Λοιπόν, αγαπητοί μου, έχουμε συγκεντρώσει το σχέδιό μας και ήρθε η ώρα να το ελέγξουμε, να το δοκιμάσουμε και να απολαύσετε αυτήν την ευτυχία. Το επόμενο βήμα είναι η σύνδεση του κυκλώματος στην πηγή ρεύματος. Ας ξεκινήσουμε. Δεν θα σταθούμε σε μπαταρίες, συσσωρευτές και άλλα τροφοδοτικά, θα πάμε κατευθείαν στα τροφοδοτικά. Εδώ θα δούμε τα υπάρχοντα προγράμματα διόρθωσης, πώς λειτουργούν και τι μπορούν να κάνουν. Για πειράματα θα χρειαστούμε μονοφασική (στο σπίτι από πρίζα) τάση και τα αντίστοιχα εξαρτήματα. Οι τριφασικοί ανορθωτές χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, ούτε θα τους εξετάσουμε. Αν μεγαλώσεις για να γίνεις ηλεκτρολόγος, τότε είσαι ευπρόσδεκτος.
Το τροφοδοτικό αποτελείται από πολλά πιο σημαντικά μέρη: Μετασχηματιστής κεντρικού δικτύου - φαίνεται στο διάγραμμα ως παρόμοιος με αυτόν στο σχήμα,
Ανορθωτής - η ονομασία του μπορεί να διαφέρει. Ο ανορθωτής αποτελείται από μία, δύο ή τέσσερις διόδους, ανάλογα με τον ανορθωτή. Τώρα θα το καταλάβουμε.
α) - μια απλή δίοδος.
β) - γέφυρα διόδου. Αποτελείται από τέσσερις διόδους συνδεδεμένες όπως στο σχήμα.
γ) - η ίδια γέφυρα διόδου, μόνο πιο απλή για συντομία. Οι αναθέσεις επαφών είναι οι ίδιες όπως για τη γέφυρα στο γράμμα β).
Πυκνωτής φίλτρου. Αυτό το πράγμα είναι αμετάβλητο τόσο στο χρόνο όσο και στο χώρο και ορίζεται ως εξής:
Υπάρχουν πολλές ονομασίες για έναν πυκνωτή, τόσες όσες υπάρχουν συστήματα ονομασίας στον κόσμο. Αλλά σε γενικές γραμμές είναι όλα παρόμοια. Ας μην μπερδευόμαστε. Και για λόγους σαφήνειας, ας σχεδιάσουμε ένα φορτίο, το συμβολίζουμε ως Rl - αντίσταση φορτίου. Αυτό είναι το πρόγραμμά μας. Θα περιγράψουμε επίσης τις επαφές της πηγής ισχύος στην οποία θα συνδέσουμε αυτό το φορτίο.
Στη συνέχεια - μερικά αξιώματα.
- Η τάση εξόδου ορίζεται ως Uconst = U*1,41. Δηλαδή, αν έχουμε 10 βολτ εναλλασσόμενης τάσης στην περιέλιξη, τότε στον πυκνωτή και στο φορτίο θα πάρουμε 14,1 V. Κάτι σαν αυτό.
- Υπό φορτίο, η τάση πέφτει λίγο και πόσο εξαρτάται από τον σχεδιασμό του μετασχηματιστή, την ισχύ του και την χωρητικότητα του πυκνωτή.
- Ανορθωτικές δίοδοιθα πρέπει να είναι 1,5-2 φορές περισσότερο ρεύμα από το απαιτούμενο. Για στοκ. Εάν η δίοδος προορίζεται για εγκατάσταση σε ψυγείο (με παξιμάδι ή τρύπα μπουλονιού), τότε σε ρεύμα μεγαλύτερο από 2-3Α πρέπει να εγκατασταθεί στο ψυγείο.
Να σας υπενθυμίσω επίσης τι είναι η διπολική τάση. Αν κάποιος το έχει ξεχάσει. Παίρνουμε δύο μπαταρίες και τις συνδέουμε σε σειρά. Το μεσαίο σημείο, δηλαδή το σημείο που συνδέονται οι μπαταρίες, θα ονομάζεται κοινό σημείο. Είναι ευρέως γνωστό ως μάζα, γη, σώμα, κοινό σύρμα. Η αστική τάξη το αποκαλεί GND (γείωση), που συχνά αναφέρεται ως 0V (μηδέν βολτ). Τα βολτόμετρα και οι παλμογράφοι συνδέονται σε αυτό το καλώδιο σε σχέση με αυτό, τα σήματα εισόδου παρέχονται στα κυκλώματα και λαμβάνονται σήματα εξόδου. Γι' αυτό και το όνομά του είναι κοινό σύρμα. Έτσι, εάν συνδέσουμε το ελεγκτή με το μαύρο καλώδιο σε αυτό το σημείο και μετρήσουμε την τάση στις μπαταρίες, τότε ο ελεγκτής θα δείξει συν 1,5 βολτ στη μία μπαταρία και μείον 1,5 βολτ στην άλλη. Αυτή η τάση +/-1,5V ονομάζεται διπολική. Και οι δύο πολικότητες, δηλαδή το συν και το πλην, πρέπει να είναι ίσες. Δηλαδή +/-12, +/-36V, +/-50 κ.λπ. Ένα σημάδι διπολικής τάσης είναι εάν τρία καλώδια πάνε από το κύκλωμα στο τροφοδοτικό (συν, κοινό, μείον). Αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα - εάν δούμε ότι το κύκλωμα τροφοδοτείται από τάση +12 και -5, τότε αυτή η ισχύς ονομάζεται δύο επιπέδων, αλλά θα εξακολουθούν να υπάρχουν τρία καλώδια στο τροφοδοτικό. Λοιπόν, εάν τροφοδοτούνται στο κύκλωμα έως και τέσσερις τάσεις, για παράδειγμα +/-15 και +/-36, τότε θα ονομάσουμε απλώς αυτό το τροφοδοτικό - διπολικό δύο επιπέδων.
Λοιπόν, τώρα στο θέμα.
1. Κύκλωμα ανόρθωσης γέφυρας.
Το πιο κοινό σχήμα. Σας επιτρέπει να αποκτήσετε μονοπολική τάση από μία περιέλιξη του μετασχηματιστή. Το κύκλωμα έχει ελάχιστο κυματισμό τάσης και είναι απλό στη σχεδίασή του.
2. Κύκλωμα ημικυμάτων.
Ακριβώς όπως το πεζοδρόμιο, μας προετοιμάζει μια μονοπολική τάση από μια περιέλιξη του μετασχηματιστή. Η μόνη διαφορά είναι ότι αυτό το κύκλωμα έχει διπλάσιο κυματισμό σε σύγκριση με ένα κύκλωμα γέφυρας, αλλά μία δίοδος αντί για τέσσερις απλοποιεί σημαντικά το κύκλωμα. Χρησιμοποιείται για μικρά ρεύματα φορτίου και μόνο με μετασχηματιστή που είναι πολύ μεγαλύτερος από την ισχύ του φορτίου, επειδή ένας τέτοιος ανορθωτής προκαλεί μονόπλευρη αντιστροφή μαγνήτισης του μετασχηματιστή.
3. Πλήρες κύμα με μεσαίο σημείο.
Δύο δίοδοι και δύο περιελίξεις (ή μια περιέλιξη με μεσαίο σημείο) θα μας τροφοδοτήσουν με χαμηλή τάση κυματισμού, συν ότι θα έχουμε μικρότερες απώλειες σε σύγκριση με ένα κύκλωμα γέφυρας, επειδή έχουμε 2 διόδους αντί για τέσσερις.
4. Κύκλωμα γέφυρας διπολικού ανορθωτή.
Για πολλούς, αυτό είναι ένα επώδυνο θέμα. Έχουμε δύο περιελίξεις (ή μία με μεσαίο σημείο), αφαιρούμε δύο ίδιες τάσεις από αυτές. Θα είναι ίσοι, οι κυματισμοί θα είναι μικροί, καθώς το κύκλωμα είναι ένα κύκλωμα γέφυρας, η τάση σε κάθε πυκνωτή υπολογίζεται ως η τάση σε κάθε τύλιγμα πολλαπλασιασμένη με τη ρίζα δύο - όλα είναι όπως συνήθως. Ένα καλώδιο από το μέσο των περιελίξεων εξισώνει την τάση στους πυκνωτές εάν τα θετικά και αρνητικά φορτία είναι διαφορετικά.
5. Κύκλωμα διπλασιασμού τάσης.
