Схема выпрямительный диод: принцип действия и основные параметры

принцип действия и основные параметры

Выпрямительный диод это прибор проводящий ток только в одну сторону. В основе его конструкции один p-n переход и два вывода. Такой диод изменяет ток переменный на постоянный. Помимо этого, их повсеместно практикуют в электросхемах умножения напряжения, цепях, где отсутствуют жесткие требования к параметрам сигнала по времени и частоте.

Принцип работы

Принцип работы этого устройства основывается на особенностях p-n перехода. Возле переходов двух полупроводников расположен слой, в котором отсутствуют носители заряда. Это запирающий слой. Его сопротивление велико.

При воздействии на слой определенного внешнего переменного напряжения, толщина его становится меньше, а впоследствии и вообще исчезнет. Возрастающий при этом ток называют прямым. Он проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное напряжение будет иметь другую полярность, то запирающий слой будет больше, сопротивление возрастет.

Разновидности устройств, их обозначение

По конструкции различают приборы двух видов: точечные и плоскостные. В промышленности наиболее распространены кремниевые (обозначение — Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура выше. Преимущество вторых — малое падение напряжения при прямом токе.

Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:

• Первый элемент – обозначение материала из которого он выполнен,
• Второй определяет подкласс,
• Третий обозначает рабочие возможности,
• Четвертый является порядковым номером разработки,
• Пятый – обозначение разбраковки по параметрам.

Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода можно представить графически. Из графика видно, что ВАХ устройства нелинейная.

В начальном квадранте Вольт-амперной характеристики ее прямая ветвь отражает наибольшую проводимость устройства, когда к нему приложена прямая разность потенциалов. Обратная ветвь (третий квадрант) ВАХ отражает ситуацию низкой проводимости. Это происходит при обратной разности потенциалов.

Реальные Вольт-амперные характеристики подвластны температуре. С повышением температуры прямая разность потенциалов уменьшается.

Из графика Вольт-амперной характеристики следует, что при низкой проводимости ток через устройство не проходит. Однако при определенной величине обратного напряжения происходит лавинный пробой.

ВАХ кремниевых устройств отличается от германиевых. ВАХ приведены в зависимости от различных температур окружающей среды. Обратный ток кремниевых приборов намного меньше аналогичного параметра германиевых. Из графиков ВАХ следует, что она возрастает с увеличением температуры.

Важнейшим свойством является резкая асимметрия ВАХ. При прямом смещении – высокая проводимость, при обратном – низкая. Именно это свойство используется в выпрямительных приборах.

Коэффициент выпрямления

Анализируя приборные характеристики, следует отметить: учитываются такие величины, как коэффициент выпрямления, сопротивление, емкость устройства. Это дифференциальные параметры.

Он отражает качество выпрямителя.

Его можно рассчитать: он будет равен отношению прямого тока прибора к обратному. Такой расчет приемлем для идеального устройства. Значение коэффициента выпрямления может достигать нескольких сотен тысяч. Чем он больше, тем лучше выпрямитель делает свою работу.

Основные параметры устройств

Какие же параметры характеризуют приборы? Основные параметры выпрямительных диодов:

• Наибольшее значение среднего прямого тока,
• Наибольшее допустимое значение обратного напряжения,
• Максимально допустимая частота разности потенциалов при заданном прямом токе.

Исходя из максимального значения прямого тока, выпрямительные диоды разделяют на:

• Приборы малой мощности. У них значение прямого тока до 300 мА,
• Выпрямительные диоды средней мощности. Диапазон изменения прямого тока от 300 мА до 10 А,
• Силовые (большой мощности). Значение более 10 А.

Существуют силовые устройства, зависящие от формы, материала, типа монтажа. Наиболее распространенные из них:

• Силовые приборы средней мощности. Их технические параметры позволяют работать с напряжением до 1,3 килоВольт,
• Силовые, большой мощности, могущие пропускать ток до 400 А. Это высоковольтные устройства. Существуют разные корпуса исполнения силовых диодов. Наиболее распространены штыревой и таблеточный вид.

Выпрямительные схемы

Схемы включения силовых устройств бывают различными. Для выпрямления сетевого напряжения они делятся на однофазные и многофазные, однополупериодные и двухполупериодные. Большинство из них однофазные. Ниже представлена конструкция такого однополупериодного выпрямителя и двух графиков напряжения на временной диаграмме.

Переменное напряжение U1 подается на вход (рис. а). Справа на графике оно представлено синусоидой. Состояние диода открытое. Через нагрузку Rн протекает ток. При отрицательном полупериоде диод закрыт. Поэтому к нагрузке подводится только положительная разность потенциалов. На рис. в отражена его временная зависимость. Эта разность потенциалов действует в течение одного полупериода. Отсюда происходит название схемы.

Самая простая двухполупериодная схема состоит из двух однополупериодных. Для такой конструкции выпрямления достаточно двух диодов и одного резистора.

Диоды пропускают только положительную волну переменного тока. Недостатком конструкции является то, что в полупериод переменная разность потенциалов снимается лишь с половины вторичной обмотки трансформатора.

Если в конструкции вместо двух диодов применить четыре коэффициент полезного действия повысится.

Выпрямители широко используются в различных сферах промышленности. Трехфазный прибор задействован в автомобильных генераторах. А применение изобретенного генератора переменного тока способствовало уменьшению размеров этого устройства. Помимо этого, увеличилась его надежность.

В высоковольтных устройствах широко применяют высоковольтные столбы, которые скомпонованы из диодов. Соединены они последовательно.

Импульсные приборы

Импульсным называют прибор, у которого время перехода из одного состояния в другое мало. Они применяются для работы в импульсных схемах. От своих выпрямительных аналогов такие приборы отличаются малыми емкостями p-n переходов.

Для приборов подобного класса, кроме параметров, указанных выше, следует отнести следующие:

• Максимальные импульсные прямые (обратные) напряжения, токи,
• Период установки прямого напряжения,
• Период восстановления обратного сопротивления прибора.

В быстродействующих импульсных схемах широко применяют диоды Шотки.

Импортные приборы

Отечественная промышленность производит достаточное количество приборов. Однако сегодня наиболее востребованы импортные. Они считаются более качественными.

Импортные устройства широко используются в схемах телевизоров и радиоприемников. Их также применяют для защиты различных приборов при неправильном подключении (неправильная полярность). Количество видов импортных диодов разнообразно. Полноценной альтернативной замены их на отечественные пока не существует.

Выпрямительные диоды — презентация онлайн

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

1. Выпрямительные диоды

Выполнили студенты группы 235-3:
Прытков С.В.
Дорохов А.С.
Ержанов Д.С.
Ефимов К.

2. Содержание.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Определение.
Область применения.
Принцип работы.
Разновидности устройств и их обозначение.
Параметры выпрямительных диодов.
ВАХ.
Коэффициент выпрямления.
Мостовые схемы включения диодов.
Диоды Шотки.

3. Определение.

Выпрямительный диод — это
полупроводниковый прибор с
одним p-n переходом и с двумя
электродами, который служит
для преобразования
переменного тока в
постоянный.

4. Область применения.

Выпрямительные диоды применяются в
цепях управления, коммутации, в
ограничительных и развязывающих цепях, в
источниках питания для преобразования
(выпрямления) переменного напряжения в
постоянное, в схемах умножения напряжения и
преобразователях постоянного напряжения,
где не предъявляются высокие требования к
частотным и временным параметрам сигналов.

5. Принцип работы выпрямительного диода

Принцип работы этого устройства основывается на
особенностях p-n перехода. Анод присоединён к p
слою, катод к n слою. Возле переходов двух
полупроводников расположен слой, в котором отсутствуют
носители заряда. Это запирающий слой. Его
сопротивление велико.
При воздействии на слой определенного внешнего
переменного напряжения, толщина его становится
меньше, а впоследствии и вообще исчезнет.
Возрастающий при этом ток называют прямым. Он
проходит от анода к катоду. Если внешнее переменное
напряжение будет иметь другую полярность, то
запирающий слой будет больше, сопротивление возрастет.

6. Разновидности устройств и их обозначение.

По конструкции различают приборы двух видов: точечные и плоскостные.
В промышленности наиболее распространены кремниевые (обозначение —
Si) и германиевые (обозначение — Ge). У первых рабочая температура выше.
Преимущество вторых — малое падение напряжения при прямом токе.
Принцип обозначений диодов – это буквенно-цифровой код:
— Первый элемент – обозначение материала из которого он выполнен;
— Второй определяет подкласс;
— Третий обозначает рабочие возможности;
— Четвертый является порядковым номером разработки;
— Пятый – обозначение разбраковки по параметрам.

7. Параметры выпрямительных диодов.

• Частотный диапазон выпрямительных диодов
невелик. При преобразовании промышленного
переменного тока рабочая частота составляет 50 Гц,
предельная частота выпрямительных диодов не
превышает 20 кГц.
• По максимально допустимому среднему прямому
току диоды делятся на три группы: диоды малой
мощности (Iпр.ср. ≤ 0,3 А), диоды средней
мощности (0,3 А < Iпр.ср. < 10 А) и мощные
(силовые) диоды (Iпр.ср. ≥ 10 А). Диоды средней и
большой мощности требуют отвода тепла, поэтому
они имеют конструктивные элементы для установки
на радиатор.

8. Параметры выпрямительных диодов.

• В состав параметров диодов входят
диапазон температур окружающей среды (для
кремниевых диодов обычно от −60 до +125 °С)
и максимальная температура корпуса.
• Среди выпрямительных диодов следует особо
выделить диоды Шотки, создаваемые на базе
контакта металл-полупроводник и
отличающиеся более высокой рабочей
частотой (для 1 МГц и более), низким прямым
падением напряжения (менее 0,6 В).

9. Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперную характеристику (ВАХ)
выпрямительного диода можно
представить графически. Из графика
видно, что ВАХ устройства нелинейная.
В начальном квадранте Вольт-амперной
характеристики ее прямая ветвь
отражает наибольшую проводимость
устройства, когда к нему приложена
прямая разность потенциалов. Обратная
ветвь (третий квадрант) ВАХ отражает
ситуацию низкой проводимости. Это
происходит при обратной разности
потенциалов.
Реальные Вольт-амперные характеристики
подвластны температуре. С
повышением температуры прямая
разность потенциалов уменьшается.

10. Коэффициент выпрямления

• Коэффициент выпрямления можно рассчитать.
Он будет равен отношению прямого тока
прибора к обратному. Такой расчет приемлем
для идеального устройства. Значение
коэффициента выпрямления может достигать
нескольких сотен тысяч.
Чем он больше, тем лучше
выпрямитель делает свою
работу.

11. Мостовые схемы включения диодов.

Дио́дный мо́ст — электрическая схема,
предназначенная для преобразования
(«выпрямления») переменного
тока в пульсирующий. Такое выпрямление
называется двухполупериодным.
Выделим два варианта включения мостовых
схем :
1. Однофазную
2. Трехфазную.

12. Однофазная мостовая схема.

На вход схемы подается переменное напряжение (для простоты будем
рассматривать синусоидальное), в каждый из полупериодов ток
проходит через два диода, два других диода закрыты
Выпрямление положительной полуволны
Выпрямление отрицательной полуволны
результате такого преобразования на выходе мостовой схемы
получается пульсирующее напряжение вдвое большее частоты
напряжения на входе .
В
а) исходное напряжение (напряжение на входе), б)
однополупериодное выпрямление, с) двухполупериодное
выпрямление

14. Трехфазная мостовая схема.

В схеме трехфазного выпрямительного моста в результате
получается напряжение на выходе с меньшими пульсациями, чем
в однофазном выпрямителе .

15. Диоды Шотки

Диоды Шоттки получают, используя переход металл-полупроводник.
При этом применяют подложки из низкоомного n-кремния (или
карбида кремния) с высокоомным тонким эпитаксиальным слоем того
же полупроводника .
УГО и структура диода Шоттки:
1 –низкоомный исходный кристалл кремния
2 – эпитаксиальный слой высокоомного
‖
‖‖‖
Кремния
‖‖‖
3 – область объемного заряд
4 – металлический контакт

English    
Русский
Правила

Схемы диодного выпрямителя

» Заметки по электронике

Схемы диодных выпрямителей

бывают разных форм: от простых диодов до однополупериодных, двухполупериодных выпрямителей, мостовых выпрямителей, удвоителей напряжения и многих других.

Цепи диодного выпрямителя Включают:
Цепи диодного выпрямителя
Полупериодный выпрямитель
Двухполупериодный выпрямитель
Двухдиодный двухполупериодный выпрямитель
Двухполупериодный мостовой выпрямитель
Синхронный выпрямитель

Схемы диодного выпрямителя являются одной из основных схем, используемых в электронном оборудовании. Их можно использовать в импульсных источниках питания и линейных источниках питания, демодуляции ВЧ-сигнала, измерении ВЧ-мощности и многом другом.

Существует несколько различных типов схем диодного выпрямителя, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Решения о том, какой тип диодной схемы использовать, зависят от конкретной ситуации.

Символ диодной схемы

Основы схемы диодного выпрямителя

Ключевым компонентом любой схемы выпрямителя, естественно, является используемый диод или диоды. Эти устройства уникальны тем, что пропускают ток только в одном направлении и блокируют ток в другом.

Интересно, что Амброуз Флеминг, который изобрел первую форму диода — термоэлектронный диод, назвал свою версию вентилем из-за его одностороннего действия. Полупроводниковые диоды теперь выполняют ту же функцию, но занимают небольшую часть пространства и обычно обходятся лишь в небольшую часть стоимости.

PN диод VI характеристика

Полупроводниковый диод имеет характеристику примерно такую, как показана на графике. В прямом направлении требуется небольшое напряжение на диоде, прежде чем он станет проводящим — это известно как напряжение включения.

Фактическое напряжение включения зависит от типа диодного выпрямителя и используемого материала. Для стандартного выпрямителя на кремниевых диодах это напряжение включения составляет около 0,6 вольт. Германиевые диоды имеют напряжение включения около 0,2 — 0,3В, а кремниевые диоды Шоттки имеют аналогичное напряжение включения, т.е. в районе 0,2 — 0,3В.

В обратном направлении диодный выпрямитель пропускает очень небольшой ток. Существует небольшой ток утечки, но для используемых сегодня выпрямительных диодов этим обычно можно пренебречь.

Однако стоит помнить, что при увеличении обратного напряжения диод в конце концов выйдет из строя. Напряжение пробоя обычно значительно превышает напряжение включения — шкалы на диаграмме были изменены (сжаты) в обратном направлении, чтобы показать, что происходит обратный пробой.

Примечание по типам диодов:

Хотя основная функция диода остается неизменной, существует множество различных типов диодов с немного отличающимися характеристиками. Некоторые из них оптимизированы для выпрямления мощности, другие — для выпрямления сигнала, третьи используют диодный переход для излучения света или имеют переменную емкость и т. д.

Узнайте больше о типах полупроводниковых диодов .

Для выпрямления электроэнергии обычно используются силовые диоды или диоды Шоттки. Для выпрямления сигнала можно использовать диоды с точечным контактом, сигнальные диоды или диоды Шоттки. Более низкое прямое напряжение включения для диодов Шоттки является явным преимуществом для диодов ВЧ-детекторов, где уровни сигнала могут быть небольшими, и даже уровень напряжения включения может быть очень важным. Однако характеристики обратного рассеяния не так хороши, как у обычных кремниевых диодов.

Блоки диодов

Дидоны

Semiconductor поставляются в самых разных упаковках. Они доступны в виде свинцовых диодов, некоторые небольшие сигнальные диоды доступны в корпусах из свинцового стекла, тогда как другие доступны в пластиковых корпусах с выводами.

Символ диодной цепи и физическая ориентация диода

Для приложений с более высокой мощностью некоторые диоды доступны в корпусах, которые можно прикрепить болтами к радиаторам. Они предназначены для цепей с очень большим током, где значительное количество тепла может рассеиваться в результате прямого падения напряжения, а также потребляемого тока.

Также имеется хороший выбор диодов для поверхностного монтажа. С ростом использования автоматизированного производства все чаще используются технологии поверхностного монтажа и диоды для поверхностного монтажа. Естественно, что их мощность рассеяния может быть недостаточной для мощных схем, но они, тем не менее, подходят для многих электронных схем.

Другой тип корпуса диодов представляет собой мостовой выпрямитель. Он состоит из четырех диодов в одном корпусе, соединенных для обеспечения двухполупериодного выпрямителя. Эти мостовые выпрямители очень полезны, поскольку они означают, что требуется только одно устройство, а не четыре.

Действие диодного выпрямителя

Действие диода заключается в том, чтобы позволить току течь только в одном направлении. Поэтому, если на диод подается переменный сигнал, то он будет обеспечивать проводимость только на половине формы сигнала. Оставшаяся половина заблокирована.

Выпрямительное действие диода

Схема схемы диодного выпрямителя

Существует несколько различных конфигураций схемы диодного выпрямителя, которые можно использовать. Каждая из этих различных конфигураций имеет свои преимущества и недостатки и, следовательно, применима к различным приложениям.

• Схема однополупериодного выпрямителя:   Это простейшая форма выпрямителя. Часто использование только одного диода блокирует половину цикла и пропускает другой. Таким образом, используется только половина формы волны.

  Хотя преимуществом этой схемы является ее простота, недостатком является тот факт, что между последовательными пиками выпрямленного сигнала больше времени. Это делает сглаживание менее эффективным и более трудным для достижения высокого уровня подавления пульсаций.

  Эта схема не используется ни для каких источников питания — она чаще используется для приложений обнаружения сигналов и определения уровня.

  Подробнее о . . . . Полупериодный выпрямитель.

• Цепь двухполупериодного выпрямителя:   В этой форме схемы выпрямителя используются обе половины формы волны. Это делает эту форму выпрямителя более эффективной, а поскольку в обеих половинах цикла имеется проводимость, сглаживание становится намного проще и эффективнее. Существует два типа полных выпрямителей.

  • Двухдиодный двухполупериодный двухполупериодный трансформаторный выпрямитель:   Двухдиодная версия схемы двухполупериодного выпрямителя требует центрального отвода в трансформаторе. При использовании вакуумных трубок/термоэмиссионных клапанов этот вариант получил широкое распространение ввиду стоимости клапанов. Однако в случае полупроводников мостовая схема с четырьмя диодами позволяет сэкономить на стоимости трансформатора с центральным отводом и столь же эффективна.

    Подробнее о . . . . Полноволновой двухдиодный выпрямитель.

  • Схема полного мостового выпрямителя:   Это особый вид двухполупериодного выпрямителя, в котором используются четыре диода в мостовой топологии. Мостовые выпрямители широко используются, особенно для выпрямления мощности, и они могут быть получены в виде одного компонента, содержащего четыре диода, соединенных в формате моста.

    В этом формате используются четыре диода, по два в каждой половине цикла. Это означает, что есть два падения напряжения на диодах, которые могут рассеивать некоторую мощность, но это экономит потребность в трансформаторе с центральным отводом, что обеспечивает значительную экономию средств. Кроме того, диоды не должны иметь такое высокое номинальное обратное напряжение, как те, которые используются в конфигурации с двумя диодами.

