Как известно, в розетках нашей электросети используется переменный ток с напряжением 220 вольт. Однако, как поступить, если требуется подать питание низковольтному приемнику, функционирующему на постоянном токе? Вопрос о том, как преобразовать переменный ток в постоянный, остается открытым. В случае с напряжением ситуация решается с помощью трансформатора, но как обеспечить постоянный ток — это уже более сложный вопрос.
В этой ситуации нам на помощь приходит такое устройство как выпрямитель.Это устройство содержится почти во всех электронных приборах, которые работает на постоянном токе, от сварочных полуавтоматов, до блоков питания. В статье мы рассмотрим классическую схему выпрямителя из четырех диодов, которая именуется выпрямительным диодным мостом.
Для чего нужен диодный мост
Как мы должны были понять, диодный мост нужен для того, чтобы сделать из переменного тока постоянный. Это устройство придумал немецкий ученый Леоц Гретц, второе название диодного моста – мостовая схема Гретца.
Принцип действия таков: на вход диодного моста подается переменный электрический ток, а на его выходах появляется постоянный пульсирующий ток. Частота пульсаций зависит от частоты переменного тока.
Если взять стандартное значение частоты для наших широт (50 Гц), то частота пульсаций постоянного тока будет равна 100 Гц. Для того, чтобы сгладить пульсации, ставиться конденсатор – это устройство будет полноценным выпрямителем.
Схема, которая рассматривается в данной статье, применяется в двухфазной сети. Для трехфазной сети применяется другие схемы, которые не будут рассмотрены в этой статье. Выполняется в виде четырех соединённых диодов или диодной сборки. Диодная сборка – это тот же диодный мост, только сделан в одном корпусе. У обоих вариантов исполнения есть свои плюсы и недостатки. Например, в случае неисправности одного из диодов, продеться заменить всю диодную сборку – это ее минус.
При подборе диодного моста или отдельных диодов для него, учитываются следующие характеристики:
- Обратное напряжение диодов;
- Обратный ток диодов;
- Длительно допустимый ток;
- Максимальная рабочая температура;
- Рабочая частота (актуально для высокочастотных приборов).
Это основные параметры, по которым подбираются диоды для самостоятельной сборки или диодные мосты. Все зависит от нагрузки, которую вы хотите запитать, но будь то блок питания или зарядное устройство, лучше взять с запасом, нежели впритык.
Это обезопасит ваше устройство. Бывают ситуации, когда диодный мост может сильно нагреваться или даже сгореть. Это происходит из-за высокого тока, которые проходя по диодам нагревает их, либо из-за плохого охлаждения, особенно в мощных устройствах.
Для лучшего охлаждения и профилактики сгораний диодного моста, рекомендуется использовать радиаторы, которые будут эффективно рассеивать тепло.
Диоды тоже имеют свое сопротивление и на каждом из них падает напряжение. Для высоковольтных аппаратов – это не существенные потери, но для низковольтных приемников (до 12 вольт) такие потери будут существенны.
В этой ситуации в место обычных диодов, в схеме применяется диоды Шоттки. На выпрямителе из таких диодов будет низкое падение напряжения, приемлемое для низковольтной аппаратуры.
Из-за особенностей диодов Шоттки, такие диодные мосты могут работать на сверхвысоких частотах. Но будьте осторожны, при малейшем превышении обратного напряжения, такие диоды выходят из строя.
Схема диодного моста
Как мы выяснили выше, схема диодного моста состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных по схеме Гретца. Такая схема еще называется двухполупериодным выпрямителем.
На принципиальных схемах диодный мост может обозначаться по-разному, либо как схема из четырех диодов, либо как один большой диод в ромбике. Суть его от этого не меняется, вот несколько примеров:
А вот так обозначается выпрямитель со сглаживающим конденсатором:
Как работает диодный мост
Принцип работы диодного моста достаточно прост. Переменный ток имеет две полуволны: положительную отрицательную. Каждое плечо (2 диода) выпрямляют свою полуволну, в то время как второе плечо блокирует протекание тока в другом направлении. В результате выпрямляется два полупериода, а на выводах всегда неизменная полярность.
Подключить диодный мост не составит труда, ведь это схематично показано на всех УГО (это и есть схема подключения) этого устройства. В случае с подключением диодной сборки, ее выводы обозначены соответственными обозначениями.
Собрать диодный мост самостоятельно тоже проще простого. Если вы уже подобрали диоды, то достаточно припаять их концы соответственно схеме. Но перед этим не поленитесь проверить диоды на исправность и не перепутайте их полярность.
Обычно катод и анод указаны на корпусе диодов.
Если остались вопросы, то рекомендуем к просмотру видео, чтобы найти ответы на оставшиеся вопросы.
Вывод
В статье мы рассмотрели такое классическое электронное устройство как диодный мост. Изучили его схему и разобрались в принципе работы. Я, как автор этой статьи, надеюсь, что она будет понятна даже чайнику и эти знания помогут вам в освоении радиоэлектроники.
Следующая
Как проверить диодный мост на плате?
Для проверки диодного моста на плате можно использовать мультиметр. Диодный мост — это электронное устройство, состоящее из четырех диодов, которые соединены таким образом, чтобы позволять току протекать только в одном направлении.
Вот как можно проверить диодный мост на плате:
-
Отключите устройство от источника питания и удалите плату из корпуса, если это необходимо.
-
Установите мультиметр в режим проверки диодов. Для этого нужно повернуть переключатель мультиметра на значок диода (обычно обозначается знаком «диод» или «diode»). Если у вашего мультиметра нет такого режима, вы можете использовать режим проверки продолжительности, который также может использоваться для проверки диодного моста.
-
Подключите красный провод мультиметра к одному из выводов диодного моста и черный провод к другому выводу. Обратите внимание на полярность: если вы подключите мультиметр к диодному мосту неправильно, вы получите неверный результат.
-
Поверните плату на другую сторону и повторите операцию для другой пары выводов диодного моста.
-
Если диодный мост исправен, мультиметр должен показать напряжение в одном направлении, а в другом — ноль или близкое к нулю значение. Если мультиметр показывает напряжение в обоих направлениях, это может указывать на неисправность диода или диодов в мосте.
-
Повторите процедуру для оставшихся двух выводов диодного моста.
Если мультиметр показывает, что диодный мост неисправен, то его нужно заменить. Если вы не уверены в своих навыках ремонта электроники, лучше обратиться к специалисту.
