Alternatif voltaj, güç kaynağı organizasyonundan tüketicilere teslim edilir. Bu, elektrik taşımacılığının özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Ancak çoğu ev tipi (ve kısmen endüstriyel) elektrik alıcıları sabit voltaj gücü gerektirir. Bunu elde etmek için dönüştürücüler gereklidir. Çoğu durumda, "düşürücü transformatör - doğrultucu - yumuşatma filtresi" şemasına göre inşa edilirler (istisna hariç). anahtarlama güç kaynakları). Bir köprü devresine bağlı diyotlar doğrultucu olarak kullanılır.
İçerik
Diyot köprüsü nedir ve nasıl çalışır?
Diyot köprüsü, AC voltajı DC'ye çeviren bir doğrultma devresi olarak kullanılır. Çalışma prensibi tek yönlü iletime dayanır - yarı iletken diyotun akımı sadece bir yönde geçirme özelliği.Tek bir diyot aynı zamanda en basit doğrultucu görevi görebilir.
Böyle bir katılımla, daha düşük (olumsuz) sinüzoidin bir kısmı "kesilmiş". Bu yöntemin dezavantajları vardır:
- çıkış voltajının şekli sabit olmaktan uzaktır, yumuşatma filtresi olarak büyük ve hacimli bir kapasitör gereklidir;
- AC gücü maksimum yarı yarıya kullanılır.
Yükten geçen akım, çıkış voltajının şeklini takip eder. Bu nedenle, diyot köprüsü şeklinde tam dalga doğrultucu kullanmak daha iyidir. Belirtilen şemaya göre dört diyotu açar ve yükü bağlarsanız, girişe alternatif bir voltaj uygulandığında, ünite şu şekilde çalışır:
Pozitif bir voltajla (sinüzoidin üst kısmı, kırmızı ok), akım VD2 diyotundan, yükten, VD3'ten akacaktır. VD4, yük, VD1 diyotu boyunca negatif (sinüzoidin alt kısmı, yeşil ok) ile. Sonuç olarak, bir periyotta akım, yükten aynı yönde iki kez geçer.
Dalgalanma seviyesi oldukça yüksek olmasına rağmen çıkış voltajı dalga biçimi düz bir çizgiye çok daha yakındır. Kaynak gücü tamamen kullanılır.
Gerekli genlikte üç fazlı bir voltaj kaynağı varsa, aşağıdaki şemaya göre bir köprü yapabilirsiniz:
İçinde, 120 derecelik bir faz kayması ile çıkış voltajının şeklini tekrarlayan yüke üç akım eklenecektir:
Çıkış voltajı sinüzoidlerin üst kısımlarında dolaşacaktır. Gerilimin tek fazlı bir devreden çok daha az titreştiği görülebilir, şekli düz bir çizgiye daha yakındır. Bu durumda, yumuşatma filtresinin kapasitansı minimum olacaktır.
Ve köprünün başka bir versiyonu - kontrollü.İçinde iki diyot, tristörlerle değiştirilir - kontrol elektroduna bir sinyal uygulandığında açılan elektronik cihazlar. Açık formda, tristörler neredeyse sıradan diyotlar gibi davranır. Şema şöyle görünür:
Kararlaştırılan zamanlarda kontrol devresinden açma sinyalleri verilir, gerilim sıfırdan geçtiği anda kapatma gerçekleşir. Daha sonra kapasitör boyunca voltajın ortalaması alınır ve bu ortalama seviye kontrol edilebilir.
Diyot köprüsü tanımı ve bağlantı şeması
Bir diyot köprüsü çeşitli şemalara göre inşa edilebildiğinden ve birkaç eleman içerdiğinden, çoğu durumda bir doğrultucu tertibatının tanımı, basitçe devre şeması çizilerek yapılır. Bu kabul edilemezse - örneğin, bir blok şema oluşturma durumunda - o zaman köprü, herhangi bir AC-DC dönüştürücüyü gösteren bir sembol olarak gösterilir:
"~" harfi zincir anlamına gelir alternatif akım, sembolü "=" - DC devreleri ve "+" ve "-" - çıkış polaritesi.
Doğrultucu, 4 diyotlu klasik köprü devresine göre yapılmışsa, biraz basitleştirilmiş bir görüntüye izin verilir:
Doğrultucu birimin girişi, polariteye dikkat edilmeden AC kaynağının çıkış terminallerine (çoğu durumda bir düşürücü transformatördür) bağlanır - herhangi bir çıkış terminali herhangi bir girişe bağlanır. Köprünün çıkışı yüke bağlanır. Polarite gerektirebilir veya gerektirmeyebilir (bir dengeleyici, yumuşatma filtresi dahil).
Diyot köprüsü sabit bir voltaj kaynağına bağlanabilir.Bu durumda, kasıtsız polarite tersine çevrilmesine karşı bir koruma devresi elde edilir - köprü girişlerinin güç kaynağının çıkışına herhangi bir bağlantısıyla, çıkışındaki voltajın polaritesi değişmez.
