Käytännöllinen diodisillapiiri 12 voltin jännitteelle

Radio- ja sähkövirtalähteet käyttävät lähes aina tasasuuntaajia, jotka on suunniteltu muuntamaan vaihtovirta DC: ksi. Tämä johtuu siitä, että lähes kaikki elektroniset piirit ja monet muut laitteet on kytkettävä DC-lähteistä. Tasasuuntaaja voi olla mikä tahansa elementti, jolla on epälineaarinen virta-jänniteominaisuus, toisin sanoen eri virtausvirta vastakkaisiin suuntiin. Nykyaikaisissa laitteissa tällaisina elementteinä käytetään tavallisesti puolijohde-diodeja.

Piirin puolijohde-diodi.

Tasomaiset puolijohde-diodit

Hyvien johtimien ja eristeiden ohella näiden kahden luokan välillä on monia välituotteita. He kutsuvat tällaisia ​​aineita puolijohteiksi. Puhtaan puolijohdon vastus pienenee lämpötilan kasvaessa, toisin kuin metallit, joiden resistanssi kasvaa näissä olosuhteissa.

Lisäämällä pieni määrä epäpuhtauksia puhtaaseen puolijohteeseen voidaan merkittävästi muuttaa sen johtokykyä. Tällaisia ​​epäpuhtauksia on kaksi luokkaa:

Kuva 1. Tasomainen diodi: a. laitteen diodi; b. diodin nimeäminen sähköpiirissä; vuonna. erilaisen tehon tasomaisia ​​diodeja.

1. Luovuttaja - puhdasta materiaalia muunnetaan n-tyypin puolijohteeksi, joka sisältää ylimäärän vapaita elektroneja. Tällaista johtavuutta kutsutaan elektroniseksi.
2. Acceptor - saman materiaalin muuntaminen p-tyypin puolijohteeksi, jolla on keinotekoisesti luotu vapaa elektroni. Tällaisen puolijohdejohtavuuden kutsutaan reiäksi. "Reikä" - paikka, joka lähti elektronista, käyttäytyy positiivisena latauksena.

P- ja n-tyypin puolijohteiden rajalla (pn-risteyksellä) on kerros, jolla on yksisuuntainen johtavuus - se johtaa virtaa hyvin yhteen (eteenpäin) suuntaan ja hyvin huonosti vastakkaiseen (taaksepäin) suuntaan. Tasomaisen diodin laite on esitetty kuviossa 1a. Pohja on puolijohdelevy (germanium), jossa on pieni määrä luovuttaja-epäpuhtautta (n-tyyppi), johon on sijoitettu indiumin pala, joka on akseptorin epäpuhtaus.

Lämmityksen jälkeen indium diffundoituu puolijohteiden viereisiin alueisiin ja kääntää ne p-tyypin puolijohteiksi. Alueilla, joilla on kaksi johtavuutta, esiintyy p-n-liitos. P-tyypin puolijohteeseen liitettyä lähtöä kutsutaan tuloksena olevan diodin anodiksi, päinvastoin - sen katodille. Kuvassa 1 on esitetty piirikaavioissa puolijohde-diodin kuva. Kuviossa 1b on esitetty eri voimakkuudeltaan tasoisten diodien ulkonäkö - kuviossa. 1c.

Yksinkertaisin tasasuuntaaja

Kuva 2. Erilaisten piirien nykyiset ominaisuudet.

Perinteisessä valaistusverkossa virtaava virta on vaihteleva. Sen suuruus ja suunta muuttuvat 50 kertaa sekunnissa. Kuviossa 1 on esitetty sen jännitteen ja ajan välinen kaavio. 2a. Positiiviset puoliajat näkyvät punaisina, negatiivisina sinisenä.

Koska nykyinen arvo vaihtelee nollasta maksimiarvoon (amplitudi), otetaan käyttöön tehon ja jännitteen käsite. Esimerkiksi valaistusverkossa jännitteen 220 V tehollinen arvo - tähän verkkoon kuuluvassa lämmittimessä samana ajanjaksona - vapautuu sama lämpö kuin samassa laitteessa 220 V: n DC-piirissä.

Verkon jännite vaihtelee kuitenkin 0,02: ssa seuraavasti:

• tämän ajan ensimmäisen neljänneksen (ajanjakso) - nousee 0: sta 311 V: iin;
• kauden toinen neljännes - laskee 311 V: stä 0: een;
• kolmannen neljänneksen jakso - laskee 0: sta 311 V: iin;
• kauden viimeinen neljännes nousee 311 V: stä 0: een.

