Dioduri și utilizarea lor
Subiect: "Calculul și construirea circuitelor de îndreptare"
Scop: 1 Să dobândească abilitățile de utilizare a directoarelor
2 Dobândiți abilitățile de calcul, compilarea și selectarea diferitelor circuite redresoare
Dioda redresorului este o diodă semiconductoră proiectată să transforme curentul alternativ într-unul constant. Ele sunt folosite pe scară largă în circuite de comandă și comutare, în circuite de înmulțire a tensiunii, în toate circuitele de curent înalt, unde cerințele stricte nu sunt impuse parametrilor de timp și de frecvență ai semnalului electric.
Caracteristicile generale ale diodelor redresoare.
În funcție de valoarea curentului maxim admisibil, diodele redresoare sunt împărțite în diode mici. putere medie și mare:
Puterea redusă este proiectată pentru rectificarea curentului de până la 300mA;
puterea medie - de la 300mA la 10A;
putere mare - mai mult de 10A.
Prin tipul de material utilizat, ele sunt împărțite în germaniu și siliciu. dar, până în prezent, diodele de redresor de siliciu au fost cele mai utilizate pe scară largă datorită proprietăților lor fizice.
diode de siliciu, comparativ cu germaniu, sunt curenți de revers de multe ori mai mici atunci când aceeași tensiune, care permite să se obțină diode cu o valoare foarte mare a tensiunii inverse admisibile, care poate ajunge la 1000 - 1500V, în timp ce dioda germaniu este în intervalul 100 - 400V .
Eficiența diode de siliciu este depozitat la temperaturi de la -60 la + (125 - 150) ° C, și Ge - numai -60 + (70 - 85) ° C. Acest lucru se datorează faptului că, la temperaturi de peste 85º C formarea electron perechi de gauri devin atât de semnificative încât se produce o creștere accentuată a curentului invers și scade eficiența funcționării redresorului.
diode de putere redusă este realizată într-o carcasă de plastic cu terminale flexibile externe, diode de putere medie - pachete de rigide din metal cu terminale externe și diode de mare putere - in metal sau un corp sinterizat, adică, cu un izolator de sticlă sau ceramică. Un exemplu de diode de rectificare de germaniu (putere redusă) și siliciu (putere medie) este prezentat în figura de mai jos.
Concluzii flexibile (1). Cristalele de siliciu sau germaniu (3) cu joncțiune p-n (4) sunt lipite pe suportul de cristal (2), care este de asemenea baza carcasei. O carcasă (7) cu un izolator de sticlă (6) este sudată la suportul cipului, prin care unul din electrozii (5) este retras.
Parametrii electrici de bază ai diodelor redresoare.
Fiecare tip de diode are propriile parametri de lucru și parametri maximi admisi, conform cărora ei sunt aleși să lucreze în această sau aceea schemă:
Iob - curent invers constant, μA;
Upr - tensiune directă constantă, V;
Ipr max - curent maxim permis, A;
Uobp max - tensiunea inversă maximă admisă, V;
P max este puterea maximă admisă disipată de diodă;
Frecvența de operare. kHz;
Temperatura de funcționare. S.
Schema unui redresor simplu al unui curent alternativ pe o diodă.
Cu jumătăți pozitive de tensiune care ajung la anodul diodei, dioda se deschide. În aceste momente prin dioda, și, prin urmare, prin sarcina (RL) alimentate din redresor, un curent curge IPR diodă (dreapta graficului val jumătate perioada arătată în roșu).
Cu semnale negative de tensiune, dioda se închide la anodul diodei. iar un curent neglijabil din spate al diodei (IOB) va curge pe tot circuitul. Aici, dioda taie jumătatea valului negativ al curentului alternativ (pe graficul drept, o jumătate de undă este arătată printr-o linie albastră punctată).
Rezultatul este că sarcina (RL) conectat la rețea prin intermediul unei diode (VD), fluxurile nu sunt variabile, deoarece fluxurile de curent numai în pozitive semiperioade, iar unda de curent - curent într-o singură direcție. Aceasta este rectificarea curentului alternativ.
Dar o astfel de tensiune poate fi alimentată numai de o sarcină scăzută, alimentată de o rețea de curent alternativ și care nu necesită cerințe speciale pentru alimente, de exemplu, o lampă cu incandescență.
Tensiunea prin lampă va trece numai în timpul semnalelor pozitive (impulsuri), astfel încât lampa va lumina slab la o frecvență de 50 Hz. Cu toate acestea, datorită inerției termice, firul nu va putea să se răcească în intervalele dintre impulsuri și, prin urmare, pâlpâirea va fi slab observată.
Dacă furnizăm o astfel de tensiune unui receptor sau amplificator de putere, atunci într-un difuzor sau difuzoare vom auzi un zgomot redus cu o frecvență de 50 Hz, numit fundalul unui curent alternativ. Acest lucru se va întâmpla deoarece curentul pulsatoriu, care trece prin sarcină, creează în el o tensiune pulsatoare, care este sursa fondului.
Acest dezavantaj poate fi parțial eliminat dacă un condensator electrolitic filtrant de mare capacitate (Cf) este conectat în paralel cu sarcina.
Încărcat de impulsurile curente în timpul semicercurilor pozitive, condensatorul (Cf) în timpul semicercurilor negative este descărcat prin sarcină (Rn). În cazul în care condensator este capacitate suficient de mare, atunci ea nu va pentru intervalul de timp dintre impulsuri de curent au timp să-și îndeplinească pe deplin, și, prin urmare, sarcina (RL) este menținută în mod continuu ca curentul în timpul pozitiv și în timpul negativ semiperioade. Curentul menținut prin încărcarea condensatorului este prezentat pe graficul din dreapta, cu o linie roșie ondulată solidă.
Dar acest curent, prea neted, nu poate fi alimentat de un receptor sau de un amplificator deoarece acestea vor "estompa", deoarece nivelul pulsațiilor (pulsul U) este încă foarte vizibil.
În redresorul, a cărui lucrare știm că numai jumătate din undele AC sunt utile, deci, mai mult de jumătate din tensiunea de intrare este pierdută pe ea și, prin urmare, această rectificare a curentului alternativ se numește ciclu de jumătate de undă. și redresoare - redresoare cu jumătate de undă. Aceste deficiențe sunt eliminate în redresoare utilizând o punte diodă.
Podul de diode este un mic circuit compus din 4 diode și conceput pentru a transforma un curent alternativ într-unul constant. Spre deosebire de un redresor cu jumătate de undă, care constă dintr-o singură diodă și transmite curent numai în timpul unei jumătăți de cicluri pozitive, circuitul punții permite trecerea curentului în fiecare jumătate de ciclu. Punțile de diodă sunt realizate sub formă de ansambluri mici de prizonieri într-o cutie de plastic.
Din corpul ansamblului există patru terminale opuse care sunt semnele "+", "-" sau "
", Indicând unde este podul de la intrare. dar în cazul în care drumul afară. Dar nu neapărat punțile de diodă pot fi găsite sub forma unui astfel de ansamblu, ele sunt de asemenea asamblate prin includerea a patru diode direct pe placa de circuite imprimate, ceea ce este foarte convenabil.
De exemplu. Una dintre diodele podului este necorespunzătoare, dacă există un ansamblu, atunci este aruncat în siguranță și dacă podul este asamblat din patru diode direct pe bord - schimbăm dioda defectă și totul este gata.
În principiu, puntea diodă este indicată prin includerea a patru diode în circuitul de legătură, așa cum se arată în partea stângă a figurii inferioare: aici, diodele sunt ca umerii punții de rectificare.
O astfel de desemnare grafică a podului poate fi găsită chiar și în revistele de radio vechi. Cu toate acestea, astăzi, în principiu, podul diod este desemnat sub formă de diamant, în interiorul căruia există o pictogramă a diodelor, indicând numai polaritatea tensiunii de ieșire.
Acum, luați în considerare funcționarea punții de diode folosind exemplul unui redresor de joasă tensiune. Într-un astfel de redresor, cu ajutorul a patru diode, în timpul fiecărei jumătăți de undă, două diode ale brațelor punților opuse funcționează alternativ una după alta, dar opuse celei de-a doua perechi de diode.
De la înfășurarea secundară a transformatorului se aplică o tensiune alternativă la intrarea podului diodei. Când o jumătate de tensiune pozitivă apare pe partea superioară (în funcție de circuit) a înfășurării secundare, curentul trece prin dioda VD3. încărcați Rn. dioda VD2 și la borna inferioară a înfășurării secundare (vezi graficul a). Diodele VD1 și VD4 sunt închise în acest moment și nu trece curent prin ele.
În timpul altei jumătăți de ciclu de tensiune alternativă, atunci când la nivelul inferior (în conformitate cu schema) ieșirea bobinei secundare, curentul trece prin dioda VD4. încărcați Rn. dioda VD1 și la borna superioară a înfășurării secundare (vezi graficul b). În acest moment, diodele VD2 și VD3 sunt închise și nici un curent nu trece prin ele însele.
Când semnalele de tensiune pe bobina secundară a transformatorului se schimbă și curentul unei direcții trece prin sarcina redresorului (vezi graficul din c). Într-un astfel de redresor, ambele jumătăți de cicluri de curent alternativ sunt utile, astfel încât aceste redresoare se numesc redresoare cu undă de undă.
Lucrarea redresorului cu undă integrală în comparație cu redresorul cu o singură perioadă este mult mai eficientă:
1. Frecvența curentului rectificat a fost dublată;
2. Scăderea între impulsuri a fost redusă, ceea ce a facilitat sarcina de a netezi pulsațiile la ieșirea redresorului;
3. Valoarea medie a tensiunii DC este aproximativ egală cu tensiunea alternativă care acționează în bobina secundară a transformatorului.
Și dacă un astfel de redresor este adăugat cu un condensator electrolitic de filtrare. atunci ei pot hrăni deja în siguranță proiectarea radio amator.
2.1. În manual găsiți dioda (în funcție de versiunea sa - consultați sarcina 1 a apendicelui 1 pentru lucrări practice).
A) Descifrați desemnarea.
B) Scrieți parametrii:
Iob - curent invers constant, μA;
Upr - tensiune directă constantă, V;
Ipr max - curent maxim permis, A;
Uobp max - tensiunea inversă maximă admisă, V;
P max este puterea maximă admisă disipată de diodă;
Frecvența de operare. kHz;
Temperatura de funcționare. S.
B) Desenați caracteristica curentului de tensiune al diodei. Explicați principiul muncii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: