Выпрямители тока: переменный ток в постоянный, схема выпрямителя тока

Содержание

Выпрямители тока: принцип работы, схема

Выпрямитель — это устройство, которое создано для преобразования тока. Многие модели устанавливаются с фильтрами. Сфера применения выпрямителей очень широкая. Они активно используются в блоках питания, подстанциях, а также сварочных аппаратах.

В первую очередь модели делятся по фазам. Существуют двухфазные, а также трехфазные модификации. Мостовые устройства изготавливаются исключительно для преобразователей. По мощности выделяют силовые элементы, а также модели сигналов. По наличию устройств стабилизации они делятся на полноволновые, неполноволновые, двухпериодные и трансформаторные модификации. Для того чтобы разобраться в выпрямителях, необходимо рассмотреть схему обычной модели.

Схема выпрямителя

Схема выпрямителя тока включает в себя проводники с различной проводимостью тока. Также в устройствах используются каналы. Электронные вентили устанавливаются различной чувствительности. Если рассматривать мостовые модификации, то у них применяются стабилитроны. Также на рынке представлены диодные устройства.

Принцип действия

Принцип работы выпрямителя основывается на преобразовании тока. Осуществляется данный процесс за счет изменения частоты. Для этого в устройстве имеется электронный вентиль. Для стабилизации процесса преобразования используются каналы. Чтобы избежать проблем с отрицательной полярностью, устанавливаются стабилитроны. Непосредственно подключение устройства осуществляется через проводники.

Силовые устройства

Выпрямители тока данного типа используются в различных блоках питания. Наиболее часто их можно встретить в персональных компьютерах. Схема устройства предполагает использование векторного транзистора. Если рассматривать двухканальную модификацию, то подключение осуществляется через расширитель.

В некоторых устройствах используются тетроды. Если рассматривать трехканальные элементы, то они рассчитаны для блоков питания на 20 В. В данном случае тетроды никогда не применяются. Принцип работы выпрямителей построен на изменении частоты. Многие модификации продаются с электронными вентилями. Если говорить про параметры, то чувствительность устройства колеблется в районе 23 мВ. Непосредственно проводимость тока у моделей не превышает 2 мк.

Принцип работы выпрямителей сигналов

Выпрямители сигналов работают от обратной связи. Использоваться модели могут только в сети с переменным током. Если рассматривать устройства на 12 Вт, то следует отметить, что фильтры применяются только полудуплексного типа. Также стандартная схема выпрямителя подразумевает использование транзистора с ресивером.

У моделей на три канала обязательно используются триггеры. Данные устройства устанавливаются через изоляторы. Выходное напряжение у моделей, как правило, не превышает 20 В. Силовая электроника у выпрямителей позволила решить проблему с перепадами напряжения за счет установки диодных мостов.

Мостовые устройства

Мостовые выпрямители продаются для блоков питания и преобразователей. Действуют устройства в сети с переменным током. Непосредственно изменение частоты осуществляется за счет работы расширителя. Указанный элемент в выпрямителе играет роль проводника. В некоторых случаях он устанавливается с изоляторами. По системе защиты мостовые выпрямители довольно сильно отличаются.

Если рассматривать модификации на три канала, то у них используются триггеры. Данные элементы могут устанавливаться с обкладкой и без нее. Модификации на четыре канала встречаются очень редко. Показатель проводимости тока у выпрямителей не превышает 40 мк. В данном случае чувствительность устройства равняется 2,5 мк.

Двухфазные модификации

Двухфазные выпрямители тока производятся для транспортных средств. Работают модели по принципу изменения частоты. Осуществляться этот процесс может за счет расширителя либо триггера. Наиболее часто модели встречаются без тетродов. Параметр предельной перегрузки у модификаций не превышает 6 А. Фильтры используются, как правило, проводного типа.

Если рассматривать модификации на три канала, то у них есть двухразрядный триггер. Показатель его чувствительности составляет не более 3 мк. В свою очередь, выходное напряжение максимум равняется 35 В. Силовая электроника у двухфазных устройств дала возможность решить проблему с перегрузками напряжения благодаря использованию диодных мотов.

Трехфазные модели

Трехфазный выпрямитель встретить можно только в трансформаторных подстанциях. Работают устройства от высоковольтной чети. В данном случае принцип работы модели построен то резком увеличении частоты. Параметр выходного напряжения при этом остается неизменными. Выпускаются модели на три и четыре канала. Подсоединение у них происходит через проводники.

Трехфазный выпрямитель на три канала выпускается с тетродами. В некоторых случаях для стабилизации процесса преобразования применяются расширители. Если говорить про выпрямители на четыре канала, то важно отметить, что они производятся всегда с усилителями. В данном случае показатель проводимости тока лежит в пределах 70 мк. Чувствительность выпрямителя равняется не более 4,2 мВ.

Полноволновые устройства

Полноволновый выпрямитель напряжения тока работает за счет смены полярности на расширителях. Транзисторы, как правило, используются открытого типа. Подходят данные устройства для преобразователей на 20 и 30 В. Непосредственно параметр чувствительности у них равняется 3 мВ. В свою очередь, проводимость тока находится в районе 4,5 мк.

Если говорить про модификации на три канала, то они устанавливаются только в блоки питания с усилителями. Фильтры для выпрямителей подходят в основном расширительного типа. Если говорить про устройства на четыре канала, то у них показатель проводимости тока лежит в районе 3 мк. Для трансформаторных подстанций модели не подходят.

Неполноволновые модификации

Неполноволновые выпрямители тока отличаются отсутствием электронного вентиля. Выпускаются элементы только с двумя каналами. Непосредственно подсоединение модификации осуществляется через контакты. Изоляторы используются как с обкладкой, так и без нее. В некоторых случаях применяются усилители.

Также важно отметить, что устанавливаются выпрямители данного типа в контроллерах. Параметр выходного напряжения у них, как правило, не превышает 30 В. В среднем чувствительность устройств составляет 75 мВ. В данном случае проводимость тока зависит от типа используемых фильтров.

Однопериодные модификации

Однопериодные выпрямители тока производятся для различных ресиверов. Отличительной чертой элементов принято считать высокий параметр проводимости тока. Работают устройства от обратной полярности. Выпускаются модели на два и три канала. Если рассматривать первый вариант, то важно отметить, что проводники используются с обкладкой. В данном случае расширители устанавливаются редко. Параметр проводимости тока у выпрямителей колеблется в районе 3 мк.

Если говорить про устройства на три канала, то они всегда выпускаются с тетродами. Также схема модификации подразумевает использование модуляторов. Для низкочастотных ресиверов указанные выпрямители подходят идеально. В данном случае чувствительность составляет не более 60 мВ.

Схема двухпериодных устройств

Двухпериодный выпрямитель тока 220 В производится для преобразования тока от приводных устройств. В данном случае процесс происходит за счет изменения частоты напряжения. Расширители у моделей используются, как правило, отрытого типа. Если говорить про модификации на два канала, то у них применяются распределительные фильтры. В некоторых случаях устанавливаются триггеры. Для подключения устройств к приводным установкам необходимы транзисторы полевого типа. Выпускаются они с различной емкостью. Как правило, на рынке представлены модификации на 20 пФ.

Особенности трансформаторных устройств

Трансформаторный выпрямитель (преобразователь электрической энергии) способен работать в сети с постоянным и переменным током. В данном случае триггеры используются трехразрядного типа. Для подключения устройств применяются проводники. Встретить трансформаторные выпрямители можно на подстанциях. Данные устройства рассчитаны на высокое выходное напряжение.

Система защиты у них устанавливается с хроматическими фильтрами. В данном случае параметр чувствительности лежит в пределах 80 мВ. Для приводных механизмов указанные устройства не подходят однозначно. Показатель приводимости тока у них равняется 20 мк. Триггеры для цепей подбираются как открытого, так и закрытого типа. В среднем параметр пороговой перегрузки находится на уровне 5 А.

Модели с умножением напряжения

Выпрямители данного типа на сегодняшний день активно используются в преобразователях. Стандартная схема модификации включает в себя вентиль, а также транзисторы. В среднем показатель их емкости равняется 2 пФ. Непосредственно проводимость тока составляет не более 3 мк.

Если говорить про модификации на два канала, то у них используются расширители. Устанавливаются они как открытого, так и закрытого типа. Во многих моделях есть регуляторы. Если говорить про выпрямители на четыре канала, то они производятся с модуляторами. Для их работы используются различные триггеры. Чаще всего они встречаются трехразрядного типа.

Модификации с гальванической развязкой

Устройства с гальванической развязкой работают по принципу понижения частоты. Подключаются они только от сети с переменным током. В данном случае транзисторы устанавливаются на 20 пФ. Непосредственно показатель чувствительности равняется 88 мВ. Если говорить про модификации на три канала, то у них применяются импульсные модуляторы. Во многих моделях есть защитные системы, которые помогают справляться с перегрузами. Фильтры используются с лучевыми тетродами.

ВЫПРЯМИТЕЛИ

   В этой статье мы разберем какие бывают выпрямители, для какой цели служат, в чем заключаются особенности того или иного выпрямителя. Если мы решаем собрать какое-либо устройство или просто необходимо запитать готовое, то мы можем использовать питание от гальванических элементов (батареек), либо воспользоваться для этих целей аккумуляторами. Но как быть, если радиоустройство не планируется носить с собой и оно потребляет значительный ток? В таких случаях запитывают устройство от сети 220 вольт.

Фото трансформаторный блок питания

   Напрямую запитать от 220 вольт, разумеется, мы не можем, напряжение слишком высокое и ток переменный, а для питания электронных устройств почти всегда необходим постоянный ток и более низкое напряжение. Необходим так называемый сетевой адаптер.

Фотография трансформатора

   Понизить напряжение мы можем с помощью трансформатора, о нем мы поговорим в одной из следующих статей, пока нам достаточно знать, что с помощью трансформатора мы можем понизить или повысить напряжение при переменном токе. Далее нам необходимо сделать из переменного тока постоянный, для этих целей и служит выпрямитель. Существуют три основных типа выпрямителей.

Однополупериодный выпрямитель

Схема однополупериодный выпрямитель

   Этот выпрямитель работает только в течение положительного полупериода синусоиды. Это можно видеть на следующем графике:

Выпрямленный ток после однополупериодного выпрямителя

   На выходе после диода мы получаем пульсирующее напряжение, нам нужно сделать из него постоянное, то есть из пульсирующего тока получить постоянный. Для этих целей служит электролитический конденсатор большой емкости, подключенный параллельно выходу питания в соответствии с полярностью. На фотографии ниже можно увидеть внешний вид подобного конденсатора:

Электролитический конденсатор большой емкости

    Такой конденсатор благодаря большой емкости разряжается в течении отрицательного полупериода синусоиды. Обычно для фильтрации напряжения в выпрямителях применяют электролитические конденсаторы от 2200 микрофарад. В усилителях и других устройствах, где важно чтобы напряжение не проседало при увеличении мощности нагрузки, ставят конденсаторы на большую емкость, чем 2200 микрофарад. Для устройств питающих бытовую аппаратуру обычно конденсаторов такой емкости бывает достаточно. На следующем графике (выделено красным), мы можем видеть, как конденсатор поддерживает напряжение стабильным во время прохождения отрицательной полуволны.

Выпрямленный ток в однополупериодном выпрямителе после конденсатора

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой

Схема двухполупериодный выпрямитель со средней точкой

   Для этой схемы необходим трансформатор, с двумя вторичными обмотками. Напряжение на диодах в два раза выше, чем при включении схемы с однополупериодным выпрямителем или при включении мостовой схемы. В этой схеме попеременно работают оба полупериода. В течении положительного полупериода работает одна часть схемы обозначенная В1, во время отрицательного полупериода работает вторая часть схемы обозначенная В2. Эта схема является менее экономичной, чем мостовая схема, в частности у неё более низкий коэффициент использования трансформатора. В этой схеме после диодов получается также пульсирующее напряжение, но частота пульсаций в два раза выше. Что мы и можем видеть на следующем графике:

График двухполупериодного выпрямителя

Двухполупериодный выпрямитель, мостовая схема

Схема двухполупериодный выпрямитель мостовая схема

   И наконец, рассмотрим схему мостового выпрямителя, самую распространенную схему, по которой сделана большая часть всех выпущенных трансформаторных блоков питания. Сейчас объясню принцип работы диодного моста:

Диодный мост рисунок

   Ток у нас на выходе с трансформатора переменный, а переменный ток, как известно, в течение периода дважды меняет свое направление. Говоря другими словам, конечно же упрощенно, при переменном токе с частотой 50 герц, ток у нас 100 раз в секунду меняет свое направление. То есть сначала он течет от вывода диодного моста под цифрой один, ко второму, потом в течение другой полуволны он течет от вывода под номером два к первому. 

Объяснение работы диодного моста

   Рассмотрим, что происходит с диодным мостом при подаче напряжения, мы видим, на рисунке обозначен красным путь тока, напрямую пройти к выводу диодного моста соединенного с переменным током не позволит диод, который получается у нас включенный в обратном включении, а в обратном включении, как мы помним, диоды не пропускают ток. Току остается только один путь (выделено на рисунке синим), через нагрузку и через диод уйти в провод соединенный с выводом переменного тока. Когда у нас ток меняет свое направление, то вступает в действие вторая часть диодного моста, которая действует аналогично той, что описал выше. В итоге у нас получается на выходе такой же график напряжения, как и у двухполупериодного выпрямителя со средней точкой:

График мостого выпрямителя

   При сборке выпрямителя нужно учитывать полярность на выходе диодного моста, если мы подключим электролитический конденсатор неправильно, то рискуем испортить конденсатор и можно считать, что повезло, если этим все ограничится. Поэтому при сборке диодного моста важно помнить одно правило, плюс на выходе с моста всегда будет в точке соединения 2 катодов диодов, а минус в точке соединения анодов. Встречается и такое обозначение на схемах диодного моста:

Еще одно изображение диодного моста

   Диодный мост можно собрать как из отдельных диодов, так и взять специальную сборку из 4 диодов, уже соединенных по мостовой схеме, и имеющий 4 вывода. В таком случае остается только подать переменный ток, идущий обычно с вторичной обмотки трансформатора на два вывода моста, а с оставшихся двух выводов снимать плюс и минус. Обычно на самой детали бывает обозначено, где какой вывод у моста. Так выглядит импортный диодный мост:

Фото импортного диодного моста

   На фото далее изображен отечественный диодный мост КЦ405.

Фото диодный мост кц405

Трехфазные выпрямители

   Существуют и трехфазные трансформаторы. Обычным однофазным диодным мостом с такого трансформатора не получится на выходе постоянный ток. Конечно, если нагрузка небольшая можно подключиться к одной фазе и к нулевому проводу трансформатора, но экономичным такое решение не назовешь.

Фото трехфазного трансформатора

   Для трехфазного тока существуют специальные схемы выпрямителей, две таких схемы приведены на рисунках ниже. Первая, известная как схема Миткевича, имеет низкий коэффициент габаритной мощности трансформатора. Эта схема применяется при небольших мощностях нагрузки.

Схема Миткевича

   Вторая схема, известная как Схема Ларионова, нашла широкое применение в электротехнике, так как имеет лучшие технико-экономические показатели по сравнению со схемой Миткевича.

Схема Ларионова

   Схема Ларионова может использоваться как «звезда-Ларионов” и «треугольник-Ларионов”. Вид подключения зависит от схемы подключения трансформатора, либо генератора, с выходом которого соединен этот выпрямитель. Автор статьи — AKV.

   Форум

   Обсудить статью ВЫПРЯМИТЕЛИ

Выпрямитель тока — это… Что такое Выпрямитель тока?

        преобразователь электрического тока переменного направления в ток постоянного направления. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают ток переменного направления (см. Переменный ток). Однако многие электрические устройства на городском и железнодорожном транспорте, в химической и радиотехнической промышленности, в цветной металлургии и др. работают на токе постоянного направления (см. Постоянный ток) различного напряжения. В простейшем случае переменный ток выпрямляется вентилем электрическим (См. Вентиль электрический), пропускающим ток (например, синусоидальный) только или преимущественно в одном направлении. По видам применяемых вентилей В. т. подразделяют на электроконтактные, кенотронные, газотронные, тиратронные, ртутные, полупроводниковые и тиристорные.

         Различают схемы В. т. однополупериодные, двухполупериодные с нулевым выводом и мостовые. На рис. 1, а приведена однополупериодная схема выпрямителя однофазного тока. Основные элементы В. т.: трансформатор Тр, вентиль В и сглаживающий фильтр С. Напряжение U1, обычно синусоидальное, от источника переменного тока через трансформатор Тр подаётся на вентиль В. Ток J в нагрузке Rн течёт только при положительной полярности подводимого напряжения, т. е. при открытом состоянии В. Конденсатор С заряжается положительными полуволнами пульсирующего тока, а в паузах, соответствующих по времени отрицательным полуволнам, разряжается на нагрузку. Таким образом, пульсирующий ток сглаживается, усредняется.