Tässä tapauksessa 311 V on jännitteen amplitudi U_noin. Amplitudi- ja teholliset (U) -jännitteet on yhdistetty seuraavalla kaavalla:

U_O = √2 * U.

Kuva 3. Diodisilta.

Kun sarjaan kytketyn diodin (VD) ja kuorman vaihtovirta kytketään piiriin (kuvio 2b), virta virtaa sen läpi vain positiivisten puolijaksojen aikana (kuva 2c). Tämä johtuu diodin yksipuolisesta johtamisesta. Tällaista tasasuuntaajaa kutsutaan puoliaalloksi - puoli ajanjaksosta, joka virtapiirissä on toisen aikana, puuttuu.

Tällaisen tasasuuntaajan kuorman läpi kulkeva virta ei ole vakio, vaan sykkivä. Käännä se lähes pysyväksi kytkemällä suodattimen C kondensaattori kuorman suuntaan_f riittävän suuri kapasiteetti. Kauden ensimmäisen vuosineljänneksen aikana kondensaattori ladataan amplitudiarvoon, ja pulssien välisten aikavälien aikana se puretaan kuormitukseen. Jännite on lähes vakio. Tasoituksen vaikutus on vahvempi, sitä suurempi on kondensaattorin kapasitanssi.

Diodisillapiiri

Täydellisempi on täyden aallonpoistojärjestelmä, jossa käytetään sekä positiivisia että negatiivisia puoliaikoja. Tällaisia ​​järjestelmiä on useita, mutta useimmiten käytetty päällyste. Diodisillan kaavio on esitetty kuviossa. 3 c. Punaisella viivalla näkyy, kuinka virta virtaa kuorman läpi positiivisen ja sinisen negatiivisen puolen jakson aikana.

Kuva 4. Kaavio 12 voltin tasasuuntaajasta diodisillalla.

Sekä ensimmäisen että toisen puoliskon virta virtaa kuorman läpi samaan suuntaan (kuvio 3b). Pulssien lukumäärä yhden sekunnin ajan ei ole 50, kuten puolen aallon suoristuksessa, mutta 100. Näin ollen, samalla suodattimen kondensaattorin kapasitanssilla, tasoitusvaikutus on selvempi.

Kuten näette, diodisillan rakentamiseen tarvitaan 4 diodia - VD1-VD4. Aikaisemmin diodisillat kuvattiin piirikaavioilla täsmälleen samalla tavalla kuin kuviossa. 3 c. Nykyään kuva on esitetty kuviossa. 3g. Vaikka siinä on vain yksi kuva diodista, ei pidä unohtaa, että silta koostuu neljästä diodista.

Sillapiiri on useimmiten koottu yksittäisistä diodeista, mutta joskus käytetään monoliittisia diodikokoonpanoja. Niitä on helpompi asentaa laudalle, mutta kun silta ei joudu, koko kokoonpano vaihdetaan. Valitse diodit, joista silta on asennettu, niiden läpi kulkevan virran määrän ja sallitun käänteisen jännitteen arvon perusteella. Näiden tietojen avulla voit saada ohjeita diodeihin tai viitekirjaan.

Kuviossa 2 on esitetty diodisillan avulla käytetyn 12 voltin tasasuuntaajan täydellinen kaavio. 4. T1 on vaiheittainen muuntaja, jonka toisiokäämi tuottaa jännitteen 10-12 V. FU1-sulake on turvallisuuden kannalta merkittävä yksityiskohta, jota ei pidä jättää huomiotta. Diodien VD1-VD4 brändi, kuten jo mainittiin, määräytyy tasasuuntaajalta kulutettavan virran määrän perusteella. Kondensaattori C1 - elektrolyyttinen, jonka kapasiteetti on 1000,0 mikropalloa tai korkeampi vähintään 16 V: n jännitteelle.

Lähtöjännite on kiinteä, sen arvo riippuu kuormituksesta. Mitä suurempi virta, sitä pienempi tämän jännitteen suuruus. Säädettävän ja vakaan lähtöjännitteen saamiseksi tarvitaan monimutkaisempi piiri. Vastaanota säädettävä jännite kuvassa 1 esitetystä piiristä. 4 kahdella tavalla:

1. Sovellettaessa muuntaja T1: n primäärikäämiin säädettävä jännite, esimerkiksi LATR: stä.
2. Tehtyään useita hanoja muuntajan toissijaisesta käämityksestä ja vastaavasti laittaa kytkimen.

Toivotaan, että yllä olevat kuvaukset ja kaaviot tarjoavat käytännön apua yksinkertaisen tasasuuntaajan asentamisessa käytännön tarpeisiin.