Πρόκειται για δύο κυκλώματα μισού κύματος, αλλά με διόδους συνδεδεμένες με διαφορετικούς τρόπους. Χρησιμοποιείται αν χρειαστεί να πάρουμε διπλάσια τάση. Η τάση σε κάθε πυκνωτή θα καθοριστεί από τον τύπο μας και η συνολική τάση σε αυτούς θα διπλασιαστεί. Όπως το κύκλωμα μισού κύματος, έτσι και αυτό έχει μεγάλους κυματισμούς. Μπορείτε να δείτε μια διπολική έξοδο σε αυτό - αν το μεσαίο σημείο των πυκνωτών ονομάζεται γείωση, τότε αποδεικνύεται όπως στην περίπτωση των μπαταριών, ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά. Αλλά δεν μπορείτε να πάρετε πολλή ισχύ από ένα τέτοιο κύκλωμα.
6. Λήψη διαφορετικής πολικότητας τάσης από δύο ανορθωτές.
Δεν είναι καθόλου απαραίτητο να είναι τα ίδια τροφοδοτικά - μπορεί να είναι είτε διαφορετικά σε τάση είτε διαφορετικά σε ισχύ. Για παράδειγμα, αν το κύκλωμά μας καταναλώνει 1Α στα +12 βολτ, και 0,5Α στα -5 βολτ, τότε χρειαζόμαστε δύο τροφοδοτικά - +12V 1Α και -5V 0,5Α. Μπορείτε επίσης να συνδέσετε δύο πανομοιότυπους ανορθωτές για να αποκτήσετε διπολική τάση, για παράδειγμα, για να τροφοδοτήσετε έναν ενισχυτή.
7. Παράλληλη σύνδεσηπανομοιότυποι ανορθωτές.
Μας δίνει την ίδια τάση, μόνο με διπλάσιο ρεύμα. Αν συνδέσουμε δύο ανορθωτές, τότε θα έχουμε διπλή αύξηση του ρεύματος, τρεις - τριπλάσια κ.λπ.
Λοιπόν, αν όλα είναι ξεκάθαρα για εσάς, αγαπητοί μου, τότε μάλλον θα ρωτήσω: σχολική εργασία στο σπίτι. Ο τύπος για τον υπολογισμό της χωρητικότητας του φίλτρου για έναν ανορθωτή πλήρους κύματος είναι: 
Για έναν ανορθωτή μισού κύματος, ο τύπος είναι ελαφρώς διαφορετικός: 
Τα δύο στον παρονομαστή είναι ο αριθμός των «κύκλων» διόρθωσης. Για έναν τριφασικό ανορθωτή, ο παρονομαστής θα είναι τρεις.
Σε όλους τους τύπους, οι μεταβλητές ονομάζονται ως εξής:
Cf - χωρητικότητα πυκνωτή φίλτρου, μF
Po - ισχύς εξόδου, W
U - ανορθωμένη τάση εξόδου, V
f - συχνότητα εναλλασσόμενης τάσης, Hz
dU - εύρος παλμών, V
Για αναφορά, επιτρεπόμενοι κυματισμοί:
Ενισχυτές μικροφώνου - 0,001...0,01%
Ψηφιακή τεχνολογία - κυματισμός 0,1...1%
Ενισχυτές ισχύος - κυματισμός φορτωμένου τροφοδοτικού 1...10% ανάλογα με την ποιότητα του ενισχυτή.
Αυτοί οι δύο τύποι ισχύουν για ανορθωτές τάσης με συχνότητα έως 30 kHz. Σε υψηλότερες συχνότητες, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές χάνουν την απόδοσή τους και ο ανορθωτής έχει σχεδιαστεί λίγο διαφορετικά. Αλλά αυτό είναι άλλο θέμα.
Μια γέφυρα διόδου θα βοηθήσει στη μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα - το διάγραμμα και η αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευής δίνονται παρακάτω. Σε ένα συμβατικό κύκλωμα φωτισμού, ρέει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο αλλάζει το μέγεθος και την κατεύθυνσή του 50 φορές μέσα σε ένα δευτερόλεπτο. Η μετατροπή του σε μόνιμη είναι μια αρκετά κοινή ανάγκη.
Αρχή λειτουργίας διόδου ημιαγωγών
Ρύζι. 1Το όνομα της περιγραφόμενης συσκευής δείχνει ξεκάθαρα ότι αυτός ο σχεδιασμός αποτελείται από διόδους - συσκευές ημιαγωγών, αγώγουν καλά το ηλεκτρικό ρεύμα προς μία κατεύθυνση και πρακτικά δεν το άγουν προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η εικόνα αυτής της συσκευής (VD1) είναι ενεργοποιημένη διαγράμματα κυκλώματοςφαίνεται στο Σχ. 2γ. Όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός - από την άνοδο (αριστερά) προς την κάθοδο (δεξιά), η αντίστασή του είναι χαμηλή. Όταν η κατεύθυνση του ρεύματος αλλάζει προς την αντίθετη κατεύθυνση, η αντίσταση της διόδου αυξάνεται πολλές φορές. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα αντίστροφο ρεύμα ελαφρώς διαφορετικό από το μηδέν ρέει μέσα από αυτό.
Επομένως, όταν μια εναλλασσόμενη τάση Uin (αριστερό γράφημα) εφαρμόζεται σε ένα κύκλωμα που περιέχει μια δίοδο, η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω του φορτίου μόνο κατά τη διάρκεια θετικών μισών κύκλων όταν εφαρμόζεται θετική τάση στην άνοδο. Οι αρνητικοί μισοί κύκλοι «κόβονται» και πρακτικά δεν υπάρχει ρεύμα στην αντίσταση φορτίου αυτή τη στιγμή.
Αυστηρά μιλώντας, τάση εξόδουΤο U out (δεξιό γράφημα) δεν είναι σταθερό, αν και ρέει προς μία κατεύθυνση, αλλά παλλόμενο. Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς ότι ο αριθμός των παλμών του (παλμών) σε ένα δευτερόλεπτο είναι 50. Αυτό δεν είναι πάντα αποδεκτό, αλλά οι παλμοί μπορούν να εξομαλυνθούν εάν συνδέσετε έναν πυκνωτή με αρκετά μεγάλη χωρητικότητα παράλληλα με το φορτίο. Φόρτιση κατά τη διάρκεια παλμών τάσης, στα διαστήματα μεταξύ τους ο πυκνωτής εκφορτίζεται στην αντίσταση φορτίου. Οι παλμοί εξομαλύνονται και η τάση γίνεται σχεδόν σταθερή.
Ένας ανορθωτής που κατασκευάζεται σύμφωνα με αυτό το κύκλωμα ονομάζεται ανορθωτής μισού κύματος, καθώς χρησιμοποιεί μόνο έναν μισό κύκλο της ανορθωμένης τάσης. Πλέον σημαντικές ελλείψειςένας τέτοιος ανορθωτής είναι οι εξής:
- αυξημένος βαθμός κυματισμού της ανορθωμένης τάσης.
- χαμηλή απόδοση?
- μεγάλο βάρος του μετασχηματιστή και η παράλογη χρήση του.
Επομένως, τέτοια κυκλώματα χρησιμοποιούνται μόνο για την τροφοδοσία συσκευών χαμηλής κατανάλωσης. Για να διορθωθεί αυτή η ανεπιθύμητη κατάσταση, έχουν αναπτυχθεί ανορθωτές πλήρους κύματος που μετατρέπουν τα αρνητικά μισά κύματα σε θετικά. Αυτό μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους, αλλά ο ευκολότερος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε μια γέφυρα διόδου.
Ρύζι. 2 Γέφυρα διόδου- ένα κύκλωμα ανόρθωσης πλήρους κύματος που περιέχει 4 διόδους αντί για μία (Εικ. 2γ). Σε κάθε μισό κύκλο, δύο από αυτά είναι ανοιχτά και επιτρέπουν στον ηλεκτρισμό να ρέει προς τα εμπρός, ενώ τα άλλα δύο είναι κλειστά και δεν τους διαρρέει ρεύμα. Κατά τη διάρκεια του θετικού μισού κύκλου, εφαρμόζεται θετική τάση στην άνοδο VD1 και αρνητική τάση εφαρμόζεται στην κάθοδο VD3. Ως αποτέλεσμα, και οι δύο αυτές δίοδοι είναι ανοιχτές και οι VD2 και VD4 είναι κλειστές.
Κατά τη διάρκεια του αρνητικού μισού κύκλου, εφαρμόζεται θετική τάση στην άνοδο VD2 και αρνητική τάση εφαρμόζεται στην κάθοδο VD4. Αυτές οι δύο δίοδοι ανοίγουν και αυτές που ανοίγουν κατά τον προηγούμενο μισό κύκλο κλείνουν. Το ρεύμα μέσω της αντίστασης φορτίου ρέει προς την ίδια κατεύθυνση. Σε σύγκριση με έναν ανορθωτή μισού κύματος, ο αριθμός των κυματισμών διπλασιάζεται. Το αποτέλεσμα είναι υψηλότερος βαθμός εξομάλυνσης με την ίδια χωρητικότητα φίλτρου, αύξηση της αποτελεσματικότηταςμετασχηματιστής που χρησιμοποιείται στον ανορθωτή.
Μια γέφυρα διόδου μπορεί όχι μόνο να συναρμολογηθεί από μεμονωμένα στοιχεία, αλλά και να κατασκευαστεί ως μονολιθική κατασκευή (συγκρότημα διόδου). Είναι ευκολότερο να εγκατασταθεί και οι δίοδοι επιλέγονται συνήθως σύμφωνα με τις παραμέτρους. Είναι επίσης σημαντικό να λειτουργούν στις ίδιες θερμικές συνθήκες. Το μειονέκτημα μιας γέφυρας διόδου είναι η ανάγκη αντικατάστασης ολόκληρου του συγκροτήματος εάν έστω και μία δίοδος αποτύχει.
Το παλμικό ανορθωμένο ρεύμα θα είναι ακόμη πιο κοντά στο σταθερό, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη τριφασικής γέφυρας διόδου. Η είσοδός του συνδέεται με μια τριφασική πηγή AC(γεννήτρια ή μετασχηματιστή), και η τάση εξόδου είναι σχεδόν ίδια με τη σταθερή και είναι ακόμη πιο εύκολο να την εξομαλύνετε παρά μετά από ανόρθωση πλήρους κύματος.
Ανορθωτής γέφυρας διόδου
Το κύκλωμα ενός ανορθωτή πλήρους κύματος που βασίζεται σε μια γέφυρα διόδου, κατάλληλη για συναρμολόγηση DIY, φαίνεται στο Σχ. 3α. Η τάση που αφαιρέθηκε από τη δευτερεύουσα περιέλιξη προς τα κάτω του μετασχηματιστή Τ υπόκειται σε διόρθωση Για να γίνει αυτό, πρέπει να συνδέσετε μια γέφυρα διόδου στον μετασχηματιστή.
Η παλμική ανορθωμένη τάση εξομαλύνεται από έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή C, ο οποίος έχει αρκετά μεγάλη χωρητικότητα - συνήθως της τάξης πολλών χιλιάδων μικροφαράντ. Η αντίσταση R λειτουργεί ως ανορθωτικό φορτίο στο ρελαντί. Σε αυτή τη λειτουργία, ο πυκνωτής C φορτίζεται σε μια τιμή πλάτους που είναι 1,4 (ρίζα δύο) φορές υψηλότερη από την πραγματική τιμή τάσης που λαμβάνεται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή.
Καθώς το φορτίο αυξάνεται, η τάση εξόδου μειώνεται. Μπορείτε να απαλλαγείτε από αυτό το μειονέκτημα συνδέοντας έναν απλό σταθεροποιητή τρανζίστορ στην έξοδο του ανορθωτή. Στα διαγράμματα κυκλώματος, η εικόνα μιας γέφυρας διόδου συχνά απλοποιείται. Στο Σχ. Το 3b δείχνει πώς μπορεί επίσης να απεικονιστεί το αντίστοιχο θραύσμα στο Σχ. 3. 3α.
Πρέπει να σημειωθεί ότι αν και η αντίσταση προς τα εμπρός των διόδων είναι μικρή, ωστόσο είναι διαφορετική από το μηδέν. Για το λόγο αυτό, θερμαίνονται σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz, όσο πιο ισχυρά, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα. Για την αποφυγή υπερθέρμανσης ισχυρές δίοδοιεγκαθίστανται συχνά σε ψύκτρες (καλοριφέρ).
Μια γέφυρα διόδου είναι σχεδόν υποχρεωτικό στοιχείο οποιουδήποτε ηλεκτρονική συσκευήτροφοδοτείται από το δίκτυο, είτε πρόκειται για υπολογιστή είτε για ανορθωτή για τη φόρτιση ενός κινητού τηλεφώνου.
Σχετικές αναρτήσεις:
Σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές που λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα 220 βολτ, τοποθετούνται γέφυρες διόδου. Το κύκλωμα γέφυρας διόδου 12 volt σάς επιτρέπει να εκτελέσετε αποτελεσματικά τη λειτουργία ανόρθωσης εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι περισσότερες συσκευές χρησιμοποιούν συνεχές ρεύμα για να λειτουργήσουν.
Πώς λειτουργεί μια γέφυρα διόδου;
Στις επαφές εισόδου της γέφυρας παρέχεται εναλλασσόμενο ρεύμα με συγκεκριμένη μεταβαλλόμενη συχνότητα. Στις εξόδους με θετικές και αρνητικές τιμές, παράγεται μονοπολικό ρεύμα, το οποίο έχει αυξημένο κυματισμό, υπερβαίνοντας σημαντικά τη συχνότητα του ρεύματος που παρέχεται στην είσοδο.
Οι παλμοί που εμφανίζονται πρέπει να αφαιρεθούν, διαφορετικά ηλεκτρονικό κύκλωμαδεν θα μπορεί να λειτουργήσει κανονικά. Επομένως, το κύκλωμα περιέχει ειδικά φίλτρα, τα οποία είναι ηλεκτρολυτικά φίλτρα μεγάλης χωρητικότητας.
Το ίδιο το συγκρότημα γέφυρας αποτελείται από τέσσερις διόδους με τις ίδιες παραμέτρους. Συνδέονται σε ένα κοινό κύκλωμα και στεγάζονται σε ένα κοινό περίβλημα.
Η γέφυρα διόδου έχει τέσσερις ακροδέκτες. Συνδέεται με δύο από αυτά εναλλασσόμενη τάση, και οι άλλοι δύο είναι οι θετικοί και αρνητικοί ακροδέκτες της παλμικής ανορθωμένης τάσης.
Ανορθωτική γέφυρα με τη μορφή συγκρότημα διόδουέχει σημαντικά τεχνολογικά πλεονεκτήματα. Έτσι, στις πλακέτα τυπωμένου κυκλώματοςΈνα μονολιθικό εξάρτημα εγκαθίσταται ταυτόχρονα. Κατά τη λειτουργία, όλες οι δίοδοι παρέχονται με τις ίδιες θερμικές συνθήκες. Το κόστος της συνολικής συναρμολόγησης είναι χαμηλότερο από τέσσερις διόδους ξεχωριστά. Ωστόσο, αυτό το μέρος έχει ένα σοβαρό μειονέκτημα. Εάν τουλάχιστον μία δίοδος αποτύχει, ολόκληρο το συγκρότημα πρέπει να αντικατασταθεί. Εάν είναι επιθυμητό, οποιοδήποτε γενικό σχέδιομπορεί να αντικατασταθεί από τέσσερα ξεχωριστά εξαρτήματα.
Εφαρμογή διοδικών γεφυρών
Σε οποιεσδήποτε συσκευές και ηλεκτρονικά που τροφοδοτούνται από AC ηλεκτρικό ρεύμα, υπάρχει κύκλωμα γέφυρας διόδου 12 volt. Χρησιμοποιείται όχι μόνο σε μετασχηματιστές, αλλά και σε ανορθωτές παλμών. Το πιο χαρακτηριστικό μπλοκ παλμώνείναι το τροφοδοτικό του υπολογιστή.
Επιπλέον, οι γέφυρες διόδου χρησιμοποιούνται σε φθορίζοντα συμπαγείς λαμπτήρεςή μέσα λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας. Δίνουν πολύ καλό αποτέλεσμα όταν χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε όλα τα μοντέλα σύγχρονων συσκευών.
Πώς να φτιάξετε μια γέφυρα διόδου
Υπάρχει μια γέφυρα σε ένα ποτάμι, σε μια χαράδρα, αλλά και σε έναν δρόμο. Αλλά έχετε ακούσει ποτέ τη φράση «γέφυρα διόδου»; Τι είδους γέφυρα είναι αυτή; Αλλά θα προσπαθήσουμε να βρούμε μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα.
Η φράση «γέφυρα διόδου» προέρχεται από τη λέξη «δίοδος». Αποδεικνύεται ότι η γέφυρα διόδου πρέπει να αποτελείται από διόδους. Αν όμως υπάρχουν δίοδοι στη γέφυρα της διόδου, σημαίνει ότι η δίοδος θα περάσει ηλεκτρικό ρεύμα προς τη μία κατεύθυνση, αλλά όχι προς την άλλη. Χρησιμοποιήσαμε αυτή την ιδιότητα των διόδων για να προσδιορίσουμε την απόδοσή τους. Αν δεν θυμάστε πώς το κάναμε, τότε ορίστε. Ως εκ τούτου, μια γέφυρα διόδων χρησιμοποιείται για τη λήψη τάσης από εναλλασσόμενη τάση σταθερή τάση.
Και εδώ είναι το διάγραμμα της γέφυρας διόδου:
Μερικές φορές στα διαγράμματα ορίζεται ως εξής:
Όπως μπορούμε να δούμε, το κύκλωμα αποτελείται από τέσσερις διόδους. Για να λειτουργήσει όμως το κύκλωμα γέφυρας διόδου πρέπει να συνδέσουμε σωστά τις διόδους και να εφαρμόσουμε σωστά εναλλασσόμενη τάση σε αυτές. Στα αριστερά βλέπουμε δύο εικονίδια "~". Εφαρμόζουμε εναλλασσόμενη τάση σε αυτούς τους δύο ακροδέκτες και αφαιρούμε σταθερή τάση από τους άλλους δύο ακροδέκτες: συν και πλην.
Για να μετατρέψετε την εναλλασσόμενη τάση σε άμεση τάση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μία δίοδο για ανόρθωση, αλλά δεν συνιστάται. Ας δούμε την εικόνα:
Η τάση AC αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Η δίοδος περνάει τάση μέσω του εαυτού της μόνο όταν η τάση είναι πάνω από το μηδέν και όταν πέσει κάτω από το μηδέν, η δίοδος σβήνει. Νομίζω ότι όλα είναι στοιχειώδη και απλά. Η δίοδος κόβει το αρνητικό μισό κύμα, αφήνοντας μόνο το θετικό μισό κύμα,που είναι αυτό που βλέπουμε στο παραπάνω σχήμα. Και η ομορφιά αυτού του απλού κυκλώματος είναι ότι παίρνουμε σταθερή τάση από εναλλασσόμενη τάση.Το όλο πρόβλημα είναι ότι χάνουμε τη μισή ισχύ AC. Η δίοδος το κόβει βλακωδώς.
Για να διορθωθεί αυτή η κατάσταση, αναπτύχθηκε ένα κύκλωμα γέφυρας διόδου. Η γέφυρα διόδου «αναστρέφει» το αρνητικό μισό κύμα, μετατρέποντάς το σε θετικό μισό κύμα. Έτσι εξοικονομούμε ενέργεια. Υπέροχο δεν είναι;
Στην έξοδο της γέφυρας διόδου έχουμε σταθερή παλμική τάση με συχνότητα διπλάσια από τη συχνότητα του δικτύου: 100 Hz.
Νομίζω ότι δεν χρειάζεται να γράψετε πώς λειτουργεί το κύκλωμα, δεν θα το χρειαστείτε ούτως ή άλλως, το κύριο πράγμα είναι να θυμάστε πού πηγαίνει η εναλλασσόμενη τάση και από πού προέρχεται η σταθερή παλμική τάση.
Ας ρίξουμε μια πρακτική ματιά στο πώς λειτουργεί μια δίοδος και μια γέφυρα διόδου.
Αρχικά, ας πάρουμε μια δίοδο.
Το ξεκόλλησα από το τροφοδοτικό του υπολογιστή. Η κάθοδος μπορεί εύκολα να αναγνωριστεί από τη λωρίδα της. Σχεδόν όλοι οι κατασκευαστές δείχνουν την κάθοδο με μια λωρίδα ή μια τελεία.
Για να κάνω τα πειράματά μας ασφαλή, πήρα έναν μετασχηματιστή που μετατρέπει τα 220 Volt σε 12 Volt. Για όσους δεν ξέρουν πώς το κάνει αυτό, μπορείτε να διαβάσετε το σχέδιο μετασχηματιστή του άρθρου.
Συνδέουμε 220 Volt στο πρωτεύον τύλιγμα και αφαιρούμε 12 Volt από το δευτερεύον τύλιγμα. Το καρτούν δείχνει λίγο περισσότερο, αφού δεν συνδέεται φορτίο με τη δευτερεύουσα περιέλιξη. Ο μετασχηματιστής λειτουργεί με τη λεγόμενη "ταχύτητα αδράνειας".
Ας δούμε τον παλμογράφο που προέρχεται από τη δευτερεύουσα περιέλιξη της έκστασης. Το μέγιστο πλάτος τάσης είναι εύκολο να υπολογιστεί. Εάν δεν θυμάστε πώς να υπολογίσετε, μπορείτε να δείτε το άρθρο Παλμογράφος. Λειτουργικά Βασικά. 3,3x5= 16,5V είναι η μέγιστη τιμή τάσης. Και αν διαιρέσουμε τη μέγιστη τιμή πλάτους με τη ρίζα του δύο, φτάνουμε κάπου γύρω στα 11,8 Volt. Αυτή είναι η πραγματική τιμή τάσης. Ο Oscill δεν λέει ψέματα, όλα είναι εντάξει.
Για άλλη μια φορά, θα μπορούσα να είχα χρησιμοποιήσει 220 Volt, αλλά τα 220 Volt δεν είναι αστείο, έτσι μείωσα την εναλλασσόμενη τάση.
Συγκολλήστε τη δίοδο μας στο ένα άκρο της δευτερεύουσας περιέλιξης του trans.
Κολλάμε ξανά με ανιχνευτές ταλάντωσης
Ας δούμε τις ταλαντώσεις
Πού είναι το κάτω μέρος της εικόνας; Η δίοδος το έκοψε. Η δίοδος άφησε μόνο το πάνω μέρος, δηλαδή αυτό που είναι θετικό. Και αφού έκοψε το κάτω μέρος, κατά συνέπεια έκοψε το ρεύμα.
Βρίσκουμε άλλες τρεις τέτοιες διόδους και κολλάμε τη γέφυρα διόδου.
Προσκολλάμε στη δευτερεύουσα περιέλιξη του τρανς σύμφωνα με το κύκλωμα γέφυρας διόδου.
Από τα άλλα δύο άκρα αφαιρούμε τη σταθερή παλμική τάση με ανιχνευτές ταλαντωτή και κοιτάμε τους ταλαντωτές.
Λοιπόν, τώρα όλα είναι εντάξει, και δεν έχουμε χάσει καμία δύναμη :-).
Για να μην μπλέξουμε με τις διόδους, οι προγραμματιστές τοποθέτησαν και τις τέσσερις διόδους σε ένα περίβλημα. Το αποτέλεσμα είναι μια πολύ συμπαγής και βολική γέφυρα διόδου. Νομίζω ότι μπορείτε να μαντέψετε ποιο είναι εισαγόμενο και ποιο είναι σοβιετικό))).
Και εδώ είναι το σοβιετικό:
Πώς μαντέψατε; :-) Για παράδειγμα, σε μια σοβιετική γέφυρα διόδου, εμφανίζονται οι επαφές στις οποίες πρέπει να εφαρμοστεί μια εναλλασσόμενη τάση (με το σύμβολο "~") και οι επαφές από τις οποίες πρέπει να αφαιρεθεί μια σταθερή παλμική τάση ("+" και "-") εμφανίζονται.
Ας ελέγξουμε την εισαγόμενη γέφυρα διόδου. Για να γίνει αυτό, συνδέουμε δύο από τις επαφές του στη μεταβλητή και από τις άλλες δύο επαφές παίρνουμε μετρήσεις στον ταλαντωτή.
Και εδώ είναι ο παλμογράφος:
Αυτό σημαίνει ότι η εισαγόμενη γέφυρα διόδου λειτουργεί μια χαρά.
Εν κατακλείδι, θα ήθελα να προσθέσω ότι η γέφυρα διόδου χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλο τον ραδιοεξοπλισμό που καταναλώνει τάση από το δίκτυο, είτε πρόκειται για απλή τηλεόραση είτε ακόμα και για φορτιστή κινητού τηλεφώνου. Η γέφυρα διόδου ελέγχεται για τη δυνατότητα συντήρησης όλων των διόδων της.