Praktický diodový mostový obvod pro napětí 12 voltů

Rádiové a elektrické napájecí zdroje téměř vždy používají usměrňovače určené k přeměně AC na DC. To je způsobeno skutečností, že téměř všechny elektronické obvody a mnoho dalších zařízení musí být napájeno ze stejnosměrných zdrojů. Usměrňovačem může být jakýkoli prvek s nelineární charakteristikou proudu-napětí, jinými slovy odlišně proudící proud v opačných směrech. V moderních zařízeních se jako takové prvky obvykle používají plošné polovodičové diody.

Polovodičový diodový obvod

Obvodová polovodičová dioda.

Ploché polovodičové diody

Spolu s dobrými vodiči a izolátory existuje mnoho látek, které jsou středně propojené mezi těmito dvěma třídami. Oni říkají takové látky polovodiče. Odolnost čistého polovodiče se s rostoucí teplotou snižuje, na rozdíl od kovů, jejichž odolnost se v těchto podmínkách zvyšuje.

Přidáním malého množství nečistot do čistého polovodiče lze podstatně změnit jeho vodivost. Existují dvě třídy takových nečistot: Diodové zařízení

Obrázek 1. Planární dioda: a. přístrojová dioda; b. označení diod v elektrických obvodech; in vzhled rovinných diod různé síly.

  1. Dárce - přeměna čistého materiálu na n-typ polovodiče, obsahující přebytek volných elektronů. Tento druh vodivosti se nazývá elektronika.
  2. Acceptor - konvertuje stejný materiál na polovodič typu p, který má uměle vytvořený nedostatek volných elektronů. Vodivost takového polovodiče se nazývá díra. "Hole" - místo, které opustilo elektron, se chová jako kladný náboj.

Vrstva na okraji p- a n-typu polovodičů (pn junction) má jednosměrnou vodivost - vede proud dobře v jednom (dopředném) směru a velmi špatně v opačném (zpětném) směru. Přístroj plošné diody je znázorněn na obrázku 1a. Základem je polovodičová deska (germanium) s malým množstvím dárcovské nečistoty (typu n), na které je vložen kus india, což je akceptorová nečistota.

Po zahřátí se indium difunduje do přilehlých oblastí polovodičů a přemění je do polovodičů typu p. Na okraji oblastí s dvěma typy vodivosti dochází k p - n křižovatce. Výstup připojený k p-typu polovodičů se nazývá anoda výsledné diody, naopak - její katoda. Obraz polovodičové diody na schématech obvodů je znázorněn na obr. 1b, vzhled rovinných diod různého výkonu - na Obr. 1c.

Zpět do obsahu

Nejjednodušší usměrňovač

Aktuální vlastnosti v různých obvodech

Obrázek 2. Proudové charakteristiky v různých obvodech.

Proud protékající v konvenční světelné síti je proměnlivý. Jeho velikost a směr se změní 50krát během jedné sekundy. Graf jeho napětí versus čas je znázorněn na obr. 2a Pozitivní poloviny jsou zobrazeny červeně, záporné jsou modře.

Vzhledem k tomu, že velikost proudu se pohybuje od nuly do maximální (amplitudové) hodnoty, je zaveden pojem efektivní hodnoty proudu a napětí. Například v osvětlovací síti, efektivní hodnotě napětí 220 V - v ohřívači zahrnutém v této síti, je stejné teplo generováno ve stejném časovém období jako ve stejném zařízení v obvodu 220 V DC.

Ale ve skutečnosti se napětí v síti mění v hodnotě 0,02 s následujícím:

  • první čtvrtletí této doby (období) - se zvyšuje od 0 do 311 V;
  • druhém čtvrtletí období - klesá z 311 V na 0;
  • třetí čtvrtletí období - klesá z 0 na 311 V;
  • poslední čtvrtina období se zvyšuje z 311 V na 0.

V tomto případě je 311 V napěťová amplituda Uo. Amplitudová a účinná (U) napětí jsou propojena podle vzorce:

Uo = √2 * U.

