Що таке діодний міст, принцип роботи і спосіб перевірки

Більшість електростанцій виробляє змінний струм. Це пов'язано з особливістю конструкції генераторів. Виняток становлять лише сонячні панелі, з яких знімається постійний струм.

Взагалі, вибір між постійним і змінним струмом з точки зору виробництва, транспортування і споживання - це боротьба протиріч.

Виробляти (виробляти на електростанціях) зручніше і простіше змінний струм.

Транспортувати економічно вигідно постійний струм. Зміна полупериодов змінної напруги призводить до втрат.

З точки зору трансформації (зменшення величини напруги) зручніше працювати зі змінним струмом. Принцип роботи трансформатори побудований на пульсуючому або змінній напрузі.

Більшість споживачів електроенергії (мова йде про пристрої) працюють на постійному струмі. Електросхеми не можуть працювати зі змінним напругою.

В результаті ми маємо наступну картину:
До розетки доходить змінний струм з напругою 220 вольт. А всі домашні електроприлади (за винятком тих, які містять потужні електродвигуни та нагрівальні елементи) харчуються постійним струмом.

Усередині більшості домашнього обладнання є блоки живлення. Після зниження (трансформації) величини напруги, необхідно перетворити струм з змінного в постійний. Основою такої схеми є діодний міст.

Для чого потрібен діодний міст?

Виходячи з визначення, змінний струм з певною частотою (в побутовій електромережі 50Гц) змінює свій напрямок, при незмінній величині.

Важливо! Оскільки ми знаємо, що для харчування більшості електросхем потрібно полярне напруга - в блоках живлення приладів відбувається заміна змінного струму на постійний.

Відбувається це в два або три етапи:
За допомогою діодного зборки змінний струм перетворюється в пульсуючий. Це вже випрямленний графік, однак, для нормального функціонування схеми такої якості харчування недостатньо.

Для згладжування пульсацій, після моста встановлюється фільтр. У найпростішому випадку - це звичайний полярний конденсатор. При необхідності збільшити якість - додається дросель.

Після перетворення і згладжування, необхідно забезпечити постійну величину робочої напруги.

Для цього, на третьому етапі встановлюються стабілізатори напруги.

І все ж, першим елементом будь-якого блоку живлення є діодний міст.

Він може бути виконаний як з окремих деталей, так і в моно корпусі.

Перший варіант займає багато місця і складніше в монтажі.

Є й переваги:
така конструкція коштує недорого, легше діагностується, і в разі виходу з ладу одного елемента - змінюється тільки він.

Друга конструкція компактна, виключені помилки в монтажі. Однак вартість трохи вище, ніж у окремих діодів і неможливо відремонтувати один елемент, доводиться міняти весь модуль.

Принцип роботи діодного моста

Згадаймо характеристики і призначення діода. Якщо не вдаватися в технічні деталі - він пропускає електричний струм в одному напрямку, і закриває йому шлях в протилежному.

Цього властивості вже досить для того, щоб зібрати найпростіший випрямляч на одному діоді.

Елемент просто включається в ланцюг послідовно, і кожен другий імпульс струму, що йде в протилежному напрямку - відрізається.

Такий спосіб називається однополуперіодним, і у нього є безліч недоліків:

Дуже сильна пульсація, між напівперіодами виникає пауза в подачі струму, рівна довжині половини синусоїди.

В результаті відрізання нижніх хвиль синусоїди, напруга зменшується вдвічі. При точному вимірі зменшення виявляється більше, оскільки втрати є і в діодах.

Здатність знижувати напругу вдвічі при його випрямленні, знайшла застосування в ЖКГ.

Мешканці багатоквартирних під'їздів, статут міняти постійно перегорають лампочки - оснащують їх діодами.

При включенні послідовно, знижується яскравість світіння і лампа «живе» набагато довше.

Правда сильне мерехтіння стомлює очі, і такий світильник годиться лише для чергового освітлення.

Для зменшення втрат, застосовується з'єднання чотирьох елементів.

Двухполуперіодний діодний міст, схема роботи:

В якому б напрямку не протікав змінний струм на вступних контактах, вихід діодного моста забезпечує незмінну полярність на його вихідних контактах.

Частота пульсацій такого з'єднання рівно в два рази вище частоти змінного струму на вході.

Оскільки плечі моста не можуть одночасно пропускати струм в обох напрямках - забезпечується стабільна захист схеми.

Навіть якщо у вас в пристрої перегорів діодний міст - короткого замикання або стрибка напруги не буде.

Надійність мостової схеми перевірена десятиліттями. Захист від перенапруги на вході гарантується трансформатором.

Від перевантаження рятує стабілізатор на виході. Пробиває діодний міст лише в разі використання бракованих деталей, або в автомобілі, де схема піддається постійним навантаженням.

Як працює діодний міст при мінімальному напрузі?

Падіння напруги в діодному мосту становить до 0,7 вольт. При використанні звичайної елементної бази в низьковольтних схемах, іноді падіння напруги становить до 50% від номіналу блоку живлення. Така похибка неприпустима.

Для забезпечення роботи блоків живлення з напругою від 1,5 вольт до 12 вольт - використовуються діоди Шоттки.

При прямому протіканні струму, падіння напруги на одному кристалі становить не більше 0,3 вольта. Множимо на чотири елементи в мосту - виходить цілком прийнятне значення втрат.

Крім того, якщо перевірити мультиметром діодний міст Шотткі на рівень перешкод - ви отримаєте значення, недосяжне для кремнієвих p-n діодів.

Ще одна перевага, обумовлене відсутністю p-n переходу - здатність працювати на високій частоті.

Тому випрямлячі понад високочастотного напруги роблять виключно на діодах цього типу.

Однак у діодів Шотткі є і недоліки. При впливі зворотної напруги, нехай навіть короткочасному - елемент виходить з ладу.

Перевірка діодного моста мультиметром показує, що саме ця причина має незворотні наслідки.

Звичайний германієвого або кремнієвий елемент з p-n переходом самостійно відновлюються після переполюсовкі.

Тому мости на діодах Шотткі застосовуються тільки в низьковольтних блоках харчування і при наявності захисту від зворотного напруги.

Що робити, якщо є підозри на поломку моста?

Випрямляч зібраний на звичайній елементній базі, тому ми розповімо, як в домашніх умовах перевірити діодний міст мультиметром.

На ілюстрації видно, як протікає струм по мосту. Принцип тестування такий же, як при перевірці одиночних діодів.

Дивимося за довідником, які висновки модуля відповідають змінному входу або полярного виходу - і виконуємо прозвонку.

Як продзвонити діодний міст без випоювання зі схеми?

Оскільки струм в зворотному напрямку через діод не тече, неправильні результати перевірки говорять про пробої моста.

Витягувати міст немає необхідності, інші елементи блоку живлення не впливають на вимір.

Підсумок: Будь-який з вас зможе як самостійно зібрати діодний міст, так і відремонтувати його в разі поломки. Досить мати елементарні навички в електротехніці.

Поділитися з друзями: