Apparaat, werkingsprincipe en diagram van de gelijkrichterdiodebrug

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Elektrische wisselstroom wordt omgezet in een constant pulserend door het gebruik van speciale elektronische circuits - diodebruggen. Het gelijkrichterdiodebrugcircuit is verdeeld in 2 versies: eenfasig en driefasig.

In de werking van de gelijkrichter is het belangrijkste element de diode. Structureel is het een plaat van een halfgeleiderkristal met twee zones met verschillende geleidbaarheid. Een kenmerk is de eenrichtingstransmissie van elektrische stroom, afhankelijk van de stroomrichting.

Het ontwerp en de werking van een gelijkrichterdiode zijn gebaseerd op de kenmerken van de pn-overgang tussen halfgeleiderzones. De weerstand is afhankelijk van de polariteit van de externe spanning. In het ene geval is het groot, in het andere geval onbeduidend.

Eenfasige diodebrug

Als de ingang een sinusvormige wisselspanning is, gaat de stroom in elke halve cyclus door één paar diodes en is de andere gesloten. Dientengevolge, aan de uitgang van het gelijkrichterdiodebrugcircuit,pulserende spanning, waarvan de frequentie twee keer zo groot is als die van de ingang.

Driefasige brugschakeling

Deze schakeling maakt gebruik van halfbruggelijkrichters met diodes. De uitgangsspanning wordt hier verkregen met minder rimpel.

Hoe rimpeling glad te strijken bij het corrigeren van de voeding?

De kwaliteit van de gelijkgerichte spanning neemt af naarmate de rimpel toeneemt. Om het te verminderen, worden elementen gebruikt die energie verzamelen wanneer het van de gelijkrichter komt en het weggeven wanneer het stopt met leveren.

In het diodebrugcircuit van een gelijkrichter met een condensator, is de laatste parallel geschakeld met de belasting. De capaciteit wordt geselecteerd afhankelijk van de belastingsstroom. Wanneer een puls wordt toegepast, wordt de condensator opgeladen. Tussen pulsen (wanneer er geen zijn), wordt de spanning ervan aan de belasting gegeven.

Als gevolg van afvlakking wordt de uitgangsspanning van het filter groter en nadert de amplitude van de gelijkgerichte waarde.

De ideale spanning aan de filteruitgang kan niet worden verkregen vanwege de ontlading van de condensator tussen pulsen. Meestal zijn dergelijke rimpelingen acceptabel. Ze kunnen worden verminderd door de capaciteit van de condensator te vergroten.

Als een spoel wordt gebruikt voor het afvlakken, wordt deze in serie geschakeld met de belasting. Gecombineerde filtercircuits omvatten smoorspoelen en condensatoren.

Ontwerpen van diodebruggen

Het eenvoudigste brugapparaat wordt uitgevoerd door individuele diodes te solderen. In de industrie worden monolithische constructies geproduceerd, die minder zijnmaten en goedkoper. Bovendien worden er diodes met vergelijkbare kenmerken in geselecteerd, waardoor ze met dezelfde verwarming kunnen werken. Dit verbetert de betrouwbaarheid van het gelijkrichterdiodebrugcircuit.

Het voordeel van diodebruggen van afzonderlijke elementen is de mogelijkheid tot reparatie wanneer een van hen defect raakt. Het geheel moet volledig worden vervangen. Storingen daarin komen zelden voor, omdat de elementen correct zijn geselecteerd.

Stroomgelijkrichters

Apparaten die veel stroom verbruiken, worden meestal gevoed door 220 V. Apparaten zijn niet rechtstreeks aangesloten, omdat de spanning voor elektronische circuits klein is en de stroom constant. Gebruik dan de netwerkadapter.

De spanning wordt verlaagd door een transformator, die ook een galvanische scheiding creëert tussen de primaire en secundaire voedingscircuits. Dit vermindert het risico op elektrische schokken en beschermt de apparatuur als er kortsluiting in het circuit optreedt.

Moderne adapters werken in de meeste gevallen volgens een vereenvoudigd transformatorloos circuit zonder galvanische scheiding, waarbij overtollige spanning wordt geabsorbeerd door de condensator.

12 volt diodebrugschakeling: instructies en montage

De voeding bestaat uit twee modules, waarbij de eerste een step-down transformator is en de tweede een diodebrug die het ene type spanning omzet in het andere.

Er wordt een geschikte transformator geselecteerd. De primaire wikkeling wordt gelokaliseerd met behulp van een tester. Haar weerstand zou het grootst moeten zijn. Door te bellen met een multimeter in de weerstandsmeetmodus, wordt de noodzakelijkeloopt af. Dan worden andere paren gevonden en markeringen gemaakt.

220 V wordt geleverd aan de primaire wikkeling. Vervolgens wordt de tester geschakeld naar de AC-spanningsmeetmodus en wordt de spanning op de resterende wikkelingen gemeten. Je moet er een kiezen of opwinden op 10 V. Het is belangrijk dat de spanning niet 12 V is, omdat deze na het capacitieve filter met 18% toeneemt.

De transformator wordt geselecteerd op het benodigde vermogen, waarna een marge van 25% wordt genomen.

4 diodes worden in een diodebrug gedraaid en de uiteinden worden gesoldeerd. Vervolgens wordt de schakeling aangesloten, een 25 V en 2200 microfarad condensator (elektrolyt) op de uitgang aangesloten en in werking gecontroleerd.

Transformerloze 24V gelijkrichterdiodebrugcircuit

In de praktijk van amateurradio's worden voedingen met een laag vermogen zonder transformatoren veel gebruikt.

220V stroom wordt geleverd via de ballastcondensator C1. De gelijkrichter bestaat uit diodes VD1, VD2 en zenerdiodes VD3, VD4. Om stroomstoten door de brug te elimineren, wordt een stroombegrenzingsweerstand van 50-100 ohm in serie met de condensator geïnstalleerd wanneer de stroom is aangesloten. Om de condensator te ontladen wanneer het circuit niet werkt, wordt er parallel een weerstand van 150-300 kΩ op aangesloten.

Een afvlakcondensator met een capaciteit van 2000 microfarad is geïnstalleerd aan de uitgang van het circuit.

Gebrek aan galvanische koppeling leidt tot een risico op elektrische schokken.

Toepassing

Diodebrug-toepassingenextreem breed en gevarieerd:

• verlichtingsarmaturen (LED- en fluorescentielampen);
• elektriciteitsmeters;
• voedingen voor elektronische apparatuur;
• industriële voedingen, bedieningselementen en opladers.

Hoe kies je diodes voor het maken van een diodebrug?

De belangrijkste selectiecriteria zijn de spanning en stroom waarbij de diode niet oververhit raakt. Wanneer deze direct wordt ingeschakeld, v alt er een spanning van ongeveer 0,6 V over, omdat deze een interne weerstand heeft. De sperspanning die de diode kan weerstaan zonder in de thermische en elektrische doorslagmodus te gaan, heeft een bepaalde limiet. Als het is ontworpen voor 220 V, wordt een marge van minimaal 25% genomen. Maar het is beter om het groot genoeg te nemen om te beschermen tegen onbedoelde stroompieken.

De stroom wordt ook met een marge genomen. Indien nodig wordt er een koelradiator meegeleverd.

Gebruik voor de juiste keuze de referentietabel van diodes en diodebruggen.

Diodebrugfabrikanten

Onder de elementen voor verlichtingsapparatuur vallen de gelijkrichters van de 1N4007- en MS250-series, vervaardigd door Diotec, op. Ze zijn ontworpen voor spanningen tot 1000 V. In het eerste geval bestaat het diodebrugcircuit uit 4 diodes die op een printplaat zijn geplaatst en in het tweede geval wordt het gepresenteerd als een compact geheel. Hoewel de 1N4007-serie betrouwbaar is in gebruik, bespaart de MS250-assemblage gewicht en voetafdruk. Desondanks blijft de vraag naar de 1N4007-serie sterk, aangezien de prijs is gedaalddie voornamelijk wordt bepaald door de kosten van koperen leidingen.

De productietechnologie van diodebruggen uit de MS-serie gaat door. Nu zijn alle 4 kristallen van de brug samen geïnstalleerd, wat de hittebestendigheid verhoogt vanwege de uniformiteit van parameters.

De betrouwbaarheid van gelijkrichters neemt af naarmate de omgevingstemperatuur stijgt. Dit probleem wordt opgelost door de B250S2A-serie, die een nominaal vermogen heeft van 2,3 A en 0,7 A doorstaat bij 125 °C.

De meeste fabrikanten kopen diodes en assembleren vervolgens afgewerkte gelijkrichters. Diotec verzorgt de gehele productiecyclus, van kristalproductie tot assemblage en verpakking.

Een ander toonaangevend wereldwijd bedrijf - IRF - heeft unieke technologieën voor het verkleinen van de afmetingen van onderdelen, het verbeteren van de warmteoverdracht en het verhogen van de efficiëntie van halfgeleidertechnologie. Het is de enige die componenten produceert voor de gehele energieomzettingscyclus.

Conclusie

Het gelijkrichterdiodebrugcircuit wordt gebruikt in alle elektronische apparatuur. Er moeten full-wave gelijkrichters worden gebruikt, waarvan de kenmerken veel beter zijn dan die met één golf. U kunt ze zelf controleren door elke diode te laten rinkelen.