    Ввиду наличия двух падений напряжения на диодах эта схема редко используется для приложений обнаружения сигналов. Однако он очень подходит для использования в линейных источниках питания, а также во многих случаях в импульсных источниках питания.

    Подробнее о . . . . Мостовые выпрямители.

• Схема синхронного выпрямителя: Синхронные или активные выпрямители используют активные элементы вместо диодов для обеспечения переключения. Это устраняет потери в диоде и значительно повышает уровень эффективности.

  Ввиду более высокого уровня эффективности, который могут обеспечить синхронные выпрямители, они очень широко используются в высокоэффективных импульсных источниках питания. Их сложность более чем компенсируется гораздо более высоким достижимым уровнем эффективности.

  Подробнее о . . . . Синхронные выпрямители.

Ввиду разнообразия различных типов выпрямительных цепей существует хороший выбор того, какой тип использовать. Во многих случаях это диктуется требуемым уровнем производительности, и в большинстве случаев требуется двухполупериодный выпрямитель. При наличии и низкой стоимости мостовых выпрямителей это, как правило, самый дешевый вариант, вместо того, чтобы экономить на диодах, а затем требовать трансформатор с центральной лентой.

Поскольку современные источники питания требуют все более высокого уровня эффективности, многие разработчики обращают внимание на использование синхронных выпрямителей. Хотя они более сложны и, следовательно, стоят дороже, эти затраты часто оправдывают отдачу, которую они дают в повышении уровня эффективности.

Дополнительные схемы и схемы:
Основы операционных усилителей
Схемы операционных усилителей
Цепи питания
Транзисторная конструкция
Транзистор Дарлингтона
Транзисторные схемы
схемы полевых транзисторов
Символы цепи

    Вернитесь в меню проектирования схем . . .

Как работает выпрямительный диод? – Определение конструкции и исправления

• Задачи проектирования

Войти

Добро пожаловать! Войдите в свою учетную запись

ваше имя пользователя

ваш пароль

Забыли пароль?

Создать учетную запись

Политика конфиденциальности

Регистрация

Добро пожаловать!Зарегистрируйте аккаунт

ваш адрес электронной почты

ваше имя пользователя

Пароль будет отправлен вам по электронной почте.

Политика конфиденциальности

Восстановление пароля

Восстановить пароль

ваш адрес электронной почты

Поиск

Изменено: 15 ноября 2021 г.

Учебное пособие по выпрямительным диодам

Категория артикулов

Содержание

Выпрямительный диод – мощность, излучаемая во время нагрузки). Чтобы «исправить» значение этого компонента, его основной задачей является преобразование переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) посредством применения выпрямительных мостов. Вариант выпрямительного диода с барьером Шоттки особенно ценится в цифровой электронике. Выпрямительный диод способен проводить ток величиной от нескольких миллиампер до нескольких килоампер и напряжение до нескольких киловольт.

Рис. 1. Символ выпрямительного диода

Выпрямительный диод – технические параметры

Наиболее типичные выпрямительные диоды изготавливаются из кремния (полупроводникового кристалла). Они способны проводить высокие значения электрического тока, что можно отнести к их основным характеристикам. Существуют также менее популярные, но все же используемые полупроводниковые диоды из германия или арсенида галлия. Германиевые диоды имеют гораздо более низкое допустимое обратное напряжение и меньшую допустимую температуру перехода (T _j = 75°C для германиевых диодов и T _j = 150°C для кремниевых диодов). Единственным преимуществом германиевого диода перед кремниевым является более низкое значение порогового напряжения при работе в прямом смещении (V _F(I0) = 0,3 ÷ 0,5 В для германиевых и 0,7 ÷ 1,4 В для кремниевых диодов).

Выделяем две группы технических параметров выпрямительного диода (они относятся и к другим полупроводниковым диодам):

• допустимые предельные параметры,
• характеристических параметров.