Ana teknik özellikler
Diyot veya bitmiş bir köprü seçerken, öncelikle şunlara bakmanız gerekir. maksimum çalışma ileri akımı. Yük akımını bir marjla aşmalıdır. Bu değer bilinmiyorsa, ancak güç biliniyorsa, Iload \u003d Pload / Uout formülüne göre akıma dönüştürülmelidir. İzin verilen akımı artırmak için yarı iletken cihazlar paralel olarak bağlanabilir - en büyük yük akımı diyot sayısına bölünür. Bu durumda, açık durumdaki voltaj düşüşünün yakın değerine göre köprünün bir kolundaki diyotları seçmek daha iyidir.
İkinci önemli parametre ise ileri voltajköprünün veya elemanlarının tasarlandığı yer. AC kaynağının çıkış voltajından daha düşük olmamalıdır (tepe değer!). Cihazın güvenilir çalışması için %20-30 arasında bir marj almanız gerekir. İzin verilen voltajı artırmak için diyotlar, köprünün her bir koluna seri olarak bağlanabilir.
Bu iki parametre, bir doğrultucu cihazda diyot kullanımına ilişkin bir ön karar için yeterlidir, ancak diğer bazı özellikler de dikkate alınmalıdır:
- maksimum çalışma frekansı - genellikle birkaç kilohertz ve 50 veya 100 Hz'lik endüstriyel frekanslarda çalışma için önemli değildir ve diyot bir darbe devresinde çalışıyorsa, bu parametre belirleyici olabilir;
- durum voltaj düşüşü silikon diyotlar için yaklaşık 0,6 V'tur, bu, örneğin 36 V'luk bir çıkış voltajı için önemsizdir, ancak 5 V'un altında çalışırken kritik olabilir - bu durumda, düşük bir ile karakterize edilen Schottky diyotları seçilmelidir. bu parametrenin değeri.
Diyot köprü çeşitleri ve işaretlenmesi
Diyot köprüsü, ayrı diyotlar üzerine monte edilebilir. Polariteyi gözlemlemek için işaretlere dikkat etmeniz gerekir. Bazı durumlarda, yarı iletken cihazın gövdesine doğrudan desen şeklinde bir işaret uygulanır. Bu, yerli ürünler için tipiktir.
Yabancı (ve birçok modern Rus) cihaz bir nokta veya halka ile işaretlenmiştir. Çoğu durumda, bu anodun tanımıdır, ancak garanti yoktur. Kılavuza bakmak veya test cihazını kullanmak daha iyidir.
Montajdan bir köprü yapabilirsiniz - dört diyot tek bir pakette birleştirilir ve kabloların bağlantısı harici iletkenlerle (örneğin, baskılı devre kartında) yapılabilir. Montaj şemaları değiştirilebilir, bu nedenle doğru bağlantı için veri sayfalarına bakmanız gerekir.
Örneğin, 4 diyot içeren ancak yalnızca 6 pime sahip olan BAV99S diyot tertibatının içinde iki yarım köprü bulunur ve bunlar aşağıdaki şekilde bağlanır (kutu üzerinde pim 1'in yanında bir nokta vardır):
Tam teşekküllü bir köprü elde etmek için, ilgili çıkışları harici iletkenlere bağlamanız gerekir (kırmızı iz, basılı kablo kullanılması durumunda izleri gösterir):
Bu durumda pim 3 ve 6'ya alternatif bir voltaj uygulanır. Sabitin pozitif kutbu pim 5 veya 2'den çıkarılır ve negatif kutup pim 4 veya 1'den alınır.
Ve en kolay seçenek, içinde hazır bir köprü ile monte etmektir.Yerli ürünlerden bunlar KTs402, KTs405 olabilir, yabancı üretimin montaj köprüleri var. Çoğu durumda, sonuçların işaretlenmesi doğrudan vakaya uygulanır ve görev yalnızca özelliklere göre doğru seçime ve hatasız bağlantıya indirgenir. Sonuçların harici bir tanımı yoksa, dizine başvurmanız gerekecektir.
Avantajlar ve dezavantajlar
Bir diyot köprüsünün avantajları iyi bilinmektedir:
- onlarca yıldır uygulanan planlar;
- montaj ve bağlantı kolaylığı;
- basit arıza teşhisi ve kolay onarım.
Dezavantajları olarak, artan güç ile devrenin boyutlarının ve ağırlığının artmasının yanı sıra yüksek güçlü diyotlar için ısı emici kullanma ihtiyacından bahsetmek gerekir. Ancak bu konuda hiçbir şey yapılamaz - fizik aldatılamaz. Bu koşullar kabul edilemez hale geldiğinde, darbeli bir güç kaynağı devresine geçişe karar vermek gerekir. Bu arada, içinde köprü diyotları kullanılabilir.
Çıkış voltajının şeklinin sabit olmaktan uzak olduğuna da dikkat edilmelidir. Besleme voltajının kararlılığı konusunda talepte bulunan tüketicilerle çalışmak için, yumuşatma filtreleri ve gerekirse çıkış stabilizatörleri ile birlikte bir köprü kullanmak gerekir.
Benzer makaleler:
