Схема диодного моста с конденсатором: Диодный мост схема с конденсатором

Диодный мост схема с конденсатором

Многие электронные приборы, для работы которых применяется переменный ток в 220 вольт, используют в своих схемах диодные мосты. Основной функцией данного устройства являются действия по выпрямлению переменного тока. Это связано с тем, что многие приборы рассчитаны на питание постоянного тока. Поэтому, и возникает постоянная необходимость в выпрямлении. Есть много вариантов подключения подобных устройств. Так, существует диодный мост, схема с конденсатором у которого, отличается от традиционной сборки. Дешевые полупроводниковые диоды позволяют повсеместно применять такие схемы.

Содержание

Работа диодного моста

Принцип работы диодного моста заключается в следующем. На его вход, обозначенный переменным значком, производится подача переменного тока с изменяющейся полярностью. Частота изменений, как правило, совпадает с частотой в электрической сети. На выходе, где расположены положительный и отрицательный выводы, получается ток исключительно с одной полярностью.

Однако, на выходящем токе будут наблюдаться пульсации с частотой, превышающей частоту переменного тока, подаваемого на вход. Такие пульсации являются нежелательными и препятствуют нормальной работе всей схемы. Для ликвидации таких пульсаций, применяются специальные фильтры. Для самых простых фильтров используются электролитические конденсаторы с большой емкостью. Таким образом, во всех блоках питания устанавливается диодный мост, схема с конденсатором которого позволяет эффективно сглаживать все пульсации выходящего тока.

Чтобы повысить производительность выпрямляющих устройств, в их конструкции применяется схема диодной сборки. В ее состав входят четыре диода с одинаковыми параметрами, объединенные в одном общем корпусе. Для их соединения используется схема мостового выпрямителя. Такая сборка очень компактная, для всех диодов соблюдается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей конструкции значительно ниже, чем у четырех отдельных диодов. Однако, существенным недостатком является необходимость замены всего диодного моста, при выходе из строя хотя-бы одного диода.

Применение диодных мостов

Эти схемы применяются, практически, во всех областях электроники, где для питания используется переменный ток однофазной электрической сети. Данный элемент имеет в своей конструкции блоки питания трансформаторного и импульсного типа. В качестве примера импульсного варианта можно привести блок питания компьютера.

Диодные мосты также используются для устойчивой работы люминесцентных и энергосберегающих ламп. Они устанавливаются в светильники, взамен устаревших дросселей. Диодные приборы с большой мощностью входят в состав конструкции сварочных аппаратов.

Простой конденсаторный выпрямитель

Проверка светодиода мультиметром (тестером) на исправность

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Как проверить конденсатор мультиметром: пошаговая инструкция

Топ лучших мультиметров

Как проверить конденсатор мультиметром на работоспособность

Диммер своими руками: устройство, принцип работы + как сделать диммер самому

схема сборки своими руками, подключение к трансформатору

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 2.6k. Опубликовано 02.11.2015

Содержание

Преобразовать переменный ток в постоянный поможет диодный мост — схема и принцип действия этого устройства приводятся ниже. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление. Его превращение в постоянный — достаточно часто встречающаяся необходимость.

Принцип действия полупроводникового диода

Рис. 1

Название описываемого устройства ясно указывает, что эта конструкция состоит из диодов — полупроводниковых приборов, хорошо проводящих электричество в одном направлении и практически не проводящих его в противоположную сторону. Изображение этого прибора (VD1) на принципиальных схемах приведено на рис. 2в. Когда ток по нему течет в прямом направлении — от анода (слева) к катоду (справа), сопротивление его мало. При изменении направления тока на противоположное сопротивление диода многократно возрастает.

В этом случае через него течет мало отличающийся от нуля обратный ток.

Поэтому при подаче на цепочку, содержащую диод, переменного напряжения U_вх (левый график), электричество через нагрузку течет только в течение положительных полупериодов, когда к аноду приложено положительное напряжение. Отрицательные полупериоды «срезаются», и ток в сопротивлении нагрузки в это время практически отсутствует.

Строго говоря, выходное напряжение U_вых (правый график) является не постоянным, хотя и течет в одном направлении, а пульсирующим. Нетрудно понять, что количество его импульсов (пульсаций) за одну секунду равно 50. Это не всегда допустимо, но пульсации можно сгладить, если подсоединить параллельно нагрузке конденсатор, имеющий достаточно большую емкость. Заряжаясь во время импульсов напряжения, в промежутках между ними конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки. Пульсации сглаживаются, а напряжение становится близким к постоянному.

Изготовленный в соответствии в этой схемой выпрямитель называется однополупериодным, поскольку в нем используется лишь один полупериод выпрямленного напряжения. Наиболее существенные недостатки такого выпрямителя следующие:

• повышенная степень пульсаций выпрямленного напряжения;
• низкий КПД;
• большой вес трансформатора и его нерациональное использование.

Поэтому применяются такие схемы только для питания устройств малой мощности. Для исправления этой нежелательной ситуации разработаны двухполупериодные выпрямители, которые превращают отрицательные полуволны в положительные. Сделать это можно по-разному, но самый простой способ — использование диодного моста.

Схема диодного моста

Рис. 2

Диодный мост — схема двухполупериодного выпрямления, содержащая 4 диода вместо одного (рис. 2в). В каждом полупериоде два из них открыты и пропускают электричество в прямом направлении, а два других закрыты, и ток через них не течет. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное — к катоду VD3. В результате оба этих диода открыты, а VD2 и VD4 — закрыты.

Во время отрицательного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD2, а отрицательное — к катоду VD4. Эти два диода открываются, а открытые во время предыдущего полупериода закрываются. Ток через сопротивление нагрузки течет в том же направлении. В сравнении с однополупериодным выпрямителем количество пульсаций возрастает вдвое. Результат — более высокая степень сглаживания при той же емкости конденсатора фильтра, увеличение КПД используемого в выпрямителе трансформатора.

Диодный мост может быть не только собран из отдельных элементов, но и изготовлен как монолитная конструкция (диодная сборка). Ее легче монтировать, а диоды обычно подобраны по параметрам. Немаловажно и то, что они работают в одинаковых тепловых режимах. Недостаток диодного моста — необходимость замены всей сборки при выходе из строя даже одного диода.

Еще ближе к постоянному будет пульсирующий выпрямленный ток, который позволяет получить трехфазный диодный мост. Его вход подключается к источнику трехфазного переменного тока (генератору или трансформатору), а напряжение на выходе почти не отличается от постоянного, и сгладить его еще проще, чем после двухполупериодного выпрямления.

Выпрямитель на основе диодного моста

Рис. 3

Схема двухполупериодного выпрямителя на основе диодного моста, пригодная для сборки своими руками, изображена на рис. 3а. Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. Для этого нужно подключить диодный мост к трансформатору.

Пульсирующее выпрямленное напряжение сглаживается электролитическим конденсатором С, имеющим достаточно большую емкость — обычно порядка нескольких тысяч мкФ. Резистор R играет роль нагрузки выпрямителя на холостом ходу. В таком режиме конденсатор С заряжается до амплитудного значения, которое в 1,4 (корень из двух) раза выше действующего значения напряжения, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора.

С ростом нагрузки выходное напряжение уменьшается. Избавиться от этого недостатка можно, подключив к выходу выпрямителя простейший транзисторный стабилизатор. На принципиальных схемах изображение диодного моста часто упрощают. На рис. 3б показано, как еще может быть изображен соответствующий фрагмент на рис. 3а.

Следует заметить, что, хотя прямое сопротивление диодов невелико, тем не менее, оно отлично от нуля. По этой причине они нагреваются в соответствии с законом Джоуля-Ленца тем сильнее, чем больше величина тока, протекающего по цепи. Для предотвращения перегрева мощные диоды часто устанавливаются на теплоотводах (радиаторах).

Диодный мост — это практически обязательный элемент любого электронного устройства, питающегося от сети, будь то компьютер или выпрямитель для зарядки мобильного телефона.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель с емкостным фильтром. Расчет и формула

4 июля 2022 г. 3 июня 2019 г. Для этого требуется трансформатор с отводом от середины, а пиковая выходная мощность выпрямителя всегда составляет половину вторичного напряжения трансформатора. Полноволновый мостовой выпрямитель с емкостным фильтром не имеет таких требований и ограничений.

Средняя мощность мостового выпрямителя составляет около 64% ​​от входного напряжения. Двухполупериодный выпрямитель мостового типа может преобразовывать переменный ток в постоянный с помощью четырех диодов. Диоды подключены таким образом, чтобы выходное пиковое напряжение оставалось равным вторичному пику трансформатора. В каждом полупериоде набор из двух диодов попеременно проводит и блокирует ток. В отличие от выпрямителя с отводом от середины, для мостового выпрямителя требуется четыре диода вместо двух, что становится дорогим.

Мостовой выпрямитель Схема:

Как следует из названия, конфигурация из четырех диодных соединений образует мост. В двух углах моста подается входное переменное напряжение, а в двух других углах моста собирается выходное постоянное напряжение.

Работа двухполупериодного мостового выпрямителя с емкостным фильтром

Положительный полупериод выпрямителя

Во время положительного периода входного переменного тока верхний угол моста относительно положительный, где подключены диоды D1 и D2. Кроме того, нижний угол моста сравнительно отрицательный, где подключены диоды D3 и D4.

• Краткое руководство по электронным генераторам и их различным типам
• Как работают микроволновые печи

В этой ситуации диод D2 смещен в прямом направлении, поскольку его анод подключен к сравнительно более высокому потенциалу, а диод D1 смещен в обратном направлении, поскольку его катод подключен к сравнительно более высокому напряжению. Точно так же в нижнем углу диод D3 смещен в прямом направлении, так как его катод подключен к относительно более низкому напряжению, а диод D4 смещен в обратном направлении, поскольку его анод подключен к сравнительно более высокому напряжению.

Для положительного цикла ток течет из верхнего угла моста через диод D2, затем через нагрузочный резистор из точки a в сторону точки b и диода D3, завершая свой путь до нижнего угла.

Отрицательный полупериод выпрямителя:

Во время отрицательного цикла входа переменного тока верхний угол моста относительно отрицательный, где подключены диоды D1 и D2. Кроме того, нижний угол моста сравнительно положительный, где подключены диоды D3 и D4.

В этой ситуации диод D1 смещен в прямом направлении, так как его катод подключен к сравнительно более низкому напряжению, а диод D2 смещен в обратном направлении, поскольку его анод подключен к сравнительно более низкому напряжению. Точно так же в нижнем углу диод D4 смещен в прямом направлении, поскольку его анод подключен к сравнительно более высокому напряжению, а диод D3 смещен в обратном направлении, поскольку его катод подключен к сравнительно более высокому напряжению.

Для отрицательного цикла ток течет из нижнего угла моста через диод D4, затем через нагрузочный резистор из точки a в сторону точки b и диода D1, завершая свой путь к верхнему углу.

Обратите внимание, что во время обоих циклов ток в нагрузке течет от точки a к точке b, и ток является однонаправленным, как постоянный, а не переменный.

Средняя выходная мощность мостового выпрямителя

• Расчет кВА трансформатора: калькулятор кВА трансформатора
• Классификация трансформаторов тока на основе четырех параметров

повторяется дважды. Другими словами, цикл периода выпуска составляет $\pi $ вместо $2\pi $. Таким образом, среднее значение выходного сигнала будет равно 9.{\pi }{sin t dt} )$

$v_{avg}=\frac{V_{p}}{\pi }(2)$

$v_{avg}=\frac{2V_{p} }{\pi }$

$v_{avg}=0,637 V_{p}$

Пиковое обратное напряжение мостового выпрямителя:

Рассмотрим положительный полупериод, где D2 и D3 смещены в прямом направлении, а D1 и D4 смещены в прямом направлении. обратная предвзятость. Пиковое обратное напряжение появляется на диодах D1 и D4. Обратное напряжение на диоде Д4 можно определить подачей КВЛ на контур

$v_{p}-PIV_{D4}-0,7v=0$

$PIV_{D4}=v_{p}-0,7v$

Коэффициент пульсаций выпрямителя:

Коэффициент пульсаций показывает эффективность двухполупериодного мостового выпрямителя с емкостным фильтром и определяется как

$r=\frac{v_ {r(pp)}}{v_{dc}}$

Где v$_{r(pp)}$ — напряжение пульсаций (пик-пик) и значение v$_{dc}$ отфильтрованного выхода. Формулы для v$_{dc}$ и v$_{r(pp)}$ приведены ниже

$v_{r(pp)}=(\frac{1}{fR_{L}C})( \frac{v_{p(s)}}{2}-0,7)$

$v_{dc}=(1-\frac{1}{2fR_{L}C})(\frac{v_{p( с)}}{2}-0,7)$

Обратите внимание на форму выходного сигнала выпрямителя: частота выходного напряжения в два раза превышает входное напряжение.

• 7 причин изучать электротехнику
• Аналоговая и цифровая электроника для инженеров pdf Книга

Зачем добавлять конденсаторы в двухполупериодный мостовой выпрямитель?

Конденсатор двухполупериодного мостового выпрямителя сглаживает пульсации постоянного тока и уменьшает пульсации. Как следует из приведенной выше формулы, напряжение пульсаций уменьшается за счет увеличения емкости конденсатора.

Вывод

• Мостовой выпрямитель преобразует обе половины входного цикла переменного тока в постоянный на выходе
• В выпрямителе используются четыре диода, поэтому он считается дорогим выпрямитель
• Напряжение пульсаций двухполупериодного мостового выпрямителя с емкостным фильтром меньше, чем у однополупериодного выпрямителя

Мостового выпрямителя с фильтром

статья про мостовой выпрямитель с фильтром. Если ты хочешь читать только о мостовом выпрямителе посетите: мостовой выпрямитель»

В центр постучал двухполупериодный выпрямитель, как положительная, так и отрицательная половина циклы исправляются. Значит нет напряжения теряется на выходе. Кроме того, выход постоянного тока произведенный двухполупериодным выпрямителем с центральным отводом, более гладкий больше, чем на выходе однополупериодного выпрямителя.

Однако, Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом имеет один недостаток. Что трансформатор, используемый в полноволновом отводе по центру выпрямитель очень дорог и занимает много места. Итак, чтобы Чтобы преодолеть этот недостаток, был разработан новый тип выпрямителя. разработан под названием мост выпрямитель.

В мост выпрямитель, трансформатор не нужен. Однако два лишних диоды (всего четыре диода) необходимы для работы моста выпрямитель.

общая стоимость мостового выпрямителя низкая по сравнению с центральный двухполупериодный выпрямитель.

Нравится двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом, выход Direct Ток (DC) мостового выпрямителя содержит небольшие рябь. Эти небольшие колебания можно уменьшить, если использовать фильтр на выходе.

фильтр преобразует пульсирующий постоянный ток (DC) в чистый Постоянный ток (DC). Фильтр состоит из комбинации компонентов, таких как конденсаторы, резисторы, и индукторы.

В В этом уроке мостовой выпрямитель состоит из конденсатора. объясняется фильтр.

Нравится двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом, мостовой выпрямитель также исправляет как положительные, так и отрицательные полупериоды входной сигнал переменного тока. Однако строительство моста выпрямитель отличается от двухполупериодного с центральным отводом выпрямитель.

В мостовом выпрямителе диоды расположены по схеме моста.

Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, а именно D ₁ , Д ₂ , Д ₃ и Д ₄ . Вход сигнал подается на две клеммы A и B, в то время как Выход постоянного тока получается через нагрузочный резистор R _L подключается между клеммами C и D.

пульсирующий выход постоянного тока, полученный на нагрузочном резисторе R _л содержит мелкую рябь. Чтобы уменьшить эти пульсации, мы используем фильтр на выходе.

фильтр, обычно используемый в мостовом выпрямителе, представляет собой конденсатор фильтр. На приведенной ниже схеме конденсаторный фильтр подключается через нагрузочный резистор R

L. .

При входной сигнал переменного тока подается во время положительного полупериода оба диода Д ₁ и D ₃ передние пристрастный. При этом диоды Д ₂ и Д ₄ имеют обратное смещение.

Вкл. с другой стороны, во время отрицательного полупериода диоды D ₂ и D ₄ смещены вперед. В то же время, диоды Д ₁ и Д ₃ имеют обратное смещение _.

Таким образом, мостовой выпрямитель допускает как положительную, так и отрицательную половину циклов входного сигнала переменного тока.

Выход постоянного тока, создаваемый мостовым выпрямителем, не является чистым постоянным током. но пульсирующий постоянный ток. Этот пульсирующий постоянный ток содержит как переменный ток, так и Компоненты постоянного тока.