Выпрямительный диод характеризуется следующими ограничивающими параметрами:

• В _F – прямое напряжение с определенным I _ФН ),
• I _R  – обратный ток при В _RWM  пиковое обратное напряжение работы.
• я _ФН  – номинальный ток при прямом смещении (он же максимальный средний ток диода),
• I _FRM – пиковый, повторяющийся ток диодной проводимости (например, для импульсов длительностью менее 3,5 мс и частотой 50 Гц),
• I _FSM – пиковая неповторяющаяся проводимость тока (например, для одиночного импульса длительностью менее 10 мс),
• В _RWM – пиковое, обратное напряжение (или среднее, обратное напряжение при работе диода в волновом выпрямителе с нагрузкой),
• В _РРМ – пиковое, повторяющееся обратное напряжение,
• В _RSM – пиковое неповторяющееся обратное напряжение,
• P _TOT  – общее значение мощности, рассеиваемой на этом электронном компоненте,
• T _j – максимальная температура перехода диода
• R _th  – термостойкость в условиях эксплуатации,
• максимальный мгновенный ток диода (определяет устойчивость к перегрузкам)

Выпрямительный диод – Задания для школьников

Если вы студент или просто хотите научиться решать задачи с выпрямительным диодом, посетите этот раздел нашего веб-сайта , где вы найдете большое разнообразие электронных задач.

Сильноточный выпрямительный диод

Примером высокоэффективного диода является двойной сильноточный выпрямительный диод с током 2x 30A.

Компания STM предлагает двойной высоковольтный выпрямительный диод под названием STPS60SM200C. Диод лучше всего подходит для базовых станций, сварочных аппаратов, источников питания переменного/постоянного тока и промышленных приложений.

Рис. 2. Сильноточный выпрямительный диод STPS60SM200CW

Значение напряжения пробоя V _RRM составляет 200 В, напряжение проводимости 640 мВ, а его токовая память составляет 2×30 А. Дополнительная защита от электростатического разряда, называемого электростатическим разрядом, до 2 кВ.

Диапазон рабочих температур от -40°C до 175°C. Такие температурные значения позволяют использовать диоды при любых условиях в базовых станциях.

Выпрямительный диод – Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперные характеристики выпрямительного диода представлены ниже (рис. 3).

Рис. 3. Вольт-амперные характеристики выпрямительного диода

Как проверить выпрямительный диод?

Простейшим мультиметром можно определить полярность выпрямительного диода (где анод, а где катод). Есть по крайней мере три способа сделать это, но я покажу два самых простых способа сделать это:

а) Использование омметра (диапазон 2 кОм):

Рис. 4. Прямое смещение: Омметр покажет приблизительное значение прямого напряжения диода (около 0,7В)Рис. 5. Обратное смещение: омметр показывает «1», что означает его очень высокое сопротивление (электрический клапан закрыт)

Функция «проверка диодов» даст тот же результат, что и метод, упомянутый выше.

b) Использование функции измерения постоянного напряжения:

Рис. 6. Прямое смещение: мультиметр должен показывать падение напряжения около 0,7 В для кремниевых диодовРис. 7. Обратное смещение: мультиметр покажет приблизительное значение полного напряжения источника питания (Примечание: здесь диод вставлен противоположным образом по сравнению с приведенным выше примером. На самом деле я бы изменил полярность источника питания, потому что вы можете’ t разбирать «руками» когда-то впаянный компонент, если только вы его не выпаяете. Конечно, мы не хотим делать это с исправным компонентом. Я просто хотел показать вам пример, на который вы также должны обратить внимание, чтобы правильно размещение компонентов на печатной плате или макетной плате)

Мостовые выпрямители

Мостовые выпрямители подразделяются на различные типы в зависимости от:

• Структура и количество фаз питающего напряжения: однофазный мостовой выпрямитель, многофазный мостовой выпрямитель (трехфазный мостовой выпрямитель, двухфазный мостовой выпрямитель).
• Количество однополупериодного выпрямления напряжения: одинарный мост (полупериодный выпрямитель), двойной мост (двухполупериодный выпрямитель). Мы можем создать комбинированную схему, такую ​​как однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель или трехфазный двухполупериодный выпрямитель. Вы можете комбинировать количество фаз с двухполупериодными выпрямителями.
• Тип нагрузки: резистивная, емкостная, индуктивная.

