Kintamoji įtampa tiekiama iš maitinimo organizacijos vartotojams. Taip yra dėl elektros transportavimo ypatumų. Tačiau daugumai buitinių (ir iš dalies pramoninių) elektros imtuvų reikia nuolatinės įtampos. Norint jį gauti, reikalingi keitikliai. Daugeliu atvejų jie statomi pagal schemą „nuleidžiamas transformatorius – lygintuvas – išlyginamasis filtras“ (išskyrus perjungimo maitinimo šaltiniai). Diodai, sujungti tilto grandinėje, naudojami kaip lygintuvas.
Turinys
Kam skirtas diodinis tiltas ir kaip jis veikia
Diodinis tiltelis naudojamas kaip ištaisymo grandinė, kuri kintamosios srovės įtampą paverčia nuolatine. Jo veikimo principas pagrįstas vienpusiu laidumu – puslaidininkinio diodo savybe praleisti srovę tik viena kryptimi.Vienas diodas taip pat gali tarnauti kaip paprasčiausias lygintuvas.
Su tokiu įtraukimu, mažesnis (neigiamas) dalis sinusoidės „nupjauta“. Šis metodas turi trūkumų:
- išėjimo įtampos forma toli gražu nėra pastovi, kaip išlyginamasis filtras reikalingas didelis ir tūrinis kondensatorius;
- kintamosios srovės galia naudojama daugiausiai pusei.
Srovė per apkrovą atitinka išėjimo įtampos formą. Todėl geriau naudoti pilnos bangos lygintuvą diodinio tiltelio pavidalu. Jei įjungsite keturis diodus pagal nurodytą schemą ir prijungsite apkrovą, tada, kai įvestyje bus tiekiama kintamoji įtampa, įrenginys veiks taip:
Esant teigiamai įtampai (viršutinė sinusoido dalis, raudona rodyklė), srovė tekės per VD2 diodą, apkrovą, VD3. Su neigiamu (apatinė sinusoido dalis, žalia rodyklė) per diodą VD4, apkrova, VD1. Dėl to per vieną laikotarpį srovė du kartus praeina per apkrovą ta pačia kryptimi.
Išėjimo įtampos bangos forma yra daug arčiau tiesios linijos, nors pulsacijos lygis yra gana aukštas. Šaltinio galia yra visiškai išnaudota.
Jei yra reikiamos amplitudės trifazės įtampos šaltinis, galite padaryti tiltą pagal šią schemą:
Jame prie apkrovos bus pridėtos trys srovės, kartojančios išėjimo įtampos formą, fazės poslinkis 120 laipsnių:
Išėjimo įtampa eis aplink sinusoidų viršūnes. Matyti, kad įtampa pulsuoja daug mažiau nei vienfazėje grandinėje, jos forma arčiau tiesės. Tokiu atveju išlyginamojo filtro talpa bus minimali.
Ir dar viena tilto versija – valdoma.Jame du diodai pakeičiami tiristoriais – elektroniniais įtaisais, kurie atsidaro, kai į valdymo elektrodą patenka signalas. Atviroje formoje tiristoriai elgiasi beveik kaip įprasti diodai. Schema atrodo taip:
Įjungimo signalai duodami iš valdymo grandinės sutartu laiku, išjungimas įvyksta tuo momentu, kai įtampa pereina per nulį. Tada kondensatoriaus įtampa apskaičiuojama vidurkiu ir šį vidutinį lygį galima valdyti.
Diodinio tiltelio žymėjimas ir prijungimo schema
Kadangi diodų tiltas gali būti pastatytas pagal įvairias schemas ir jame yra nedaug elementų, dažniausiai lygintuvo mazgas žymimas tiesiog nubraižant jo schemą. Jei tai nepriimtina, pavyzdžiui, kuriant blokinę schemą, tiltas nurodomas kaip simbolis, nurodantis bet kurį kintamosios srovės į nuolatinės srovės keitiklį:
Raidė „~“ reiškia grandines kintamoji srovė, simbolis "=" - DC grandinės, o "+" ir "-" - išėjimo poliškumas.
Jei lygintuvas pastatytas pagal klasikinę 4 diodų tilto grandinę, leidžiamas šiek tiek supaprastintas vaizdas:
Lygintuvo bloko įėjimas jungiamas prie kintamosios srovės šaltinio išėjimo gnybtų (dažniausiai tai yra žeminamasis transformatorius) nesilaikant poliškumo - bet kuris išėjimo gnybtas yra prijungtas prie bet kurio įėjimo. Tilto išėjimas yra prijungtas prie apkrovos. Tam gali prireikti poliškumo (įskaitant stabilizatorių, išlyginamąjį filtrą) arba ne.
Diodinį tiltelį galima prijungti prie nuolatinės įtampos šaltinio.Tokiu atveju gaunama apsaugos grandinė nuo netyčinio poliškumo pakeitimo - bet kokiu tilto įėjimus prijungus prie maitinimo šaltinio išvesties, jo išėjimo įtampos poliškumas nepasikeis.
Pagrindinės techninės charakteristikos
Renkantis diodus ar gatavą tiltelį, pirmiausia reikia pažvelgti į maksimali darbo srovė į priekį. Ji turėtų viršyti apkrovos srovę su marža. Jei ši vertė nežinoma, bet galia žinoma, ji turi būti konvertuojama į srovę pagal formulę Iload \u003d Plload / Uout. Norint padidinti leistiną srovę, puslaidininkinius įrenginius galima jungti lygiagrečiai – didžiausia apkrovos srovė dalijama iš diodų skaičiaus. Tokiu atveju geriau pasirinkti diodus vienoje tilto šakoje pagal artimą įtampos kritimo atviroje būsenoje vertę.
Antras svarbus parametras yra tiesioginė įtampakuriam skirtas tiltas ar jo elementai. Ji neturi būti mažesnė už kintamosios srovės šaltinio išėjimo įtampą (didžiausią vertę!). Kad prietaisas veiktų patikimai, turite paimti 20–30% maržą. Norint padidinti leistiną įtampą, diodai gali būti jungiami nuosekliai – kiekvienoje tilto atšakoje.
Šių dviejų parametrų pakanka preliminariam sprendimui dėl diodų naudojimo lygintuvo įrenginyje, tačiau reikėtų atsižvelgti ir į kai kurias kitas charakteristikas:
- maksimalus veikimo dažnis - dažniausiai keli kilohercai ir neturi reikšmės dirbant pramoniniais 50 ar 100 Hz dažniais, o jei diodas veikia impulsinėje grandinėje, šis parametras gali tapti lemiamu;
- įtampos kritimas įjungimo būsenoje silicio diodams jis yra apie 0,6 V, o tai nesvarbu, kai išėjimo įtampa, pavyzdžiui, 36 V, bet gali būti kritinė, kai veikia žemesnėje nei 5 V įtampa – tokiu atveju reikėtų rinktis Schottky diodus, kuriems būdingas žemas šio parametro vertė.
Diodinių tiltelių veislės ir jų žymėjimas
Diodų tiltelį galima montuoti ant atskirų diodų. Norėdami stebėti poliškumą, turite atkreipti dėmesį į ženklinimą. Kai kuriais atvejais piešinio pavidalo ženklas uždedamas tiesiai ant puslaidininkinio įtaiso korpuso. Tai būdinga vietiniams gaminiams.
Užsienio (ir daugelis šiuolaikinių rusiškų) prietaisų pažymėti tašku arba žiedu. Daugeliu atvejų tai yra anodo žymėjimas, tačiau garantijos nėra. Geriau pažvelgti į vadovą arba naudoti testerį.
Galite padaryti tiltelį iš surinkimo - keturi diodai yra sujungti į vieną paketą, o laidų prijungimas gali būti atliekamas išoriniais laidais (pavyzdžiui, ant spausdintinės plokštės). Surinkimo schemos gali būti įvairios, todėl norint tinkamai prijungti, reikia žiūrėti duomenų lapus.
Pavyzdžiui, BAV99S diodų mazgas, kuriame yra 4 diodai, bet turi tik 6 kontaktus, viduje turi du pustiltus, sujungtus taip (prie 1 kaiščio yra taškas ant korpuso):
Norėdami gauti visavertį tiltą, turite prijungti atitinkamus išėjimus su išoriniais laidininkais (raudonas pėdsakas rodo takelius, jei naudojami spausdinti laidai):
Šiuo atveju kintamoji įtampa įvedama į 3 ir 6 kaiščius. Teigiamas konstantos polius pašalinamas iš 5 arba 2, o neigiamas – iš 4 arba 1.
O paprasčiausias variantas yra surinkti su jau paruoštu tilteliu viduje.Iš vietinių gaminių tai gali būti KTs402, KTs405, yra užsienio gamybos surinkimo tiltai. Daugeliu atvejų išvadų žymėjimas pritaikomas tiesiai prie bylos, o užduotis redukuojama tik iki teisingo pasirinkimo pagal charakteristikas ir iki be klaidų ryšio. Jei nėra išorinio išvadų pavadinimo, turėsite kreiptis į katalogą.
Privalumai ir trūkumai
Diodinio tilto pranašumai yra gerai žinomi:
- dešimtmečius sukurtos schemos;
- surinkimo ir prijungimo paprastumas;
- paprasta gedimų diagnostika ir lengvas remontas.
Kaip trūkumus būtina paminėti grandinės matmenų ir svorio padidėjimą didėjant galiai, taip pat būtinybę naudoti šilumos kriaukles didelės galios diodams. Tačiau nieko negalima padaryti – fizikos negalima apgauti. Kai šios sąlygos tampa nepriimtinos, reikia nuspręsti dėl perėjimo prie impulsinio maitinimo grandinės. Beje, jame galima naudoti tiltinius diodus.
Taip pat reikėtų pažymėti, kad išėjimo įtampos forma toli gražu nėra pastovi. Norint dirbti su vartotojais, kurie reikalauja maitinimo įtampos stabilumo, būtina naudoti tiltelį kartu su išlyginamaisiais filtrais ir, jei reikia, išėjimo stabilizatoriais.
Panašūs straipsniai:
