En praktisk diodbrokrets för en spänning på 12 volt

Radio och elförsörjning använder nästan alltid likriktare som är konstruerade för att omvandla AC till DC. Detta beror på att nästan alla elektroniska kretsar och många andra enheter måste drivas från likströmskällor. En likriktare kan betjäna något element med en icke-linjär strömspänningskaraktäristik, med andra ord, en annan strömningsström i motsatta riktningar. I moderna anordningar används vanligtvis halvledardioder av plan som sådana element.

Halvledardiodkrets

Circuit halvledardiod.

Plana halvledardioder

Tillsammans med bra ledare och isolatorer finns det många ämnen som är mellanliggande i ledning mellan dessa två klasser. De kallar sådana halvledarämnen. Motståndet hos en ren halvledare minskar med ökande temperatur, till skillnad från metaller vars motstånd ökar under dessa förhållanden.

Genom att lägga en liten mängd orenhet i en ren halvledare kan man väsentligt ändra sin ledningsförmåga. Det finns två klasser av sådana föroreningar: Diodanordning

Figur 1. Planardiod: a. enhetsdiod; b. diodbeteckning i elektriska kretsar; i. utseendet av plana dioder av olika kraft.

  1. Donor - omvandlar rent material till halvledare av n-typ, som innehåller ett överskott av fria elektroner. Denna typ av konduktivitet kallas elektronisk.
  2. Acceptor - omvandlar samma material till en halvledare av p-typ, med en artificiellt skapad brist på fria elektroner. Ledningsförmågan hos en sådan halvledare kallas hål. "Hole" - en plats som lämnade elektronen, beter sig som en positiv laddning.

Skiktet på gränsen mellan halvledare p- och n-typ (pn-koppling) har enriktad ledningsförmåga - den leder nuvarande brunn i en (framåtriktad) riktning och väldigt dåligt i motsatt riktning. Anordningen av den plana dioden visas i figur la. Basen är en halvledarplatta (germanium) med en liten mängd en donorförorening (n-typ) på vilken en bit indium placeras, vilket är en acceptorrenhet.

Efter uppvärmning diffunderar indium i angränsande delar av halvledaren och omvandlar dem till halvledare av p-typ. Vid gränsen för regioner med två typer av ledningsförmåga uppträder en p-n-korsning. Utgången ansluten till halvledaren p-typ kallas anoden för den resulterande dioden, motsatsen - dess katod. Bilden av halvledardioden på kretsscheman visas i fig. 1b, utseendet av plana dioder med olika effekt - i fig. 1c.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Enkelaste likriktare

Nuvarande egenskaper i olika kretsar

Figur 2. Aktuella egenskaper i olika kretsar.

Strömmen som strömmar i ett konventionellt belysningsnät är variabelt. Dess storlek och riktning ändras 50 gånger inom en sekund. Grafen för dess spänning kontra tiden visas i Fig. 2a. Positiva halvperioder visas i röda, negativa i blå.

Eftersom det nuvarande värdet varierar från noll till det maximala (amplitud) värdet införs begreppet effektiv ström och spänning. Till exempel, i ett belysningsnät, frigörs det effektiva värdet av spänning 220 V - i värmaren i detta nätverk under samma tidsperioder, samma värme som i samma enhet i en likströmskrets på 220 V.

Men i själva verket varierar spänningen i nätverket i 0,02 med följande:

  • första kvartalet av denna tid (period) - ökar från 0 till 311 V;
  • andra kvartalet - minskar från 311 V till 0;
  • tredje kvartalet - minskar från 0 till 311 V;
  • Periodens sista kvartal ökar från 311 V till 0.

I detta fall är 311 V spänningsamplituden Uom. Amplitude och effektiva (U) spänningar är sammanbundna med formeln:

UO = √2 * U.

Diodebrygga

Figur 3. Diodebrygga.

När en växelström i en seriekopplad diod (VD) och belastning är ansluten till kretsen (fig 2b) strömmar strömmen endast genom den positiva halvperioden (figur 2c). Detta händer på grund av diodernas ensidiga ledning. En sådan likriktare kallas halvvåg - en halv period är strömmen i kretsen under den andra - frånvarande.

Strömmen som strömmar genom belastningen i en sådan likriktare är inte konstant men pulserande. Vrid den nästan till en permanent genom att koppla kondensatorn på filtret C parallellt med lastenf tillräckligt stor kapacitet. Under periodens första kvartal laddas kondensatorn till ett amplitudvärde, och i intervallet mellan pulsationer utmatas det till belastningen. Spänningen blir nästan konstant. Effekten av utjämning är starkare, ju större kondensatorns kapacitans.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Diodbrokrets

En mer perfekt är fullvågsriktningsplanen, när både de positiva och negativa halvperioderna används. Det finns flera sorter av sådana system, men oftast används trottoar. Diagram över diodbroen visas i Fig. 3c. På den visar den röda linjen hur strömmen flyter genom belastningen under positiva och de blå-negativa halvperioderna.

12 volt likriktarkrets

Figur 4. Diagram av en 12 volt likriktare med en diodbro.

Både första och andra halvan av perioden strömmar strömmen genom lasten i samma riktning (fig 3b). Antalet pulsationer i en sekund är inte 50, som med halvvågsriktning, men 100. Följaktligen kommer, med samma kapacitans för filterkondensatorn, utjämningseffekten att vara mer uttalad.

Som du kan se, för att bygga en diodbro, behövs 4 dioder - VD1-VD4. Tidigare visades diodbroar på kretsscheman på exakt samma sätt som i fig. 3c. Nuförtiden visar bilden som visas i fig. 3g. Även om det bara finns en bild av en diod på den, bör man inte glömma att bron består av fyra dioder.

Broskretsen monteras oftast från enskilda dioder, men monolitiska diodaggregat används ibland. De är enklare att montera på brädet, men när en arm i bron misslyckas, är hela enheten ersatt. Välj de dioder från vilka bryggan är monterad, baserat på hur mycket ström som strömmar genom dem och värdet av den tillåtna backspänningen. Med dessa data kan du få instruktioner till dioderna eller referensböckerna.

Det fullständiga diagrammet för en 12 volt likriktare med en diodbro är visad i fig. 4. T1 är en down-down-transformator vars sekundära lindning ger en spänning på 10-12 V. FU1-säkringen är en betydande detalj ur säkerhetssynpunkt och bör inte försummas. Dioden VD1-VD4, som redan nämnts, bestäms av den mängd ström som kommer att förbrukas från likriktaren. Kondensator C1 - elektrolytisk, med en kapacitet på 1000,0 mikrofarader eller högre för en spänning inte lägre än 16 V.

Utgångsspänningen är fast, dess värde beror på belastningen. Ju större strömmen desto mindre är storleken på denna spänning. För att få en justerbar och stabil utsignal krävs en mer komplex krets. Ta emot justerbar spänning från kretsen som visas i fig. 4 på två sätt:

  1. Genom att applicera på transformatorns T1 primära lindning en justerbar spänning, exempelvis från LATR.
  2. Efter att ha gjort flera kranar från transformatorns sekundära lindning och respektive sätter en brytare.

Det är hoppas att beskrivningarna och diagrammen ovan kommer att ge praktisk hjälp vid montering av en enkel likriktare för praktiska behov.

Lägg till en kommentar