Praktični most diode za napetost 12 voltov

Radijski in električni napajalniki skoraj vedno uporabljajo usmernike za pretvorbo AC v DC. To je posledica dejstva, da je treba skoraj vsa elektronska vezja in druge naprave napajati iz virov DC. Usmerjevalnik je lahko katerikoli element z nelinearno tokovno-napetostno karakteristiko, z drugimi besedami, različen tok v nasprotnih smereh. V sodobnih napravah se običajno uporabljajo ravne polprevodniške diode kot taki elementi.

Polprevodniški diodni krog

Circuit polprevodniške diode.

Polprevodniške diode

Skupaj z dobrimi prevodniki in izolatorji obstaja veliko snovi, ki so vmesni pri prevodu med tema dvema razredoma. Te snovi imenujejo polprevodnike. Odpornost čistega polprevodnika se zmanjšuje s povečano temperaturo, za razliko od kovin, katerih odpornost se poveča v teh pogojih.

Z dodajanjem majhne količine nečistoč čistemu polprevodniku lahko bistveno spremenimo njegovo prevodnost. Obstajata dve vrsti takih nečistoč: Dioda naprava

Slika 1. Planarna dioda: a. naprava dioda; b. oznaka diode v električnih vezjih; v videz planarnih diod različnih moči.

  1. Donator - pretvorba čistega materiala v polprevodnik n-tipa, ki vsebuje presežek prostih elektronov. Ta vrsta prevodnosti se imenuje elektronski.
  2. Sprejemnik - pretvorba istega materiala v polprevodnik p-tipa, ki ima umetno ustvarjeno pomanjkanje prostih elektronov. Prevodnost takšnega polprevodnika se imenuje luknja. "Hole" - kraj, ki je zapustil elektron, se obnaša kot pozitiven naboj.

Ploska na meji polprevodnikov p in n-tipa (pn spoj) ima enosmerno prevodnost - poteka v eni (naprej) smeri in zelo slabo v nasprotni smeri (obratno). Naprava ploskovne diode je prikazana na sliki 1a. Osnova je polprevodniška plošča (germanij) z majhno količino nečistoč donorja (n-tipa), na kateri je nameščen kos indija, ki je akceptorska nečistoča.

Po segrevanju se indij razteza v sosednja področja polprevodnika in jih pretvori v polprevodnike p-tipa. Na meji območij z dvema vrstama prevodnosti se pojavi p-n križišče. Izhod, povezan s polprevodnikom p-tipa, se imenuje anoda nastale diode, nasprotno - njegova katoda. Slika polprevodniške diode na diagramih vezij je prikazana na sl. 1b, videz planarnih diod različnih moči - na Sl. 1c.

Nazaj na kazalo

Najenostavnejši usmernik

Trenutne značilnosti v različnih vezjih

Slika 2. Trenutna karakteristika v različnih vezjih.

Tok, ki teče v običajnem omrežju razsvetljave, je spremenljiv. Njegova velikost in smer se v eni sekundi spreminjajo 50-krat. Graf njene napetosti v primerjavi s časom je prikazan na sl. 2a Pozitivne polovice so prikazane z rdečimi, negativnimi v modri barvi.

Ker se velikost toka spreminja od nič do največje (amplitude) vrednosti, se uvede koncept efektivne vrednosti toka in napetosti. Na primer, v svetlobnem omrežju je efektivna vrednost napetosti 220 V - v grelcu, ki je vključen v to omrežje, enaka toplota generirana za ista obdobja kot v isti napravi v 220 V DC vezju.

Toda v resnici se napetost v omrežju spreminja v 0,02 z naslednjim:

  • prva četrtina tega časa (obdobje) - poveča od 0 do 311 V;
  • drugo četrtletje obdobja - se zmanjša z 311 na 0;
  • v tretjem četrtletju obdobja - se zmanjša od 0 do 311 V;
  • zadnja četrtina obdobja se povečuje z 311 V na 0.

V tem primeru je 311 V amplituda napetosti Uo. Amplituda in učinkovita napetost (U) sta medsebojno povezana s formulo:

Uo = √2 * U.

Diode most

Slika 3. Diode most.

Če je izmenični tok serijske vezane diode (VD) in obremenitve priključen na vezje (slika 2b), tok teče skozi to le v času pozitivnih polovičnih obdobij (slika 2c). To se zgodi zaradi enostranske prevodnosti diode. Tovrstni usmernik se imenuje pol-val - polovica obdobja, ko je tok v krogu, v drugem - je odsoten.

Tok, ki teče skozi obremenitev v takem usmerniku, ni konstanten, temveč pulsiran. Pretvori se v skoraj konstantno s kondenzatorjem filtra C vzporedno z obremenitvijof dovolj velika zmogljivost. V prvem četrtletju obdobja je kondenzator napolnjen z amplitudno vrednostjo, v intervalih med pulzacijami pa se odvajajo na obremenitev. Napetost postane skoraj konstantna. Učinek glajenja je močnejši, večja je kapacitivnost kondenzatorja.

Nazaj na kazalo

Diodno vezje

Bolj popoln je shema za ravnanje s celotnim valovanjem, ko se uporabita tako pozitivna kot negativna polovična obdobja. Obstaja več vrst takšnih shem, najpogosteje pa se uporablja pločnik. Diagram diodnega mostu je prikazan na sl. 3c. Na njej rdeča črta kaže, kako tok teče skozi obremenitev med pozitivnim in modro-negativnim polčasom.

12-voltni usmerni tokokrog

Slika 4. Krog napajalne napetosti 12 voltov, ki uporablja diode most.

V prvi in ​​drugi polovici obdobja tok skozi obremenitev teče v isti smeri (slika 3b). Število pulzov za eno sekundo ni 50, tako kot pri polavalnem ravnanju, toda 100. Skladno s tem z enako kapacitivnostjo filtrskega kondenzatorja bo izravnalni učinek bolj izrazit.

Kot lahko vidite, za izgradnjo diode most potrebujete 4 diode - VD1-VD4. V preteklosti so bili diode v glavnih diagramih prikazani na enak način kot na sl. 3c. Danes je slika, prikazana na sliki 2, splošno sprejeta. 3g. Čeprav na njem obstaja samo ena slika diode, ne smemo pozabiti, da most sestavljajo štiri diode.

Mostno vezje je najpogosteje sestavljeno iz posameznih diod, vendar se včasih uporabljajo monolitne diode. Lažje jih je pritrditi na ploščo, vendar ko ena roka mosta ne uspe, se zamenja celoten sklop. Izberite diode, iz katerih je pritrjen most, glede na velikost toka, ki teče skozi njih, in velikost dopustne povratne napetosti. Ti podatki vam omogočajo, da dobite navodila za diode ali referenčne knjige.

Celoten diagram napajalnika 12 voltov z diode je prikazan na sl. 4. T1 je transformator od spodaj navzgor, katerega sekundarna navitje zagotavlja napetost 10-12 V. Varovalka FU1 je pomembna podrobnost z vidika varnosti in je ne smemo zanemariti. Blagovna znamka diode VD1-VD4, kot je že omenjeno, je odvisna od količine toka, ki se bo porabil od usmernika. Kondenzator C1 - elektrolitski, z zmogljivostjo 1000,0 mikrofaradov ali več, pri napetosti, ki ni nižja od 16 V.

Izhodna napetost je fiksna, njegova vrednost je odvisna od obremenitve. Večji je tok, manjši je obseg te napetosti. Da bi dobili nastavljivo in stabilno izhodno napetost, je potreben bolj kompleksen vezje. Prejemajte nastavljivo napetost iz vezja, prikazanega na sl. 4 na dva načina:

  1. Z uporabo primarnega navitja transformatorja T1 nastavljamo napetost, na primer iz LATR-a.
  2. Ko naredimo nekaj pip iz sekundarnega navitja transformatorja in postavimo stikalo.

Upamo, da bodo zgoraj opisani in diagrami praktično pomagali pri sestavljanju enostavnega usmernika za praktične potrebe.

Dodaj komentar