         Однополупериодные однофазные схемы В. т. применяют главным образом в маломощных устройствах с ёмкостным или индуктивным сглаживающим фильтром.


Основное преимущество — простота и малое число вентилей; недостатки — большие пульсации выпрямленного напряжения и высокое обратное напряжение на вентилях (при ёмкостном фильтре).

         В двухполупериодной схеме В. т. (рис. 1, б) применяют трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке. Благодаря такому соединению обмотки с вентилями выпрямленный ток формируется из обеих полуволн тока. Частота пульсаций выпрямленного тока при этом возрастает в два раза по сравнению с однополупериодным В. т. (так, если U1 — напряжение промышленной частоты 50 гц, то частота пульсации тока на нагрузке будет 100 гц), что облегчает сглаживание. Мостовая схема В. т. (рис. 1, в) также двухполупериодная, но вторичная обмотка трансформатора выполнена без средней точки и имеет в два раза меньшее количество витков по сравнению со вторичной обмоткой трансформатора на рис. 1, б. Дополнительное сглаживание выпрямленного тока в этих схемах обеспечивается индуктивно-ёмкостными либо резистивно-ёмкостными фильтрами (см. Электрический фильтр). Указанные схемы В. т. применяют обычно в системах питания устройств, у которых потребляемая мощность не превышает нескольких квт (радиоприёмники, телевизоры, некоторые устройства автоматики и телемеханики и др.), и лишь в отдельных случаях для питания мощных (до тысячи квт) устройств (например, двигателей электровозов). Существуют В. т., в которых наряду с выпрямлением тока осуществляется умножение выпрямленного напряжения. Схемы с умножением обычно применяют в высоковольтных установках, предназначенных для испытания электрической изоляции, а также в рентгеновских установках, электронных осциллографах и т.п.
         В трёхфазных цепях (См. Трёхфазная цепь) для питания мощных промышленных установок, во избежание несимметричности нагрузки на сеть электроснабжения, применяют схемы трёхфазных В. т. Первичная обмотка трансформатора в таких В. т. соединяется в звезду или треугольник. В зависимости от числа вторичных обмоток трансформатора различают 3-, 6-, 12-, 18-фазные и т.д. однополупериодные и мостовые выпрямители трёхфазного тока. На рис. 2, а приведена трёхфазная однополупериодная схема. Первичная обмотка трансформатора соединена треугольником, а вторичная — звездой. Фазные токи i1, i2, i3 выпрямляются и суммируются, образуя выпрямленный выходной ток J. В мостовой трёхфазной схеме (рис. 2, б) обе обмотки трансформатора соединены звездой. Основные преимущества её такие же, как и у однофазных схем В. т.

         Лит.: Каганов И. Л., Электронные и ионные преобразователи, ч. 1—3, М. — Л., 1950—56.

         М. М. Гельман.

        

        Рис. 1. Схемы выпрямителей однофазного тока: а — однополупериодная; б — двухполупернодная; в — мостовая.

        

        Рис. 2. Схемы выпрямителей трёхфазного тока: а — однополупериодная; б — двухполупериодная мостовая.

Однополупериодный выпрямитель тока. Схема и принцип работы.

Выпрямитель тока – это устройство, позволяющее выполнить преобразование тока переменного направления в ток постоянного направления. И сегодня мы рассмотрим базовую схему выпрямителя – однополупериодный выпрямитель. Разберем схему, принцип работы, а также достоинства и недостатки.

Однополупериодный выпрямитель.

Схема однополупериодного выпрямителя выглядит следующим образом:

Схема однополупериодного выпрямителя тока

Пусть на входе у нас переменное напряжение, меняющееся по синусоидальному закону:

Сигнал на входе выпрямителя

Резистор же R_н играет роль нагрузки. То есть мы должны обеспечить протекание через него постоянного тока. Давайте разберемся как эта простейшая схема сможет решить нашу задачу!

Итак, диод D_1 пропускает ток только в одном направлении, в те моменты, когда к нему приложено прямое смещение, что соответствует положительным полупериодам (U_{вх}\gt0) входного сигнала. Когда к диоду будет приложено обратное смещение (отрицательные полупериоды), он будет закрыт и по цепи будет протекать только незначительный обратный ток. И в результате сигнал на нагрузке будет выглядеть так:

Выходной сигнал.

Обратным током обычно можно пренебречь, поэтому в итоге мы получаем, что ток через нагрузку протекает только в одном направлении. Но назвать его постоянным не представляется возможным 🙂 Ток через нагрузку хоть и является выпрямленным (протекает только в одном направлении), но носит пульсирующий характер.

Для сглаживания этих пульсаций в схему выпрямителя тока обычно добавляется конденсатор:

Однополупериодный выпрямитель тока

Идея заключается в том, что во время положительного полупериода, конденсатор заряжается (запасает энергию). А во время отрицательного полупериода конденсатор, напротив, разряжается (отдает энергию в нагрузку).

Таким образом, за счет накопленной энергии конденсатор обеспечивает протекание тока через нагрузку и в отрицательные полупериоды входного сигнала. При этом емкость конденсатора должна быть достаточной для того, чтобы он не успевал разряжаться за время, равное половине периода.

Проверяем напряжение на нагрузке для этой схемы:

Принцип работы выпрямителя тока

В точке 1 конденсатор заряжен до напряжения U_1. Далее входное напряжение понижается, а конденсатор, в свою очередь, начинает разряжаться на нагрузку. Поэтому выходное напряжение не падает до нуля вслед за входным.

В точке 2 конденсатор успел разрядиться до напряжения U_2. В то же время значение входного сигнала также становится равным этой же величине, поэтому конденсатор снова начинает заряжаться. И эти процессы в дальнейшем циклически повторяются.

А теперь поэкспериментируем и используем в схеме однополупериодного выпрямителя конденсатор меньшей емкости:

Пример работы схемы

И здесь мы видим, что конденсатор из-за меньшей емкости успевает разрядиться гораздо сильнее, и это приводит к увеличению пульсаций, а следовательно к ухудшению работы всей схемы.

На промышленных частотах 50 – 60 Гц однополупериодный выпрямитель практически не применяется из-за того, что для таких частот потребуются конденсаторы с очень большой емкостью (а значит и внушительными габаритами).

Смотрите сами, чем ниже частота, тем больше период сигнала (а вместе с тем, и длительности положительного и отрицательного полупериодов). А чем больше длительность отрицательного полупериода, тем дольше конденсатор должен быть способен разряжаться на нагрузку. А это уже требует большей емкости.

Таким образом, на более низких частотах в силу своих ограничений эта схема не нашла широкого применения. Однако, на частотах в несколько десятков КГц однополупериодный выпрямитель используется вполне успешно.

Рассмотрим преимущества и недостатки однополупериодного выпрямителя:

  • К основным достоинствам схемы, в первую очередь, конечно же, можно отнести простоту и, соответственно, небольшую себестоимость – используется всего один диод.
  • Кроме того, снижено падение напряжения. Как вы помните, при протекании тока через диод на нем самом падает определенное напряжение. По сравнению с мостовой схемой (которую мы разберем в следующей статье), ток протекает только через один диод (а не через два), а значит и падение напряжения меньше.

Основных недостатков также можно выделить несколько:

  • Схема использует энергию только положительного полупериода входного сигнала. То есть половина полезной энергии, которую также можно было бы использовать, уходит просто в никуда. В связи с этим КПД выпрямителя крайне низок.
  • И даже с использованием сглаживающих конденсаторов величина пульсаций довольно-таки значительна, что также является очень серьезным недостатком.

Итак, давайте резюмируем! Мы разобрали схему и принцип работы однофазного однополупериодного выпрямителя тока, а в следующей статье перейдем к более сложным схемам выпрямителей, не пропустите!

Как работает выпрямительный диод? — Определение строительства и исправления

Выпрямительный диод — полупроводниковый диод предназначен для выпрямления переменного тока (в основном с низкой частотой питания — 50 Гц при большой мощности, излучаемой при нагрузке). Чтобы «исправить» значение этого компонента, его основная задача — преобразование переменного тока (AC) в постоянный (DC) с помощью выпрямительных мостов. Вариант выпрямительного диода с барьером Шоттки особенно ценится в цифровой электронике.Выпрямительный диод способен проводить токи от нескольких миллиампер до нескольких килоампер и напряжение до нескольких киловольт.

rectifier diode symbol Рис. 1. Обозначение выпрямительного диода

Выпрямительный диод — Технические параметры

Наиболее распространенные выпрямительные диоды изготавливаются из кремния (полупроводникового кристалла). Они способны проводить высокие значения электрического тока, и это можно классифицировать как их основную особенность. Есть также менее популярные, но все же используемые полупроводниковые диоды из германия или арсенида галлия.Германиевые диоды имеют намного меньшее допустимое обратное напряжение и меньшую допустимую температуру перехода (T j = 75 ° C для германиевых диодов и T j = 150 ° C для кремниевого диода). Единственное преимущество германиевого диода перед кремниевым диодом — более низкое значение порогового напряжения при работе в прямом смещении (V F (I0) = 0,3 ÷ 0,5 В для германия и 0,7 ÷ 1,4 В для кремниевых диодов).

Мы выделяем две группы технических параметров выпрямительного диода (они относятся и к другим полупроводниковым диодам):

  • допустимые предельные параметры,
  • характеристических параметров.

Выпрямительный диод характеризуется следующими предельными параметрами:

  • В F — прямое напряжение с определенным прямым током I F (обычно с максимальным средним выпрямленным током, также известным как номинальный ток I FN ),
  • I R — обратный ток при В RWM пиковое обратное напряжение.
  • I FN — номинальный ток в прямом смещении (также известный как максимальный средний ток диода),
  • I FRM — пиковый, повторяемый ток диодной проводимости (например, для импульсов длительностью менее 3.5 мс и частотой 50 Гц),
  • I FSM — пиковый, неповторяемый ток проводимости (например, для одиночного импульса длительностью менее 10 мс),
  • В RWM — пиковое, обратное напряжение (или среднее обратное напряжение при работе диода в волновом выпрямителе с нагрузкой),
  • В RRM — пиковое, повторяющееся обратное напряжение,
  • В RSM — пиковое, неповторяющееся обратное напряжение,
  • P TOT — общее значение мощности, рассеиваемой на этом электронном компоненте,
  • T j — максимальная температура перехода диода
  • R th — термическое сопротивление в рабочих условиях,
  • Максимальный мгновенный ток диода (определяет сопротивление при перегрузках)

Выпрямительный диод — Задачи для школьников

Если вы студент или просто хотите научиться решать задачи с выпрямительным диодом, посетите этот раздел нашего веб-сайта, где вы можете найти широкий спектр электронных задач.


Сильноточный выпрямительный диод

Примером высокоэффективного диода является двойной сильноточный выпрямительный диод с током 2x 30A.

STM предлагает двойной выпрямительный диод высокого напряжения под названием STPS60SM200C. Диод лучше всего подходит для базовых станций, сварочных аппаратов, источников питания переменного / постоянного тока и промышленных приложений.

Рис. 2. Сильноточный выпрямительный диод STPS60SM200CW

Значение напряжения пробоя V RRM составляет 200 В, напряжение проводимости 640 мВ, а его токовая память составляет 2×30 А.Дополнительная защита — от электростатического разряда до 2 кВ, называемого ESD.

Диапазон рабочих температур от -40 ° C до 175 ° C. Такие значения температуры позволяют использовать диоды в базовых станциях в любых условиях.

Выпрямительный диод — ВАХ

Вольт-амперные характеристики выпрямительного диода показаны ниже (рис. 3.).

rectifier diode characteristics Рис. 3. Вольт-амперные характеристики выпрямительного диода

Как проверить выпрямительный диод?

Самые простые мультиметры можно использовать для определения полярности выпрямительного диода (где — анод, а где — катод).Есть как минимум три способа сделать это, но я покажу два самых простых:

a) С помощью омметра (диапазон 2 кОм):

How to test Rectifier Diode Рис. 4. Прямое смещение: Омметр покажет приблизительное значение прямого напряжения диода (около 0,7 В).

How to test Rectifier Diode Рис. 5. Обратное смещение: омметр показывает «1», что означает очень высокое сопротивление (электрический клапан выключен).

Функция «проверка диодов» даст тот же результат, что и при использовании вышеупомянутого метода.

b) Использование функции измерения VDC:

How to test Rectifier Diode Фиг.6. Прямое смещение: мультиметр должен показывать падение напряжения около 0,7 В для кремниевых диодов.

How to test Rectifier Diode Рис. 7. Обратное смещение: мультиметр покажет приблизительное значение полного напряжения источника питания (Примечание: здесь диод вставлен противоположным образом по сравнению с приведенным выше примером. На самом деле я бы изменил полярность источника питания, потому что вы не можете размонтировать «руками» один раз припаянный компонент, если вы его не демонтируете. Конечно, мы не хотим делать это с исправным рабочим компонентом. Я просто хотел показать вам пример, что вы также должны заплатить внимание к правильному размещению компонентов на вашей печатной или макетной плате)

Мостовые выпрямители

Мостовые выпрямители делятся на разные типы по:

  • Структура и количество фаз питающего напряжения: однофазный мостовой выпрямитель, многофазный мостовой выпрямитель (трехфазный мостовой выпрямитель, двухфазный мостовой выпрямитель).
  • Ряд полуволнового выпрямления напряжения: одинарный мост (однополупериодный выпрямитель), двойной мост (двухполупериодный диодный выпрямитель). Мы можем создать комбинированную схему, например, однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель или трехфазный двухполупериодный выпрямитель. Вы можете комбинировать количество фаз с полнополупериодными или однополупериодными выпрямителями.
  • Тип нагрузки: резистивная, емкостная, индуктивная.

Свойства мостовых выпрямителей:

  • В — напряжение питания,
  • В OS , I OS — постоянное выходное напряжение компонента,
  • I OSmax — максимальный выходной ток,
  • N ip — энергоэффективность,
  • Коэффициент пульсации цепи,
  • В Rmax — Максимальное обратное напряжение.

Полуволновой мостовой выпрямитель

Полуволновой мостовой выпрямитель

— это простейшая схема, которая может преобразовывать переменный ток (оба знака, + и -) в ток одного знака (+). После дальнейшей фильтрации полученный выходной ток может быть изменен на постоянный ток.

На выходе этой схемы мы получим синусоидальную волну только с положительной половиной ее периода, поэтому ее на самом деле называют полуволновым выпрямителем. Не будет «отрицательной части» синусоиды, потому что выпрямительный диод проводит только тогда, когда он смещен в прямом направлении (положительное напряжение).Ток протекает через резистивную нагрузку только в одном направлении и пульсирует.

Пример простой схемы однополупериодного мостового выпрямительного диода показан ниже:

half_wave_rectifier Рис. 8. Схема однополупериодного выпрямительного диода.

Характеристики полуволнового мостового выпрямителя:

half wave bridge rectifier Рис. 9. Временные характеристики полуволнового мостового выпрямителя

Полноволновый мостовой выпрямитель

Схема полноволнового мостового выпрямителя показана ниже. Его часто называют мостом Гретца.

full_wave_rectifier Рис. 10. Схема полнополупериодного мостового выпрямителя (мост Гретца)

Принцип работы полнополупериодного мостового выпрямителя следующий. На рисунке ниже (красный) показан путь тока, два красных диода смещены в прямом направлении (проводят ток), а два других — в обратном направлении (не проводят ток). Ток течет от источника питания через первый красный диод. Потом с первого красного диода через нагрузку. После прохождения нагрузки он потечет через второй красный диод, а затем вернется к источнику питания.

full_wave_rectifier_forward Рис. 11. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя (переменный ток, прямое смещение)

При изменении полярности напряжения питания ситуация, описанная выше, будет противоположной (синяя схема ниже). Два синих диода смещены в прямом направлении (проводят ток), а два других — в обратном направлении (не проводят ток). Ток течет от источника питания через первый синий диод. Потом от первого синего диода через нагрузку. После прохождения нагрузки он потечет через второй синий диод, а затем вернется к источнику питания.

full_wave_rectifier_reverse Рис. 12. Схема полнополупериодного мостового выпрямителя (переменный ток, обратное смещение)

Характеристики полноволнового мостового выпрямителя приведены ниже:

full wave bridge rectifier Рис. 13. Временные характеристики полуволнового мостового выпрямителя

Трехфазный мостовой выпрямитель

Использование трехфазного диодного мостового выпрямителя (двухполупериодного мостового выпрямителя) возможно в любой из трехфазных цепей напряжения. В этом случае пульсации выходного напряжения минимальны. Источники питания в максимальной степени используют мощность цепи.Трехфазные мостовые выпрямители часто имеют возможность управлять выходным током.

Ниже вы можете увидеть схему трехфазного выпрямителя, которая показывает, как его можно построить.

Рис. 14. Схема и характеристики трехфазного мостового выпрямителя

Расчет трехфазного мостового выпрямителя

Ниже приведен пример расчета трехфазного мостового выпрямителя с уравнениями и значениями для данной схемы. Результаты представлены в таблице ниже.

