Maiņspriegums tiek piegādāts no elektroenerģijas piegādes organizācijas patērētājiem. Tas ir saistīts ar elektroenerģijas transportēšanas īpatnībām. Bet lielākajai daļai mājsaimniecības (un daļēji arī rūpniecisko) elektrisko uztvērēju ir nepieciešama pastāvīga sprieguma jauda. Lai to iegūtu, ir nepieciešami pārveidotāji. Daudzos gadījumos tie ir būvēti saskaņā ar shēmu "pakāpju transformators - taisngriezis - izlīdzinošais filtrs" (izņemot komutācijas barošanas avoti). Diodes, kas savienotas tilta ķēdē, tiek izmantotas kā taisngriezis.
Saturs
Kam paredzēts diožu tilts un kā tas darbojas
Diodes tilts tiek izmantots kā taisngriešanas ķēde, kas pārveido maiņstrāvas spriegumu līdzstrāvā. Tās darbības princips ir balstīts uz vienvirziena vadītspēju - pusvadītāju diodes īpašību vadīt strāvu tikai vienā virzienā.Viena diode var kalpot arī kā vienkāršākais taisngriezis.
Ar šādu iekļaušanu, jo zemāks (negatīvs) daļa sinusoīda ir "nogriezta". Šai metodei ir trūkumi:
- izejas sprieguma forma nebūt nav nemainīga, kā izlīdzināšanas filtrs ir nepieciešams liels un apjomīgs kondensators;
- maiņstrāvas jauda tiek izmantota ne vairāk kā puse.
Strāva caur slodzi atbilst izejas sprieguma formai. Tāpēc labāk ir izmantot pilna viļņa taisngriezi diodes tilta formā. Ja ieslēdzat četras diodes saskaņā ar norādīto shēmu un pievienojat slodzi, tad, kad ieejai tiek pievienots maiņstrāvas spriegums, iekārta darbosies šādi:
Ar pozitīvu spriegumu (sinusoīda augšējā daļa, sarkanā bultiņa) strāva plūdīs caur VD2 diodi, slodzi, VD3. Ar negatīvu (sinusoīda apakšējā daļa, zaļa bultiņa) caur diodi VD4, slodze, VD1. Rezultātā vienā periodā strāva divreiz iet caur slodzi vienā virzienā.
Izejas sprieguma viļņu forma ir daudz tuvāk taisnai līnijai, lai gan pulsācijas līmenis ir diezgan augsts. Avota jauda ir pilnībā izmantota.
Ja ir vajadzīgās amplitūdas trīsfāzu sprieguma avots, varat izveidot tiltu saskaņā ar šādu shēmu:
Tajā slodzei tiks pievienotas trīs strāvas, atkārtojot izejas sprieguma formu, ar fāzes nobīdi 120 grādi:
Izejas spriegums iet ap sinusoīdu virsotnēm. Var redzēt, ka spriegums pulsē daudz mazāk nekā vienfāzes ķēdē, tā forma ir tuvāk taisnei. Šajā gadījumā izlīdzinošā filtra kapacitāte būs minimāla.
Un vēl viena tilta versija - kontrolēta.Tajā divas diodes tiek aizstātas ar tiristori - elektroniskām ierīcēm, kas atveras, kad vadības elektrodam tiek ievadīts signāls. Atvērtā formā tiristori darbojas gandrīz kā parastās diodes. Shēma izskatās šādi:
Ieslēgšanās signāli tiek doti no vadības ķēdes saskaņotos laikos, izslēgšana notiek brīdī, kad spriegums iet caur nulli. Tad spriegums tiek aprēķināts visā kondensatorā, un šo vidējo līmeni var kontrolēt.
Diodes tilta apzīmējums un savienojuma shēma
Tā kā diožu tiltu var uzbūvēt pēc dažādām shēmām un tajā ir maz elementu, vairumā gadījumu taisngrieža mezgla apzīmējums tiek veikts, vienkārši uzzīmējot tā shēmas shēmu. Ja tas ir nepieņemami, piemēram, blokshēmas veidošanas gadījumā, tilts tiek norādīts kā simbols, kas norāda uz jebkuru maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāju:
Burts "~" nozīmē ķēdes maiņstrāva, simbols "=" - līdzstrāvas ķēdes, un "+" un "-" - izejas polaritāte.
Ja taisngriezis ir veidots saskaņā ar klasisko 4 diožu tilta ķēdi, tad ir atļauts nedaudz vienkāršots attēls:
Taisngrieža bloka ieeja ir savienota ar maiņstrāvas avota izejas spailēm (vairumā gadījumu tas ir pazeminošs transformators), neievērojot polaritāti - jebkura izejas spaile ir pievienota jebkurai ieejai. Tilta izeja ir savienota ar slodzi. Tam var būt vai nav nepieciešama polaritāte (ieskaitot stabilizatoru, izlīdzinošo filtru).
Diodes tiltu var pieslēgt pie pastāvīga sprieguma avota.Šajā gadījumā tiek iegūta aizsardzības ķēde pret nejaušu polaritātes maiņu - pie jebkura tilta ieeju savienojuma ar barošanas avota izeju sprieguma polaritāte pie tā izejas nemainīsies.
Galvenās tehniskās īpašības
Izvēloties diodes vai gatavu tiltu, vispirms ir jāskatās maksimālā darba strāva uz priekšu. Tam vajadzētu pārsniegt slodzes strāvu ar rezervi. Ja šī vērtība nav zināma, bet jauda ir zināma, tā jāpārvērš strāvā saskaņā ar formulu Iload \u003d Plload / Uout. Lai palielinātu pieļaujamo strāvu, pusvadītāju ierīces var savienot paralēli - lielākā slodzes strāva tiek dalīta ar diožu skaitu. Šajā gadījumā labāk ir izvēlēties diodes vienā tilta atzarā atbilstoši tuvu sprieguma krituma vērtībai atvērtā stāvoklī.
Otrs svarīgais parametrs ir priekšējais spriegumskam paredzēts tilts vai tā elementi. Tas nedrīkst būt zemāks par maiņstrāvas avota izejas spriegumu (maksimālā vērtība!). Lai ierīce darbotos droši, jums ir jāņem 20-30% rezerve. Lai palielinātu pieļaujamo spriegumu, diodes var savienot virknē – katrā tilta plecā.
Šie divi parametri ir pietiekami, lai provizoriski pieņemtu lēmumu par diožu izmantošanu taisngrieža ierīcē, taču jāņem vērā arī dažas citas īpašības:
- maksimālā darba frekvence - parasti daži kiloherci un tam nav nozīmes darbam rūpnieciskās frekvencēs 50 vai 100 Hz, un, ja diode darbojas impulsa ķēdē, šis parametrs var kļūt noteicošais;
- sprieguma kritums ieslēgtā stāvoklī silīcija diodēm tas ir aptuveni 0,6 V, kas nav svarīgi izejas spriegumam, piemēram, 36 V, bet var būt kritiski, strādājot zem 5 V - šajā gadījumā jāizvēlas Šotkija diodes, kurām raksturīgs zems šī parametra vērtību.
Diožu tiltu šķirnes un to marķēšana
Diožu tiltu var montēt uz diskrētām diodēm. Lai novērotu polaritāti, jums jāpievērš uzmanība marķējumam. Dažos gadījumos zīme raksta veidā tiek uzklāta tieši uz pusvadītāju ierīces korpusa. Tas ir raksturīgi vietējiem produktiem.
Ārzemju (un daudzas mūsdienu krievu) ierīces ir apzīmētas ar punktu vai gredzenu. Vairumā gadījumu tas ir anoda apzīmējums, taču garantijas nav. Labāk ir apskatīt rokasgrāmatu vai izmantot testeri.
Tiltu var izgatavot no montāžas - vienā iepakojumā ir apvienotas četras diodes, un vadu savienošanu var veikt ar ārējiem vadītājiem (piemēram, uz iespiedshēmas plates). Montāžas shēmas var būt dažādas, tāpēc pareizam savienojumam ir jāskatās datu lapas.
Piemēram, BAV99S diodes komplektā, kurā ir 4 diodes, bet ir tikai 6 kontakti, iekšpusē ir divi pustilti, kas savienoti šādi (pie 1. tapas uz korpusa ir punkts):
Lai iegūtu pilnvērtīgu tiltu, jums ir jāpievieno atbilstošās izejas ar ārējiem vadītājiem (sarkanā trase parāda sliedes, ja tiek izmantota drukāta vadu):
Šajā gadījumā 3. un 6. tapām tiek pielikts maiņspriegums. Konstantes pozitīvais pols tiek noņemts no 5. vai 2. tapas, un negatīvais pols tiek ņemts no 4. vai 1. tapas.
Un vienkāršākais variants ir salikt ar gatavu tiltu iekšā.No vietējiem produktiem tie var būt KTs402, KTs405, ir ārvalstu ražošanas montāžas tilti. Daudzos gadījumos secinājumu marķējums tiek piemērots tieši gadījumam, un uzdevums tiek samazināts tikai līdz pareizai izvēlei atbilstoši raksturlielumiem un bezkļūdu savienojumam. Ja secinājumiem nav ārēja apzīmējuma, jums būs jāatsaucas uz direktoriju.
Priekšrocības un trūkumi
Diodes tilta priekšrocības ir labi zināmas:
- gadu desmitiem izstrādātas shēmas;
- montāžas un savienojuma vienkāršība;
- vienkārša defektu diagnostika un viegls remonts.
Kā trūkumi jāmin ķēdes izmēru un svara palielināšanās, palielinoties jaudai, kā arī nepieciešamība izmantot siltuma izlietnes lieljaudas diodēm. Bet ar to neko nevar darīt – fiziku nevar apmānīt. Kad šie apstākļi kļūst nepieņemami, ir jāizlemj par pāreju uz impulsa barošanas ķēdi. Starp citu, tajā var izmantot tilta diodes.
Jāņem vērā arī tas, ka izejas sprieguma forma nebūt nav nemainīga. Lai strādātu ar patērētājiem, kuri izvirza prasības barošanas sprieguma stabilitātei, ir jāizmanto tilts kopā ar izlīdzināšanas filtriem un, ja nepieciešams, izejas stabilizatoriem.
Līdzīgi raksti:
