Диодный мост из диодов шоттки своими руками
Содержание:
Рекомендованные сообщения
Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!
Войти
Уже зарегистрированы? Войдите здесь.
Сейчас на странице 0 пользователей
Нет пользователей, просматривающих эту страницу.
Определение
Диодный мост – это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название – двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности – диодов Шоттки.
Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких (для однофазной цепи – четырёх) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.
Он может состоять из дискретных элементов, распаянных на плате, но в 21 веке чаще встречаются соединенные диоды в отдельном корпусе. Внешне это выглядит, как и любой другой электронный компонент – из корпуса определенного типоразмера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.
Стоит отметить, что несколько совмещенных в одном корпусе вентилей, которые соединены не по мостовой схеме, называют диодными сборками.
В зависимости от сферы применения и схемы подключения диодные мосты бывают:
Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какое использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается мост из отдельных элементов или используется готовый.
Принцип действия
Давайте разбираться, как работает диодный мост. Начнем с того, что диоды пропускают ток в одном направлении. Выпрямление переменного напряжения происходит за счет односторонней проводимости диодов. За счет правильного их подключения отрицательная полуволна переменного напряжения поступает к нагрузке в виде положительной. Простыми словами – он переворачивает отрицательную полуволну.
Для простоты и наглядности рассмотрим его работу на примере однофазного двухполупериодного выпрямителя.
Принцип работы схемы основам на том, что диоды проводят ток в одну сторону и состоит в следующем:
-
На вход диодного моста подают переменный синусоидальный сигнал, например 220В из бытовой электросети (на схеме подключения вход диодного моста обозначается как AC или
).
Положительную полуволну пропускают диоды VD1, VD3, а отрицательную — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.
Такой сигнал называется – выпрямленное пульсирующее напряжение. Для того, чтобы его сгладить, в схему добавляется фильтр с конденсатором.
Основные характеристики
Рассмотрим основные характеристики полупроводниковых диодов. Латинскими буквами приведено их обозначение в англоязычной технической документации (т.н. Datasheet):
- Vrpm – пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения pn-переход необратимо разрушается.
- Vr(rms) – среднее обратное напряжение. Нормальное для работы, то же что и Uобр в характеристиках отечественных компонентов.
- Io – средний выпрямленный ток, то же что и Iпр у отечественных.
- Ifsm – пиковый выпрямленный ток.
- Vfm – падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0.6-0.7В, и больше у высокотоковых моделей.
При ремонте электронной техники и блоков питания или их проектировании новички спрашивают: как правильно выбрать диодный мост?
В этом случае самыми важными для вас параметрами будут обратное напряжение и ток. Например, чтобы подобрать диодный мост на 220В, нужно смотреть на модели с номинальным напряжением больше 400В и нужный ток, например, KBPC106 (или 108, 110). Его технические характеристики:
- максимальный выпрямленный ток – 3А;
- пиковый ток (кратковременно) – 50А;
- обратное напряжение – 600В (800В, 1000В у KBPC108 и 110 соответственно).
Запомните эти характеристики и вы легко сможете определить, какой выбрать вариант по каталогу.
Схемы выпрямителей
Выпрямление тока в блоках питания – основное назначение, среди других компонентов схемы можно выделить входной фильтр, который подключают после выпрямителя – он предназначен для сглаживания пульсаций. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее!
В первую очередь стоит отметить, что диодным мостом называют схему однофазного выпрямителя из 4 диодов или трёхфазного из 6. Но любители часто так называют схему выпрямителя со средней точкой.
У двухполупериодного выпрямителя к нагрузке поступает две полуволны, а у однополупериодного – одна.
Чтобы не было путаницы, давайте разбираться в терминологии.
Ниже вы видите однофазную двухполупериодную схему, её правильное название «Схема Гретца», именно её чаще всего подразумевают под названием «диодный мост».
Схема Ларионова – трёхфазный диодный мост, на выходе сигнал двухполупериодный. Диоды в нём пропускают полуволны, открываясь на линейное напряжение, т.е. поочередно: верхний диод фазы A и нижний диод фазы B, верхний фазы B и нижний фазы C и т.д.
Для полноты картины следует рассказать и о других схемах выпрямителей переменного напряжения.
Однополупериодный выпрямитель из 1 диода, включенного последовательно с нагрузкой. Применяется в балластных блоках питания, маломощных миниатюрных блоках питания, а также в приборах, нетребовательных к коэффициенту пульсаций. К нагрузке поступает только одна полуволна.
Двухполупериодный со средней точкой – это и есть то, что ошибочно называют мостом из 2 диодов. Здесь каждую полуволну проводит только один диод. Её преимуществом является больший КПД, чем у схемы Гретца, за счет меньшего числа полупроводниковых вентилей. Однако её использование осложнено тем, что нужен трансформатор с отводом от средней точки, что отражено на схеме принципиальной. Её нельзя использовать для выпрямления сетевого напряжения 220В.
Выпрямитель из сборок Шоттки. Используется в импульсных блоках питания, потому что у диодов Шоттки меньше время обратного восстановления, малая барьерная ёмкость (быстрее переход из открытого состояния в закрытое) и малое прямое падение напряжения (меньше потерь). Чаще всего Шоттки встречаются в сборках, с общим анодом или катодом, как изображено на рисунке ниже.
Поэтому для сборки схемы моста потребуется несколько сборок. Ниже приведен пример из 3 сборок Шоттки с общим катодом.
Из 4 сборок с общим катодом. Отличается от предыдущей тем, что выдерживает больший ток, при тех же компонентах потому, что Шоттки в ней соединены параллельно.
Из 2 сборок Шоттки – одна с общим анодом и одна с общим катодом. Узнать о том, что такое анод и катод, вы можете в нашей отдельной статье.
Как спаять и подключить
Изучать и знать схемы не сложно, основные трудности возникают, когда новичок решает спаять диодный мост своими руками. Для пайки выпрямителя из 4 советских экземпляров типа кд202 используйте иллюстрацию приведенную ниже.
Для сборки диодного моста из современных дискретных диодов типа маломощных 1n4007 (и других – все выглядят аналогично и отличаются только размерами) внимательно посмотрите на следующую иллюстрацию.
Но если вы не собираете его из отдельных деталей, а используете готовый мост, то смотрите ниже, как правильно подключить его в цепь.
Также новичкам будет интересно посмотреть видео о том, как сделать простейший блок питания на 12В:
Область применения и назначение
Чаще всего диодные мосты используют в блоках питания. В трансформаторных БП они подключаются ко вторичной обмотке трансформатора
В импульсных БП – ко входу сети 220В. При этом электронная схема управления и силовая цепь ИБП питается от выпрямленного и сглаженного (не всегда) сетевого напряжения (достигает порядка 300-310 Вольт).
На выводах вторичной обмотки импульсного блока питания высокочастотное переменное напряжение. Для того, чтобы его выпрямить, устанавливают сборки из сдвоенных диодов Шоттки. В связи с этим часто используют схему выпрямления со средней точкой.
В автомобилях и мотоциклах используются трёхфазные диодные мосты, собранные по схеме Ларионова с тремя дополнительными вентилями, потому что для питания бортовой сети используется трёхфазный генератор. Мост в генераторе выполняется в виде сектора окружности и устанавливается на его задней части.
Исключение составляют некоторые современные автомобили Toyota и прочих марок, в них используют 6 фазный генератор, для реализации двенадцатипульсной схемы выпрямления из 12 вентилей. Это нужно для снижения пульсации и увеличения выходного тока.
Способы проверки
Для проверки диодного моста лучше всего подходит мультиметр в режиме проверки диодов.
Для этого нужно прозвонить на короткое замыкание входную, затем выходную (диодный мост должен быть выпаян).
Не выпаивая прямо на плате, вы можете измерить падение напряжения на переходах диодов. Для этого нужно определить цоколевку моста, обычно она указывается прямо на корпусе, что мы и рассматривали выше.
На экране мультиметра в прямом смещении должно отображаться цифры в пределах 500-800 мВ, а в обратном – выше 1500 и до бесконечности (зависит от конкретного компонента и измерительного прибора). Тоb же самое можно сделать в режиме Омметра, как показано на рисунке ниже.
Более подробно этот процесс описан в статье «как проверить диодный мост», где кроме методики проверки мы рассказали и о признаках неисправности. Также ознакомьтесь с видео о том, как проверить однофазный выпрямитель и диодный мост автомобильного генератора:
На этом мы и заканчиваем наше подробное объяснение. Надеемся, теперь вам стало понятно, для чего нужен диодный мост и что он делает в электрической цепи. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!
Сразу оговорюсь, это не совсем про ВАЗы. Но, надеюсь, будет любопытно достопочтенной публике
1. "Первый", блин, в коме. Как я писал ранее, "в прошлой жизни" на нуль-одиннадцатой, мною был установлен генератор на 95А от Ауди-100 "селёдки" с эл-нагнетателем (ни разу живьём его повидать так и не удалось, было бы любопытно). Видимо, эти машины комплектовались более мощным генератором
www.drive2.ru/b/2031288/
юзал я этого Геннадия, наслаждался жизнью, и бед не знал. Пока однажды, во время экстремального лазания по г@внам не рас@#ячил его ж@пу об острый камень. Пострадал щёточный узел, и выпрямитель. Жалко было до соплей. Вариантов выхода из ситуации было несколько: искать другой такой или похожий, поставить ТАЗогенератор, или сделать самопальный выпрямитель
как понятно, я выбрал последнее. Заранее прошу пардону, хороших фоток не сохранилось. Остались только пару фоток, где он просто попал в кадр
Т.к. генератор на 95А, а ещё в СССР меня преподы учили, что юзают компоненты на >60% предельных параметров, либо недоумки, либо жадные барыги загнивающего капитализьма, то диоды были выбраны следующие: диоды с барьером Шоттки КД2998, они на 30А, попарно (т.е. 12штук)
взял 2 шт радиатора от советских электронных конструкторов "усил 25Вт", поставил их через распорки рёбрами внутрь, так, чтобы в торец встал вентилятор 80х80мм. Диоды смонтировал через изолирующие теплопроводящие слюдяные проставки. Тут же смонтировал вспомогательный выпрямитель "собственных нужд" в виде 3шт КД213. Такие диоды (не Шоттки) взял специально, чтобы прямое напряжение было повыше, а выпрямленное — пониже. Чтобы поднялось выходное напряжение на батарейке.
Отдельно пару слов скажу за вентилятор. Для подобных целей пригодны только вентиляторы с 2мя подшипниками (2 ball bearing). Про гидродинамические подшипники, плавающие втулки, и прочие высеры маркетолухов и продаванов не слушать, покупать только 2-подшипниковые. Любые другие мрут стремительно.
В результате применения диодов с барьером Шоттки, при токе 95А, потери в выпрямителе снижены с 142 до 47Вт. В реальности, это означает то, что даже с максимальной нагрузкой, радиаторы еле-тёплые
за время эксплуатации этого диодного моста, однажды, после запуска двигателя и зарядки высаженной вхлам батарейки 190АЧ, генератор смог сжечь шунт 100А/75мВ. Толщину шунта представляете себе? на последней фотке он справа. Выпрямитель не пострадал.
2. Намного позже, американец FORD TAURUS 1го поколения (да, да, именно такой, на котором рассекал Робокоп). Генератор на 130А. Сдох выпрямитель. По причине кривых рук конструкторов. Посмотрите на фото: диоды, что в голубенькой пластинке, разве могут нормально охладиться?
найти в продаже эту деталь мне не удалось. Покупать б/у генератор я не хотел: там будет точно такая же мина замедленного действия. Принял решение ваять самопальный выпрямитель.
да, у этого генератора применён 4-фазный диодный мост с парой диодов в цепи нейтрали.
Диодов КД2998 у меня не нашлось. Решил ваять из сдвоенных сборок диодов Шоттки в корпусе ТО-247, которые я надёргал из комповых БП. Как и в первом случае, я использовал по 2шт диодных сборки в качестве каждого диода моста, только в цепи нейтрали взял по 1шт сборке.
аналогично, была устроена "тепловая труба" в виде 2шо радиаторов от компа на сокет 478, в них была нарезана резьба М3, и через изолирующие теплопроводящие прокладки были прикручены сборки диодов. Сбори я подобрал попарно по прямому напряжению.
Тут же смонтировал вспомогательный выпрямитель, и регулятор напряжения
Отправить ответ