Praktični diodni most za napon od 12 volti

Radio i električno napajanje skoro uvek koriste ispravljače dizajnirane za pretvaranje AC na DC. To je zbog činjenice da se skoro sva elektronska kola i mnogi drugi uređaji moraju napajati iz DC izvora. Ispravljač može biti bilo koji element sa nelinearnom strujnom naponom, drugim riječima, drugačije tokovna struja u suprotnim pravcima. U savremenim uređajima, ravne poluprovodničke diode obično se koriste kao takvi elementi.

Circuit poluprovodničke diode.

Poluprovodničke diode

Uz dobre provodnike i izolatore, postoji mnogo supstanci koje su posredne u provodljivosti između ove dve klase. Oni nazivaju takve supstance poluprovodnike. Otpor čistog poluprovodnika smanjuje se s povećanjem temperature, za razliku od metala čiji se otpor raste pod ovim uslovima.

Dodavanjem male količine nečistoće čistom poluprovodniku, može se značajno promijeniti njegova provodljivost. Postoje dve vrste takvih nečistoća:

Slika 1. Planarna dioda: a. diod uređaja; b. oznaka dioda u električnim kolima; u pojavljivanje planarnih dioda različite moći.

1. Donator - pretvaranje čistog materijala u n-tip poluprovodnik, koji sadrži višak slobodnih elektrona. Ovaj tip provodljivosti se zove elektronski.
2. Acceptor - pretvaranje istog materijala u poluprovodnik p-tipa, koji ima veštački stvoreni nedostatak slobodnih elektrona. Konduktivnost takvog poluprovodnika se zove rupa. "Rupa" - mesto koje je napustilo elektron, ponaša se kao pozitivno naelektrisanje.

Sloj na granici poluprovodnika p-i n-tipa (pn spoj) ima jednosmernu provodljivost - on vrši struju u jednom (napred) smjeru i veoma loše u suprotnom smeru (unazad). Uređaj planarne diode je prikazan na slici 1a. Baza je poluprovodnička ploča (germanijum) sa malom količinom nečistoće donatora (n-tipa) na kojoj se nalazi komad indijuma, što je primarna nečistoća.

Nakon zagrevanja, indijum se difuzuje u susjedne oblasti poluprovodnika, pretvarajući ih u p-tip poluprovodnike. Na granici regija sa dva tipa provodljivosti, dolazi do p-n spoja. Izlaz povezan s poluprovodnikom p-tipa naziva se anoda rezultujuće diode, suprotno - njegova katoda. Slika poluprovodničke diode na dijagramima kola je prikazana na Sl. 1b, pojavljivanje planarnih dioda različite snage - na Sl. 1c.

Najjednostavniji ispravljač

Slika 2. Sadašnje karakteristike u različitim krugovima.

Struja koja se protiče u konvencionalnoj mreži osvetljenja je varijabilna. Njena magnituda i pravac se menjaju 50 puta u toku jedne sekunde. Grafikon njegovog napona nasuprot vremenu je prikazan na Sl. 2a Pozitivne poluvremene su prikazane crvenim, negativnim plavim bojama.

Pošto magnituda struje varira od nule do maksimalne (amplitude) vrijednosti, uvodi se koncept efektivne vrijednosti struje i napona. Na primjer, u mreži osvetljenja, efektivna vrijednost napona od 220 V - u grijaču uključenom u ovu mrežu, iste topline generišu se u istom vremenskom periodu kao u istom uređaju u 220 V DC sklopu.

Ali u stvari, napon u mreži varira u 0,02 sa sledećim:

• prva četvrtina ovog vremena (period) - povećava se sa 0 na 311 V;
• drugi kvartal perioda - opada sa 311 na 0;
• treći kvartal perioda - opada od 0 do 311 V;
• poslednja četvrtina ovog perioda povećava se sa 311 na 0.

U ovom slučaju, 311 V je amplituda napona U_o. Amplitude i efektivni (U) naponi su međusobno povezani prema formuli:

U_o = √2 * U.

Slika 3. Diodni most.

Kada se na strujno kolo povezuje naizmenična struja serije spojene diode (VD) i opterećenja (slika 2b), struja teče kroz to samo tokom pozitivnih polu-perioda (Slika 2c). Ovo se dešava usled jednostrane provodljivosti diode. Takav ispravljač se naziva polu talasom - polovinom perioda struja u krugu, u drugom trenutku - odsutna.

Struja koja teče kroz opterećenje u takvom ispravljaču nije konstantna, već pulsirajuća. Može se pretvoriti u skoro konstantno uključivanjem kondenzatora filtera C paralelno sa opterećenjem_f dovoljno veliki kapacitet. Tokom prve četvrtine perioda, kondenzator napunjen je amplitudnom vrednošću, au intervalima između pulsacija se ispušta do opterećenja. Napon postaje skoro konstantan. Efekat glajenja je jači, veća je kapacitivnost kondenzatora.

Diodni mostni krug

Još savršen je shema ispravljanja punog talasa, kada se koriste i pozitivni i negativni poluprecipi. Postoji nekoliko varijanti takvih šema, ali najčešće se koristi trotoar. Diagram diodnog mosta prikazan je na Sl. 3c. Na njemu crvena linija pokazuje kako struja prolazi kroz opterećenje tokom pozitivnih i plavog-negativnog polu-perioda.

Slika 4. Kombinacija ispravljača od 12 volti pomoću mosta dioda.

I prva i druga polovina perioda, struja kroz opterećenje teče u istom pravcu (Slika 3b). Broj pulsacija za jednu sekundu nije 50, kao kod polavalasnog ispravljanja, ali 100. Shodno tome, sa istom kapacitivnošću filter kondenzatora, efekat pomicanja će biti izraženiji.

Kao što vidite, za izgradnju diodnog mosta potrebni su 4 diode - VD1-VD4. Prethodno su diodni mostovi prikazani u načelnim dijagramima na potpuno isti način kao u sl. 3c. Danas je slika prikazana na slici 2 općenito prihvaćena. 3g. Iako na njoj postoji samo jedna slika diode, ne treba zaboraviti da se most sastoji od četiri diode.

Mostni most se najčešće sastavlja od pojedinačnih dioda, ali ponekad se koriste monolitni sklopovi dioda. Oni se lakše montiraju na ploču, ali kada jedna ruka mosta ne uspije, zamijeni se cijeli sklop. Izaberite diode sa kojih je montiran most, na osnovu veličine struje koja teče kroz njih i veličine dozvoljenog obrnutog napona. Ovi podaci vam omogućavaju da dobijete uputstva za diode ili reference.

Kompletan dijagram 12-voltnog ispravljača pomoću dioda mosta prikazan je na sl. 4. T1 je stepeni niz transformator, a sekundarni namotaj daje napon od 10-12 V. Osigurač FU1 je značajan detalj sa stanovišta sigurnosti i ne smije se zanemariti. Brend dioda VD1-VD4, kao što je već pomenuto, određuje se količinom struje koja će se potrošiti od ispravljača. Kondenzator C1 - elektrolitski, kapaciteta 1000,0 mikrofaradova ili više, za napon koji nije manji od 16 V.

Izlazni napon je fiksiran, njegova vrijednost zavisi od opterećenja. Što je veća struja, to je manja magnituda ovog napona. Da bi se postigao podesivi i stabilan izlazni napon, potreban je kompleksniji sklop. Primite podesivi napon iz kola prikazanog na sl. 4 na dva načina:

1. Primjenom primarnog namotaja transformatora T1 podesivi napon, na primjer, iz LATR-a.
2. Napravili su nekoliko slavina od sekundarnog namotaja transformatora i, stoga, stavili prekidač.

Nadamo se da će opisi i dijagrami iznad pružiti praktičnu pomoć u sastavljanju jednostavnog ispravljača za praktične potrebe.