Свойства мостовых выпрямителей:

• В – напряжение питания,
• В _ОС , I _ОС   – компонент постоянного выходного напряжения,
• I _OSmax   – максимальный выходной ток,
• N _ip   – энергоэффективность,
• Коэффициент пульсации цепи,
• В _Rmax   – Максимальное обратное напряжение.

Полупериодный мостовой выпрямитель

Полупериодный мостовой выпрямитель представляет собой простейшую схему, которая может преобразовывать переменный ток (оба знака, + и -) в ток одного знака (+). После дальнейшей фильтрации полученного выходного тока его можно изменить на постоянный ток.

На выходе этой схемы мы получим синусоиду только с положительной половиной периода, поэтому она и называется полуволновым выпрямителем. Не будет «отрицательной части» синусоиды, потому что выпрямительный диод работает только тогда, когда он смещен в прямом направлении (положительное напряжение). Ток течет через резистивную нагрузку только в одном направлении пульсирующим образом.

Пример диодной схемы однополупериодного мостового выпрямителя показан ниже:

Рис. 8. Схема диодного однополупериодного выпрямителя

Характеристики однополупериодного мостового выпрямителя:

Рис. 9. Временные характеристики однополупериодного моста Выпрямитель

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Схема двухполупериодного мостового выпрямителя показана ниже. Его часто называют мостом Греца.

Рис. 10. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя (мост Греца)

Принцип действия двухполупериодного мостового выпрямителя заключается в следующем. На рисунке ниже (красный) показан путь тока, два красных диода смещены в прямом направлении (проводят ток), а два других смещены в обратном направлении (не проводят ток). Ток течет от источника питания через первый красный диод. Потом с первого красного диода через нагрузку. После того, как он пройдет через нагрузку, он потечет через второй красный диод, а затем обратно к источнику питания.

Рис. 11. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя (переменный ток, прямое смещение)

Пока напряжение питания меняет полярность, описанная выше ситуация будет противоположной (синяя схема внизу). Два синих диода смещены в прямом направлении (проводят ток), а два других смещены в обратном направлении (не проводят ток). Ток течет от источника питания через первый синий диод. Потом с первого синего диода через нагрузку. После того, как он пройдет через нагрузку, он потечет через второй синий диод, а затем обратно к источнику питания.

Рис. 12. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя (переменный ток, обратное смещение)

Характеристики двухполупериодного мостового выпрямителя приведены ниже:

Рис. 13. Временные характеристики однополупериодного мостового выпрямителя

Трехфазный мост Выпрямитель

Использование трехфазного диодного мостового выпрямителя (двухполупериодного мостового выпрямителя) возможно в любой из трехфазных цепей напряжения. При этом выходное напряжение имеет минимальные пульсации. Источники питания используют мощность цепи в наибольшей степени. Трехфазные мостовые выпрямители часто имеют возможность управления выходным током.

Ниже вы можете увидеть схему трехфазного выпрямителя, которая показывает вам, как его можно построить.

Рис. 14. Схема и характеристики трехфазного мостового выпрямителя

Расчет трехфазного мостового выпрямителя

Ниже приведен пример расчета трехфазного мостового выпрямителя с уравнениями и значениями для данной схемы. Результаты представлены в таблице ниже.

P _d – Выходная мощность

В _d – Average value of the rectified voltage

I _d = P _d /V _d – Average value of the rectified current

R = V _d /I _d – Сопротивление системы

Рис. 15. Трехфазный линейный мостовой выпрямитель

Двухполупериодный мостовой выпрямитель в виде интегральной схемы

Двухполупериодный мостовой выпрямитель обычно рассматривается как однокристальная интегральная схема.