Diodový most

Obrázek 3. Diodový můstek.

Pokud je k obvodu připojen střídavý proud sériově připojené diody (VD) a zátěž (obr. 2b), protéká proudem pouze v průběhu kladných poločasů (obr. 2c). K tomu dochází kvůli jednostrannému vedení diody. Takový usměrňovač se nazývá polovina vlny - jedna polovina období, kdy je proud v obvodu, během druhého - chybí.

Proud protékající zátěží v takovém usměrňovači není konstantní, ale pulzující. To může být téměř konstantní zapnutím kondenzátoru filtru C rovnoběžně s zatíženímf dostatečně velká kapacita. Během prvního čtvrtletí tohoto období je kondenzátor nabitý na hodnotu amplitudy a v intervalech mezi pulsacemi je vypouštěn do zátěže. Napětí je téměř konstantní. Účinek vyhlazení je silnější, tím větší je kapacita kondenzátoru.

Zpět do obsahu

Diodový můstkový okruh

Perfektnější je schéma vyrovnání plných vln, když se použijí jak pozitivní, tak záporné poločasy. Existuje několik druhů takových schémat, ale nejčastěji používaná dlažba. Schéma diodového můstku je znázorněno na obr. 3c. Na tom červená čára ukazuje, jak proud protéká zatížením během kladného a modro-negativního poločasu.

12 V obvod usměrňovače

Obrázek 4. Obvod usměrňovače 12 V s diodovým můstkem.

Jak v první, tak v druhé polovině období protéká proud ve stejném směru (obr. 3b). Počet pulsací po dobu jedné vteřiny není 50, stejně jako při rovnání poloviny vlny, ale 100. Proto se stejnou kapacitou kondenzátoru filtru zvýší vyhlazovací efekt.

Jak je vidět, pro vybudování diodového můstku je zapotřebí 4 diod - VD1-VD4. Dříve byly diodové mosty znázorněny v principiálních schématech přesně stejným způsobem jako na obr. 3c. V současné době je obraz znázorněný na obr. 2 obecně akceptován. 3g. Přestože na něm je pouze jeden obraz diody, neměli bychom zapomenout, že most se skládá ze čtyř diod.

Mostový obvod je nejčastěji sestaven z jednotlivých diod, ale někdy se používají monolitické diodové sestavy. Jsou jednodušší k montáži na desku, ale když selže jedna ramena mostu, vymění se celá sestava. Zvolte diody, ze kterých je můstek namontován, na základě velikosti proudu protékajícího proudem a velikosti přípustného zpětného napětí. Tato data umožňují získat pokyny pro diody nebo referenční knihy.

Kompletní schéma 12voltového usměrňovače s diodovým můstkem je znázorněno na obr. 4. T1 je stupňovitý transformátor, jehož sekundární vinutí poskytuje napětí 10-12 V. Pojistka FU1 je z hlediska bezpečnosti významná a nesmí být zanedbávána. Značka diod VD1-VD4, jak již bylo zmíněno, je určeno množstvím proudu, který bude spotřebováván z usměrňovače. Kondenzátor C1 - elektrolytický, o kapacitě 1000,0 mikrofarád nebo vyšší, pro napětí nejméně 16 V.

Výstupní napětí je pevné, jeho hodnota závisí na zatížení. Čím větší je proud, tím menší je velikost tohoto napětí. Pro dosažení nastavitelného a stabilního výstupního napětí je zapotřebí složitějšího obvodu. Přijměte nastavitelné napětí z obvodu zobrazeného na obr. 4 dvěma způsoby:

  1. Tím, že se na primární vinutí transformátoru T1 aplikuje nastavitelné napětí, například z LATR.
  2. Po provedení několika kohoutů ze sekundárního vinutí transformátoru a spínačem.

Předpokládá se, že výše uvedené popisy a schémata poskytnou praktickou pomoc při sestavování jednoduchého usměrňovače pro praktické potřeby.

Přidat komentář