаты работы однофазного и трехфазного диодных мостов, то во втором случае на выходе получается плавное электропитание, без заметных скачков напряжения и силы тока.

Основные технические характеристики

Каждый из видов диодных мостов обладает рядом характеристики, по которым выбираются нужные модели для конкретной схемы, или рассчитывают блоки выпрямителей из отдельных деталей. К наиболее важным характеристикам относятся:

• Максимальная амплитуда напряжения при обратной полярности UАобр (Vrpm). При превышении порогового напряжения мост необратимо выходит из строя.

• Среднее напряжение обратной нагрузки (Uобр, или Vr(rms). В этом диапазоне мост сохраняет рабочие характеристики;

• Средняя выпрямленная сила тока (Iпр или Io). Номинальное значение тока на выходных клеммах моста;

• Максимальная рабочая частота;

• Амплитудная сила тока Ifsm. Максимальное значение пульсаций силы тока.

В случае замены двух типовых диодов на тиристоры, мост превращается в управляемый. Такой вариант позволяет значительно точнее регулировать выходной ток, используя выпрямитель в точных приборах.

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

Сергей Зайцев

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