P d — Выходная мощность

В d — Среднее значение выпрямленного напряжения

I d = P d / V d — Среднее значение выпрямленного тока

R = V d / I d — Сопротивление системы

Рис. 15. Трехфазный линейный мостовой выпрямитель

Формулы

Трехфазный мостовой выпрямитель результаты Банкноты
V d / V f 2,34 V f — фазное напряжение трансформатора
V d / V 12 1,35 В 12 — межфазное напряжение трансформатора
I / I d 0,82 I — действующее значение на вторичной обмотке трансформатора
V RRM / V d 1,05 В RRM — Пиковое обратное напряжение, повторяющееся
I F (AV) / I d 0,333 I F (AV) — средний ток проводимости
I FRMS / I d 0,58 I FRMS — действующее значение тока проводимости
P u = P d R * I d 2 Выходная мощность
S 2 / P d Мощность обработки вторичной обмотки трансформатора
S 1 / P d Вычислительная мощность первичной обмотки трансформатора
S т / P d 1,05 Типовой трансформатор мощности

Полноволновой мостовой выпрямитель в качестве интегральной схемы

Двухполупериодный мостовой выпрямитель обычно рассматривается как однокристальная интегральная схема.Он построен из четырех выпрямительных диодов в мостовой системе Гретца. Может использоваться для монтажа THT и SMD. Использование этого решения является наиболее популярным, экономичным и экономит место на печатной плате.

full bridge rectifier ic Рис. 16. Мостовой выпрямитель как компонент интегральной схемы

На рисунке выше показаны соединители, которые есть в каждой интегральной схеме мостового выпрямителя. Знак (+) соответствует выходу + VDC, знак (-) соответствует выходу — VDC, символы (~) соответствуют подключению VAC.Правильное подключение напряжения выполняется путем подключения входа VAC к выходу + VDC по горизонтали, а выхода VAC к выходу — VDC по горизонтали.

.

Выпрямитель | Гальваническая машина

Plating machine

  • СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ
  • Гальваническая машина
    • Классификация по материалам
      • Машины для нанесения покрытия на душевые шланги
      • Линия по производству хромирования
      • Машина для анодирования
      • Машина для микродугового окисления
      • Линия для электролитической полировки медной стали
      • Оборудование для твердого хромирования
      • Оборудование для хромирования и хромирования
      • Линия для нанесения твердого анодирования
      • Оборудование для цинкования
      • Оборудование для никелирования
    • Классификация по способу работы
      • Машина для микродугового оксидирования
      • Auto Rack Plating Machine

      • Линия для нанесения твердого анодирования
      • Оборудование для нанесения покрытия на цилиндр
      • Линия для производства круглых вертикальных гальванических покрытий
      • Оборудование для нанесения покрытия на цилиндр портального типа
      • Гальваническое оборудование портального типа
      • Механическое устройство для нанесения покрытия
      • Ручное с гальваническое оборудование
      • Гальваническое покрытие
    • Знания в области гальваники
      • Процедуры процесса нанесения твердого хрома на станки
      • Гальваническое оборудование, важное обслуживание
      • 5 необходимых вспомогательных машин для гальванической промышленности
      • Принцип работы гальванических
      • Факторы воздействия на гальванические покрытия
      • по улучшению диспергирования раствора электролита и способности к покрытию
      • Ручная автоматическая линия по производству гальванических покрытий Difference
    • Случай клиента с гальванической машиной
      • Доставка гальванической машины в Боливию
      • Линия по производству хромированной латуни Пакистан
      • Наша гальваническая машина готова к отправке на Филиппины
      • Электрооборудование в Пакистан
      • Устройство для отвода дыма
  • Выпрямитель
    • Источник питания 10A-3000A
      • 100A Гальванический выпрямитель
      • 200A Источник питания
      • 300A Источник питания постоянного тока
      • 500A Источник питания для гальванических покрытий
      • Блок питания SMPS на 600 A
      • 750A Выпрямитель переменного тока в постоянный
      • Выпрямители 1000A
      • 1500A Гальванические выпрямители
      • 2000A Источник питания для гальванических покрытий
      • 3000A 12 В постоянного тока
      • 2

        00050005 до 40000A Выпрямитель

        • Выпрямитель с водяным охлаждением
        • 4000A Поставщик выпрямителя
        • 5000A Источник питания переменного тока в постоянный
        • 6000A Импульсный источник питания
        • 8000A Электролизный источник питания
        • 10000A ВЧ выпрямитель
        • 200005
        • 200005
        • Применение выпрямителя

          • SCR выпрямитель сравнить ВЧ источник питания
          • Выпрямитель с твердым окислением
          • Импульсный выпрямитель с серебряным покрытием
          • Анодирующий выпрямитель
          • Импульсный источник питания с окислением
          • Жесткое оксидирование
          • Импульсный источник питания с золотым покрытием
          • ce

          • Зарядное устройство, выпрямитель
          • Электрохимическая реактивация постоянным током при гальванике золота
        • Выпрямитель high tech
          • Импульсный выпрямитель
          • Источник питания с импульсным гальваническим покрытием
          • Источник питания с импульсным гальваническим покрытием
          • Импульсный выпрямитель
          • Импульсный выпрямитель
          • SCR выпрямитель сравнить ВЧ источник питания
        • Водоподготовка
          • Электрокоагуляционный источник питания для очистки сточных вод
          • Электродиализный источник питания
          • Источник питания для водоподготовки
          • Электролитический источник питания
        • Специальный выпрямитель
        • источник питания
        • Импульсный выпрямитель
        • Импульсный выпрямитель посеребрение
        • Импульсный источник питания с окислением
        • Анодирующий выпрямитель
        • Кремниевый управляющий выпрямитель
      • Заказчик выпрямителя case
    • О Phorzoom
    • Другая машина
      • DI машина
      • Водоподготовка
      • Ультразвуковая стиральная машина
        • Машина ультразвуковой очистки вкладышей бутылок из нержавеющей стали
        • Полностью автоматическая линия сухой чистки
        • Opt0004 Автоматическая ультразвуковая очистка
        • Ультразвуковой очиститель
        • Ультразвуковая пластина
        • Ультразвуковой генератор
      • Солнечный инвертор
      • Чиллеры
        • Чиллер с воздушным охлаждением
        • Промышленный чиллер
        • Винтовой чиллер с водяным охлаждением
        • Винтовой чиллер

        • Электронная почта
        • Поиск
        • Меню Меню
        • КОНТАКТЫ
        • Гальванический станок
          • Классификация по методам работы
          • Классификация по материалам
          • Знания в области гальваники
          • Заказ гальванических машин r корпус
        • Выпрямитель
          • 10A-3000A блок питания
          • 3000A + до 40000A Выпрямитель
          • Применение выпрямителя
          • Водоподготовка
          • Высокотехнологичный выпрямитель
          • Специальный выпрямитель
          • 000

            000432

            0005000432

            0005 Напишите нам по электронной почте

          Вы здесь: Home1 / Выпрямитель

          • Блок питания 10A-3000A
          • 3000A + до 40000A Выпрямитель
          • Выпрямитель high tech
          • Применение выпрямителя

          10A-3000A ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

          Электропитание

          A DC

          блок питания 300A

          гальванический блок питания 500A

          блок питания 200A

          блок питания SMPS 600A

          гальванический выпрямитель 100A

          .

          Специалист по энергетике на заказ | Выпрямители GD

          Х

          • »Выпрямители GD

            Выпрямители GD

          • »IXYS

            IXYS

          • »IXYS UK Westcode

            IXYS UK Westcode

          • »IXYS ICD

            IXYS ICD

          • »Семикрон

            Семикрон

          • »IXYS Semiconductors

            IXYS Полупроводники

          • »Dynex Semiconductors

            Dynex Semiconductors

          • »EDI

            EDI

          • »Выпрямители высокого напряжения

            Выпрямители высокого напряжения

          • »Устаревшие полупроводники

            Устаревшие полупроводники

          • »Высоковольтные диоды

            Высоковольтные диоды

          • »Силовые агрегаты

            Силовые агрегаты

          • »Выпрямители

            Полностью управляемые выпрямители
            Полууправляемые выпрямители
            Неуправляемые выпрямители

          • »Регуляторы

            Регуляторы

          • »Цепи зажигания / Модули запуска

            Цепи запуска / модули запуска

          • »Подавители селена

            Подавители селена

          • »Сборки вращающихся диодов

            Сборки вращающихся диодов

          • »Фотоэлектрические тройные диодные сборки

            Фотоэлектрические тройные диодные сборки

          • »Блокирующие и понижающие напряжение диоды

            Блокирующие и понижающие напряжение диоды

          • »Селеновые выпрямители

            Селеновые выпрямители

          • »Однофазные сборки

            Однофазный диодный мост — B2U
            Однофазный полууправляемый мост (тиристоры с общим анодом) — B2HA
            Однофазный полууправляемый мост (тиристоры с общим анодом) плюс FWD — B2HAF
            Однофазный полууправляемый мост (тиристоры с общим катодом) — B2HK
            Однофазный Полууправляемый мост (общий катод thys) плюс FWD — B2HKF
            Однофазный полууправляемый мост (диоды серии «Z») — B2HZ
            Полностью управляемый мост — Однофазные полностью контролируемые регуляторы напряжения B2C
            — Однофазные полностью контролируемые регуляторы напряжения W1C
            — W1H

          • »Трехфазные сборки

            Star Uncontrolled Rectifier (диод с общим катодом) — M3UK
            Star Controlled Rectifier (тиристор с общим катодом) — M3CK
            Трехфазный диодный мост — B6U
            Трехфазный полууправляемый мост (тиристоры с общим анодом) — B6HA
            тиристоры) плюс FWD — Трехфазный полууправляемый мост B6HAF
            (тиристоры с общим катодом) — Трехфазный полууправляемый мост B6HK
            (общий катод thys) плюс FWD — Трехфазный полностью управляемый мост B6HKF
            — Трехфазный полностью управляемый мост B6C
            Трехфазные регуляторы напряжения — W3C
            Трехфазные регуляторы напряжения с половинным управлением — W3H
            Устройства плавного пуска двигателей переменного тока и устройства энергосбережения — W3C-SS

          • »Гексафазные сборки

            Неуправляемый выпрямитель с двойной звездой (диод с общим катодом) — M6UK
            Выпрямитель с двойной звездой (тиристор с общим катодом) — M6CK
            Неуправляемый выпрямитель с двойной звездой (диод с общим катодом) для IPT — M3.2UK
            Выпрямитель с двойным звездообразным управлением (тиристор с общим катодом) для IPT — M3.2CK

          • »Форм-факторы

            Форм-факторы

          • »Технические и выборочные данные

            Технические и выборочные данные

          • »Экструзии радиатора

            Радиаторы — Stock Extrusions

          • »Радиаторы с принудительным воздушным охлаждением

            Радиаторы с принудительным воздушным охлаждением

          • »Радиаторы с водяным / масляным охлаждением и холодные пластины

            Радиаторы с водяным охлаждением

          • »Светодиодные радиаторы

            Светодиодные радиаторы

          • »Обработка с ЧПУ

            Обработка с ЧПУ

          • »Зажимы для капсул

            Зажимы для капсул

          • »Изоляторы сборных шин

            Изоляторы шинопроводов

          • »Сборные шины для модулей

            Сборные шины для модулей

          .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *