Что такое диодный мост: схема и принцип работы

Смотрите также обзоры и статьи:

Таким мостом называется электроустройство миниатюрного размера, используемое в электросхемах и светодиодном оборудовании для трансформирования электротока, а именно его изменение из переменного значения в постоянное. Также оно выпрямляет ток в схеме. Важная часть двухполупериодного элемента питания, так и называемая — выпрямителем.

Большинство предприятий, производств и просто жителей городов и сел страны активно приобретают светодиодные лампы и ленты в качестве выгодной замены привычных источников света с нитями накаливания и даже галогеновых или люминесцентных ламп. Ведь LED лампы в 9 раз более экономны, чем накаливания и на 30-40% меньше затрачивают на аналогичную выработку яркости, чем другие «экономки». Современные источники света на экономных кристаллах не имеют в своем содержании вредных испарений, соединений, металлов и кислот, а значит, не загрязняют почву и не требуют специальной утилизации.

Светодиоды, которые, как и обычные диоды, преобразуют ток, но только в светящийся эффект, не вырабатывают лучей в инфракрасном и ультрафиолетовом спектре.

Во многом по конструкции светодиодная лампа не отличается от своих предшественников. В ней представлены два стандартных типа цоколя, штырьковый и резной, которые отличаются принципом действия. Резной или вкручивающийся цоколь подходит для использования в аналогичных патронах с напряжением 220 вольт (переменный ток). Каждая лампа имеет встроенный стабилизатор для регулирования напряжения в постоянное значение. Резные цоколи – привычные Е14, Е27 и Е40, где цифровое значение указывает на расстояние между контактами цоколя.

Штырьковый цоколь характерен для большинства ламп, работающих от низких значений напряжения, и выглядит как два металлических или керамических столбика со шляпкой на конце или без нее. К таким цоколям можно отнести светодиодные лампы MR16, G4,G9.GU10 и другие. Некоторые модели можно использовать для основного освещения, однако большинство ламп штырькового типа предназначены для точечной или акцентной вспомогательной подсветки витрин, ступеней дома, салона автомобиля, номерных знаков, приборной панели и т.

п.

И самое главное – в основе всех этих современных источников света – все тот же диодный мост из светодиодов, который мы рассмотрим ниже.

Схема диодного моста

Наиболее примитивным способом, т.е. схемой подключения диодов, является комплекс из четырех последовательно соединенных полупроводников, которые создают нечто наподобие ромба. Далее по схеме мост подключается к разным по полярности источникам, снимая при этом переменное напряжение, преобразовывая его в постоянное значение.

По разновидностям и от того, какая схема подключения, разделяют два основных вида:

• Однофазный диод,
• Трехфазный.

Чтобы разыскать диод в электросхеме, необходимо обратить внимание, на то, что обычно его обозначение выглядит так:

А тот самый примитивный мост, состоящий из четырех диодов, в соединенном состоянии передается таким рисунком:

Однако на многих общих схемах обозначения диодного моста можно встретить и такой, более простой:

Или же, наоборот, детализированный:

Главное во всех схемах – правила, по которым необходимо этот элемент подключать к напряжению. Правильно это нужно делать так:

Выпрямитель Ларионова – еще одна распространенная схема подключения. Это трехфазный диод, пропускающий полуволны поочередно. На чертеже это демонстрируется как:

Техническая схема предполагает полупроводниковый диод-выпрямитель и его разновидности, в числе которых диод Шоттки. Выпрямитель из данных сборок крайне отличается от остальных. Так, он применим в блоках питания импульсного типа, ведь кристалл Шоттки имеет невысокую барьерную силу, малое время на обратное восстановление. Используется зачастую в схемах, где катод и анод – общий. В графике это представлено таким образом:

Устройство диодного моста

Для того, чтобы самостоятельная сборка состоялась успешно, необходимо выбрать диодный мост, подходящий по основным параметрам. К главным показателям таких устройств можно отнести важнейших два:

• Обратное напряжение;
• Ток в максимальном значении обратный.

То есть при выборе разновидности моста с рабочим напряжением от обычной сети, а именно 220 вольт,
Номинальная сила напряжения у приобретаемого продукта должна быть не меньше 400 вольт, а сила тока в выпрямленном состоянии – не меньше 3 ампер. Стоит обращать внимание и на мощности пикового тока (максимальная концентрация в один момент) и обратного напряжения. В данном случае, например, пик – около 50 ампера, а обратка по напряжению – 600-1000 ватт, смотря какую модель моста вы выбрали.

Само устройство моста подразумевает наличие корпуса, форма которого может отличаться в зависимости от схемы подключения диодов. Так, могут быть прямоугольные и квадратные модели, и даже в один ряд в виде прямой платы. В квадратном корпусе можно встретить выводы, размещенные по углам устройства. Также устройство моста требует алюминиевых плат или специальных радиаторов для отвода излишков тепла, которое неизбежно возникает во время прохождения такого количества напряжения и силы тока через небольшие элементы микросхемы. Поэтому все мосты имеют отдельные крепежные элементы.

Рекомендуем выбирать модели, в которых диоды умещены в один корпус. Это позволяет:

• Мосту не перегреваться и поддерживать нормальный эксплуатационный режим без сбоев;
• Диоды, размещенные в одном устройстве, изготавливаются на заводе в одной партии, поэтому с большей вероятностью будут иметь схожие параметры, что благоприятно скажется на всей работе прибора;
• Экономия пространства на плате за счет плотного размещения внутри одного бокса.

Принцип работы диодного моста

Отрицательная волна в диодном мосте не уменьшается, а трансформируется в положительную.

Это происходит из-за того, что он как бы «подчиняет» себе нестабильный переменный ток, который меняет свое направление по несколько раз в одночасье, образуя то положительные в амплитуде, то отрицательные полуволны.

При подаче нагрузки через генератор, диодный мост все выравнивает, ведь поочередно в игру вступают то первые два полупроводника, то последующие два. То есть происходит соприкосновение двух полупроводников разной проводимости или p-n-переход, называемый также электронно-дырочным, поскольку в нем участвуют и электроны, и дырки.

Как собрать диодный мост

Поскольку найти сегодня старые постперестроечного периода подобные выпрямители довольно непросто, то детально рассматривать схему сборки и пайки советского образца не будем. Только стоит упомянуть, что выглядит схема для пайки четырех последовательно подключенных диодов так:

Собрать современный мост даже проще: если представить его в виде ромба, то на северном угле будет вход с переменным значением, как и на южном.

Западный угол уйдет под выход с отрицательным значением, а восточный – с положительным.

Чем отличаются диодные мосты

Они отличаются в первую очередь такими существенными показателями как:

• Форма корпуса;
• Схема расположения выводов.

Выводы могут быть в один ряд, с углов и даже снизу корпуса. Также различия составляют такие критерии как мощность напряжения (400-1000 ватт), сила тока обратного и на максимальных значениях.

Как проверить исправность диодного моста

Несмотря на цену и надежность, любая модель моста такого типа неизбежно сталкивается с таким понятием как остаточная пульсация, которая в любом случае остается. Поэтому рекомендуем проверять исправность устройства с помощью мультиметра, а именно вольтаж, омметраж и показатели в ваттах. Подавайте на диод напряжение не больше 3 вольт.

Опубликовано: 2020-06-09 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ

Поделиться в соцсетях

Как подключить автомобильный диодный мост к трансформатору

Главная > Дороги > Как подключить автомобильный диодный мост к трансформатору

можно ли сделать простое зарядное устройство из трансформатора 12v и автомобильного Кириллдиодного моста? | Автор топика: Валентин

аккумолятор авто

Ярослав Собрать можно.

Выход от транса подключаешь к мосту Василий .А с алюминиевых «подков»выход постоянного тока. Но 12 в явно мало-он должен давать порядка 18 в. Часть напряжения будет сажаться на диодах, а часть на внутреннем сопротивлении транса.

Илья Смотря что надо заряжать.
——-
Тогда можно.

Вячеслав Нужно выше 12в и регулировка зарядного тока.

Николай Транс должен быть соотв. мощности, ведь зарядный ток должен быть 1/10 часть ёмкости акк

Михаил Напряжение надо 16вольт мощность транса не менее 80вт. диоды жел на 10ампер. самое простое паставить реостат послед аккумурят .Если сам не сталкивался попроси знакомых помогут

Геннадий  12 вольт мало. Сопротивление R1 зависит от напряжения на выходе моста.

в этом видео описано как можно применить диоды от моста автомобильного генератора.

хочу подключить диодный мост Владимир от генератора москвича к трансформатору ну незнаю как подскажите.

| Автор топика: Петр

Диодный мост Андрей может у кого есть схемы зарание спасибо!

Валерий  Там трехфазный мост. Подключить можно, но часть диодов не будут работать. Вот штатная схема:

Петр а нахрена?? ? есть же нормальные диодные мосты Иван в радиомагазине

Дмитрий выбей 2 и спаяй зачем тебе всю сборку ляпать

Советы начинающим: способы не спать за рулем от …

… это смертельноопасное и часто подводит водителей в дальней дороге. … Он выспится и поможет не уснуть тебе, отвлекая разговорами. … Кола тоже чуть помогает, кофеин все таки :)) Лично я кофе не пью, энергетики не признаю. ….. Иногда матаюсь из дома в Москву в основном ночью(порядка 750 км).

Диодный мост и двухполупериодный выпрямитель.

В одной из недавних статей мы разбирались с устройством и принципом работы однополупериодного выпрямителя, так вот, сегодня продолжим эту тему! И перейдем, как и собирались, к более сложной схеме выпрямителя, и в то же время самой популярной. Речь идет, конечно же, о двухполупериодном выпрямителе, сердцем которого является диодный мост.

Диодный мост — это электронное устройство, которое как раз и предназначено для решения задачи выпрямления тока. Изобретателем этой схемы является немецкий физик Лео Гретц, поэтому также можно встретить название мост Гретца, что весьма логично 🙂

Базовый диодный мост состоит из 4-х диодов, соединенных следующим образом:

Но зачастую на принципиальных схемах можно встретить упрощенное обозначение:

Собственно, давайте рассмотрим непосредственно схему двухполупериодного выпрямителя:

Здесь также возможны некоторые вариации, например:

Несмотря на разное изображение, электрическое подключение остается неизменным, и все-таки первый вариант используется значительно чаще, так что и мы будем придерживаться именно его.

Резистор R_н в данном примере играет роль полезной нагрузки. Как и при разборе однополупериодного выпрямителя рассмотрим случай с синусоидальным напряжением на входе:

В случае положительного полупериода сигнала (U_{вх} \gt 0), ток будет протекать через диоды D1 и D3. Давайте рассмотрим путь тока более наглядно:

А на отрицательном полупериоде, напротив, диоды D1 и D3 будут закрыты, а протекание тока обеспечат D2 и D4:

В обоих случаях ток через нагрузку будет течь в одном и том же направлении, от точки, помеченной знаком «+» на схеме, к точке «-«. А именно для этого мы и используем выпрямитель — чтобы ток через нагрузку протекал только в одном направлении! И в результате выходной сигнал имеет такой вид:

Сразу же очевидно отличие от однополупериодной схемы, когда сигнал на выходе был только на протяжении одного полупериода. В данном же случае, ток через нагрузку течет как на положительном, так и на отрицательном полупериоде! Поэтому схема и называется двухполупериодной.

Но! Также как и в случае с однополупериодным выпрямителем на выходе мы получаем пульсирующий ток, а не строго постоянный. Поэтому необходимо использовать сглаживающий фильтр, который в самом простом варианте может состоять из одного конденсатора:

Емкость должна быть такой, чтобы конденсатор не успевал быстро разрядиться. Итак, добавляем конденсатор в схему выпрямителя на диодном мосте и проверяем напряжение на нагрузке:

Совсем другое дело!

Существуют специальные диодные сборки, которые представляют из себя четыре одинаковых по характеристикам диода, соединенные по мостовой схеме, помещенные в один корпус. Соответственно, такая сборка имеет четыре вывода, все в точности как на нашей схеме. Выводы, предназначенные для подключения переменного тока (входного сигнала) могут обозначаться символом «~» или буквами AC, традиционными для переменного тока. Выводы же, к которым подключается нагрузка, обозначаются «+» и «-«. Но все это, конечно, индивидуально и зависит от использующегося устройства.

Несколько примеров диодных мостов в сборке:

И по традиции, в завершение статьи, резюмируем плюсы и минусы двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однополупериодным:

• В первую очередь, поскольку здесь используются уже оба полупериода сигнала, то, естественно, КПД схемы больше.
• Кроме того, пульсирующее напряжение на выходе имеет в 2 раза большую частоту, а такие пульсации сгладить проще.

Но, как и всегда, есть и свои недостатки:

• Во-первых, это двойное падение напряжения. Поскольку при прохождении тока через диод на самом диоде падает напряжение, то в данном случае оно удвоено, поскольку ток в итоге проходит через два диода. Именно поэтому в схеме двухполупериодного выпрямителя часто отдают предпочтение диодам Шоттки, имеющим пониженное падение напряжения.
• И второй недостаток, имеющий скорее практический смысл. Если один из диодов диодного моста выйдет из строя, то схема просто превратится в однополупериодный выпрямитель, но работать не перестанет! То есть получается, что возникшую проблему заметить сразу будет довольно проблематично.

И вот на этом точно заканчиваем на сегодня 🙂 Всем спасибо за внимание, любые вопросы можно задавать на нашем форуме, в группе ВКонтакте или в комментариях к статье!

Диодный мост — Academic Kids

от академических детей

Диодный мост — это электронная схема, которая обеспечивает одинаковую полярность выходного напряжения и тока для обеих возможных полярностей входной мощности. В наиболее распространенном применении для преобразования входной мощности переменного тока (AC) в выходную мощность постоянного тока (DC) он известен как мостовой выпрямитель. На схеме (с использованием популярной схемы с четырьмя диодами, образующими стороны ромба) описана конструкция с одним диодным мостом, двухполупериодным выпрямителем или схемой Гретца. Эта конструкция используется для выпрямления однофазного переменного тока, когда отсутствует центральный ответвитель.

Изображение отсутствует
Диод-фото.JPG

Диоды; слева — диодный мост

Отсутствует изображение
Diodebridge1.png
Изображение: Diodebridge1.png

Существенной особенностью этой схемы является то, что для обеих полярностей напряжения между входы моста, полярность выходов такая же.

Например, когда вход, подключенный в левом углу ромба, является положительным по отношению к входу, подключенному в правом, ток течет вправо по верхнему цветному пути и в целом слева по нижнему.

Когда правый вход положительный относительно левого, текущий поток в целом идет по диагонали вверх вправо и по диагонали вверх влево.

Отсутствует изображение
AC, _half-wave_and_full_wave_rectified_signals.PNG

AC, полуволновые и двухполупериодные выпрямленные сигналы

В каждом из этих случаев верхний правый вывод остается положительным по отношению к нижнему правому. Поскольку это верно вне зависимости от того, является ли вход переменным или постоянным током, эта схема не только вырабатывает постоянный ток при питании от переменного тока: она также может обеспечивать то, что иногда называют функцией «защиты полярности».То есть, он обеспечивает нормальное функционирование, когда батареи установлены задом наперед или когда проводка входного источника питания постоянного тока «перекрещена» (и защищает цепь, которую он питает, от повреждений, которые могут возникнуть без вмешательства этой цепи).

До появления полупроводниковой электроники такой мостовой выпрямитель всегда строился из дискретных компонентов. (т.е. подключив два провода к каждому из четырех отдельных диодов). Во второй половине 20-го века один четырехконтактный компонент, в котором четыре диода эффективно подключены внутри постоянно герметичного устройства, стал стандартным коммерческим компонентом, доступным с различными номинальными значениями напряжения и тока.

Для многих приложений, особенно с однофазным переменным током, где двухполупериодный мост служит для преобразования переменного тока в постоянный, дополнительный конденсатора может быть важным, потому что только мост подает напряжение и ток фиксированной полярности, но различной величины.

Отсутствует изображение
Diodebridge4.png
Изображение: Diodebridge4.png

Функция этого конденсатора заключается в уменьшении колебаний (обычно в течение периодов в десятки миллисекунд или меньше) на выходе.(Стандартное электронное обозначение этого эффекта заключается в том, что конденсатор обеспечивает путь с низким сопротивлением к компоненту переменного тока на выходе, ослабляя напряжение переменного тока и ток через резистивную нагрузку.) В менее технических терминах, поскольку заряд Сохраненное в конденсаторе и напряжение между его выводами имеют фиксированное соотношение, любое падение выходного напряжения и тока моста имеет тенденцию компенсироваться потерей заряда конденсатором, этот заряд вытекает как дополнительный ток через нагрузку.Таким образом, изменение общего тока и напряжения уменьшается по сравнению с тем, что произошло бы без конденсатора; Повышение напряжения соответственно создает ток в конденсаторе , аналогичным образом смягчая изменение в чистом выходе.

Для трехфазного переменного тока двухполупериодный мостовой выпрямитель состоит из шести диодов.

Трехфазный мостовой выпрямитель для ветряной турбины Lakota (True North Power). Трехфазный мостовой выпрямитель для ветряной турбины.da: Diodebrokobling

de: Gleichrichterbrcke fr: диоды Pont de nl: Bruggelijkrichter pl: Mostek Graetza

Полнополупериодный мостовой выпрямитель

— принцип работы, преимущества и недостатки

В полноволновом мостовом выпрямителе вместо трансформатора с центральным отводом используется обычный трансформатор.Схема образует мост, соединяющий четыре диода D ₁ , D _2, D ₃ и D ₄ . Принципиальная схема полноволнового мостового выпрямителя показана ниже.

Состав:

Электропитание переменного тока, которое необходимо выпрямить, подается по диагонали к противоположным концам моста. Тогда как нагрузочный резистор R _L включен поперек оставшихся двух диагоналей противоположных концов моста.

Работа полноволнового мостового выпрямителя

При включении питания переменного тока на выводах AB вторичной обмотки трансформатора, который требует выпрямления, появляется переменное напряжение V _в . Во время положительного полупериода вторичного напряжения конец A становится положительным, а конец B становится отрицательным, как показано на рисунке ниже.

Диоды D ₁ и D ₃ смещены в прямом направлении, а диоды D ₂ и D ₄ имеют обратное смещение.Следовательно, диоды D ₁ и D ₃ проводят, а диоды D ₂ и D ₄ не проводят. Ток (i) протекает через диод D ₁ , нагрузочный резистор R _L (от M к L), диод D _3, и вторичную обмотку трансформатора. Форма сигнала двухполупериодного мостового выпрямителя показана ниже.

Во время отрицательного полупериода конец A становится отрицательным, а конец B положительным, как показано на рисунке ниже:

Из приведенной выше диаграммы видно, что диоды D ₂ и D ₄ находятся под прямым смещением, а диоды D ₁ и D ₃ имеют обратное смещение. Следовательно, диоды D ₂ и D ₄ проводят, а диоды D ₁ и D ₃ не проводят. Таким образом, ток (i) протекает через диод D ₂ , нагрузочный резистор R _L (от M к L), диод D _4, и вторичную обмотку трансформатора.

Ток протекает через нагрузочный резистор R _L в одном направлении (от M до L) в течение обоих полупериодов. Следовательно, на нагрузочном резисторе получается выходное напряжение постоянного тока V _out .

Пиковое обратное напряжение полноволнового мостового выпрямителя

Когда вторичное напряжение достигает максимального положительного значения и клемма A положительная, а клемма B отрицательная, как показано на схеме ниже.

В этот момент диоды D ₁ и D ₃ смещены в прямом направлении и проводят ток. Следовательно, клемма M достигает того же напряжения, что и A ‘или A, тогда как клемма L достигает того же напряжения, что и B’ или B. Следовательно, диод D ₂ и D ₄ смещены в обратном направлении, а пиковое значение инвертировано. напряжение на обоих из них составляет В _м .

Следовательно,

Преимущества полноволнового мостового выпрямителя

• Центральный ответвительный трансформатор исключен.
• Выходной сигнал в два раза больше, чем у двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом для того же вторичного напряжения.
• Пиковое обратное напряжение на каждом диоде составляет половину цепи центрального отвода диода.
  

Недостатки полноволнового мостового выпрямителя

• Требуется четыре диода.
• Схема не подходит, когда требуется выпрямить небольшое напряжение. Это связано с тем, что в этом случае два диода соединены последовательно и дают двойное падение напряжения из-за своего внутреннего сопротивления.

См. Также: полуволновой и полноволновой выпрямитель

Shahram Marivani — ПОЛНОВОЛНОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

ПОЛНОВОЛНОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Цель:

Целью этого эксперимента является изучение рабочих характеристик и характеристик двухполупериодных выпрямителей и источников питания постоянного тока, использующих стабилитрон в качестве устройства стабилизации напряжения. Будут изучены и измерены характеристики двухполупериодного выпрямителя, а также стабилитрона.

Введение:

Одно из важных применений диодов с P-N переходом — преобразование переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Можно использовать полуволновые выпрямители, но они крайне неэффективны при преобразовании мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Кроме того, они имеют высокое содержание гармоник, которые трудно отфильтровать и сгладить пульсации выпрямленного переменного тока.С другой стороны, двухполупериодный выпрямитель повышает эффективность преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока. Это также уменьшит содержание гармоник в выпрямленной форме волны и снизит требования к сглаживающему фильтру, необходимому для уменьшения пульсаций в выпрямленной форме волны. Типичная форма сигнала двухполупериодного выпрямителя показана на рисунке 1.

Рисунок 1 — Формы выходных сигналов двухполупериодного выпрямителя; темная линия — это отфильтрованный вывод, а более тонкая линия — нефильтрованный вывод.Стабилитроны

— это специальные диоды, предназначенные для поддержания фиксированного напряжения на нагрузке. Они предназначены для «пробоя» надежным и неразрушающим образом, когда они смещены в обратном направлении напряжением, превышающим напряжение пробоя. Типичная характеристика постоянного тока стабилитрона показана на рисунке 2. Перегиб в области обратного смещения на рисунке 2 — это «напряжение пробоя» стабилитрона. Однако это напряжение также известно как напряжение Зенера.

Рисунок 2 — Вольт-амперная характеристика кремниевого стабилитрона. Стабилитроны

имеют номинальное напряжение пробоя и максимальную мощность.Минимальное доступное напряжение стабилитрона составляет 2,7 В, тогда как номинальная мощность составляет 400 мВт и 1,3 Вт. Схема подключения стабилитрона в качестве базовой цепи стабилизации напряжения показана на рисунке 3.

Рисунок 3 — Подключение стабилитрона в качестве регулятора напряжения

Полный и стабилизированный источник питания может быть получен с помощью выпрямительных диодов для изменения мощности переменного тока на мощность постоянного тока. Выпрямленное напряжение фильтруется, чтобы уменьшить пульсации выпрямленного сигнала. Затем используется стабилитрон для регулирования напряжения до желаемого конечного значения.Простая блок-схема источника питания показана на рисунке 4.

На блок-схеме Рисунка 4 каждый отдельный блок описан более подробно ниже:

• Трансформатор: понижает напряжение сети переменного тока высокого напряжения до переменного тока низкого напряжения.
• Диодный выпрямитель: преобразует переменный ток в постоянный, но на выходе постоянного тока присутствует большая составляющая пульсаций.
• Фильтр: сглаживает постоянный ток от сильных колебаний и уменьшает составляющую пульсации.
• Регулятор напряжения: устраняет пульсации, устанавливая на выходе постоянного тока фиксированное напряжение.
• Нагрузка: это часть цепи, на которую подается питание постоянного тока для выполнения полезной работы.

Рисунок 4 — Простая блок-схема стабилизированного источника постоянного тока.

Лабораторные работы:

1. Измерение постоянной характеристики стабилитрона:
   1. Установите напряжение постоянного тока источника питания на 0 В.
   2. Подключите схему стабилитрона, как показано на рисунке 5.
   3. Изменяйте напряжение питания постоянного тока небольшими шагами.Используйте цифровой вольтметр, измерьте V _в , V _R и V _D , как показано на рисунке 5. Сведите данные измерений в таблицу.
   4. Для каждого шага вычислите постоянный ток через диод, который равен (В _R /2000).
   5. Поменяйте полярность источника питания постоянного тока на рис. 5. Повторите шаги измерения с 1.a до 1.d.
   
   Рисунок 5 — Схема подключения для измерения характеристики постоянного тока стабилитрона
2. Характеристика мостового выпрямителя:
   1. Подключите двухполупериодную схему выпрямителя, как показано на рисунке 6, на котором R _L = 1 кОм.Не подключайте конденсатор к нагрузке.
   2. Monitor V _o (см. Рисунок 6) на осциллографе. ЗАПРЕЩАЕТСЯ контролировать V _s и V _o на осциллографе одновременно. Измерьте пиковое входное и пиковое выходное напряжения. Захватите отображаемую форму волны. С помощью цифрового вольтметра измерьте напряжение постоянного тока на R _L .
   3. Подключите 47 мкФ к R _L . Наблюдайте за V _или на осциллографе и фиксируйте осциллограмму. Повторите измерение с конденсатором 10 мкФ.Сравните две формы выпрямленного сигнала, полученные с разными конденсаторами.
   4. Измените нагрузочный резистор на 10 кОм и 100 кОм и контролируйте выпрямленное напряжение на выходе. Прокомментируйте влияние сопротивления нагрузки на пульсации на выходе.

Рисунок 6 — Нефильтрованный двухполупериодный выпрямитель с мостовым соединением диодов
3. Характеристика двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом:
   1. Выполните необходимые измерения на трансформаторе с центральным ответвлением, чтобы определить, какой вывод является центральным ответвлением.
   2. Подключите двухполупериодную схему выпрямителя, как показано на рисунке 7, на котором R _L = 1 кОм. Не подключайте конденсатор к нагрузке.
   3. Контролируйте на осциллографе одновременно V _s и V _o (см. Рисунок 7). Измерьте пиковое входное и пиковое выходное напряжения. Захватите отображаемые формы сигналов. С помощью цифрового вольтметра измерьте напряжение постоянного тока на R _L .
   4. Подключите 47 мкФ к R _L . Наблюдайте за V _s и V _o на осциллографе и фиксируйте обе формы сигнала.

Рисунок 7 — Нефильтрованная двухполупериодная схема выпрямителя, использованная в эксперименте.
4. Регулируемый источник питания постоянного тока:
   1. Рассмотрим схему источника питания постоянного тока, показанную на рисунке 8. Используя ранее измеренные выпрямленные напряжения постоянного тока и стабилитрон, вычислите минимальное значение R _с , необходимое для защиты стабилитрона в условиях, когда нагрузка является разомкнутой цепью (это это наихудшее состояние). Стабилитрон рассчитан на 400 мВт, а минимальный ток стабилитрона составляет 5 мА.Обсудите результат с инструктором лаборатории, прежде чем использовать его в эксперименте.
   
   Рисунок 8 — Регулируемый источник питания постоянного тока
   2. Подключите схему, показанную на Рисунке 8, и используйте значение R _s , вычисленное в 4.a. Следите за напряжением на нагрузке с помощью осциллографа. Измерьте напряжение на R _L и напряжение на R _s . Рассчитайте ток, проходящий через стабилитрон.
   3. Отключите R _L и измерьте напряжение и ток на стабилитроне.

Результаты и обсуждения:

В дополнение к вопросам, указанным в лабораторной процедуре, выполните следующие действия и ответьте на них:

• Постройте вольт-амперную характеристику стабилитрона.
• Какое значение прямого сопротивления стабилитрона?
• Что такое напряжение стабилитрона?
Принципиальная схема выпрямителя

| Полуволна, полная волна, мост

В этой статье мы увидим все типы схем выпрямителя, такие как принципиальная схема полуволнового выпрямителя, принципиальная схема полнополупериодного выпрямителя и принципиальная схема мостового выпрямителя.

Выпрямитель — это электрическая или электронная схема, преобразующая переменный ток в постоянный. Как правило, простая схема выпрямителя состоит из диодов с PN переходом. Эти PN-переходные диоды позволяют току течь только в одном направлении.

Основная функция схемы выпрямителя состоит в том, чтобы принимать питание переменного тока в качестве входа и обеспечивать питание постоянного тока в качестве выхода. Также обратите внимание, что схема выпрямителя не может обеспечить на выходе чистый постоянный ток. В выходном постоянном токе всегда присутствуют компоненты переменного тока, известные как пульсации.Таким образом, цепь фильтра, состоящая из конденсатора или катушки индуктивности, всегда подключается к выходу схемы выпрямителя для устранения пульсаций.

Схема полуволнового выпрямителя

Здесь вы можете увидеть принципиальную схему и форму волны ввода-вывода полуволнового выпрямителя.

Здесь вы можете видеть, что схема однополупериодного выпрямителя состоит из одного PN переходного диода. Это позволяет ток только в течение одного полупериода переменного тока, который является положительным полупериодом. Во время отрицательного полупериода диод PN-переход будет блокировать ток.Таким образом, на выходе ток будет течь только в одном направлении, как в источнике питания постоянного тока.

Здесь вы можете увидеть три формы сигнала. Первый предназначен для входного источника переменного тока или первичной обмотки трансформатора. Второй — для вторичной обмотки трансформатора. По мере того, как трансформатор понижает напряжение, величина формы волны также уменьшается. Третий — для выхода схемы выпрямителя. На этом графике показаны только положительные полупериоды.

Основным недостатком однополупериодного выпрямителя является то, что он снижает выходное напряжение по сравнению с фактическим входным напряжением.Это происходит потому, что диод допускает только положительные полупериоды. Таким образом, среднее выходное напряжение будет составлять половину основного входного напряжения.

Читайте также:

Схема цепи полнополупериодного выпрямителя с центральным ответвлением

Здесь вы можете увидеть принципиальную схему и форму волны ввода-вывода полнополупериодного выпрямителя с центральным ответвлением трансформатора.

Здесь вы можете видеть, что для создания этой схемы выпрямителя используются два PN переходных диода. Верхний допускает только положительные полупериоды, а нижний допускает отрицательные полупериоды.Диоды подключены к нагрузке таким образом, что ток может течь в одном направлении только через нагрузку. Таким образом, нагрузка будет испытывать постоянное напряжение и постоянный ток. Этот понижающий трансформатор с центральным ответвлением сконструирован таким образом, что верхняя и нижняя части вторичной обмотки создают одинаковое напряжение.

Здесь также вы можете увидеть три формы сигнала. Первый предназначен для подачи питания переменного тока на трансформатор. Второй — для вторичной обмотки или выхода трансформатора.Третий — для выхода выпрямителя. Здесь вы можете видеть, что нет промежутка между положительными полупериодами, такими как форма волны полуволнового выпрямителя. Здесь отрицательные циклы также преобразуются в положительные. Итак, форма волны непрерывная.

Эта схема двухполупериодного выпрямителя также не может обеспечить чистый постоянный ток. Здесь также имеется рябь. Основным преимуществом этой схемы двухполупериодного выпрямителя является то, что она не снижает и не уменьшает выходное напряжение от входного напряжения, как схема полуволнового выпрямителя.Здесь также имеется недостаток, заключающийся в том, что требуется трансформатор с центральным ответвлением. Итак, конструкция пальто увеличивается.

Читайте также:

Схема двухполупериодного мостового выпрямителя

Здесь вы можете увидеть принципиальную схему и форму сигнала ввода-вывода мостового выпрямителя.

Здесь вы можете увидеть в общей сложности четыре PN переходных диода, которые используются для создания этой схемы выпрямителя. Четыре диода соединены таким образом, что образуется мостовая структура, имеющая четыре стороны для подключения входных и выходных клемм.

Здесь также есть три формы сигнала. Первый предназначен для входа трансформатора или первичной стороны, второй — для вторичной или выходной стороны трансформатора. А третий — для выхода выпрямителя. Форма выходного сигнала центрального отвода и мостового выпрямителя одинакова.

Схема двухполупериодного мостового выпрямителя имеет множество преимуществ перед другими. Мостовой выпрямитель имеет более высокий КПД, чем другие. Он не требует трансформатора с центральным ответвлением. Таким образом, стоимость проектирования также очень низкая.

Читайте также:

Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Цепи общего пользования с меткой «мост-выпрямитель» — CircuitLab

Теперь показаны схемы 1-15 из 15. Сортировать по недавно измененное имя

	Диодный двухполупериодный выпрямитель ПУБЛИЧНЫЙ Четыре диода («мостовой выпрямитель») плюс конденсатор могут использоваться для преобразования переменного тока в постоянный с проводимостью на протяжении большей части входного цикла питания. от CircuitLab | обновлено 7 июня 2017 г. переменный ток к постоянному току мост-выпрямитель диод постоянная времени
	Источник питания с стабилитроном ПУБЛИЧНЫЙ по Caremus | обновлено 2 октября 2016 г. мост-выпрямитель трансформатор стабилитрон
	Выпрямитель с ШИМ высокой мощностью ПУБЛИЧНЫЙ Простой проект для подачи высокого напряжения при сильном токе на нагрузку постоянного тока, управляемую с помощью ШИМ.В реальных приложениях нагрузка представляет собой 5 последовательно подключаемых светодиодов мощностью 100 Вт. от Габриэль Паука | обновлено 1 июня 2016 г. переменный ток к постоянному току мост-выпрямитель силовая электроника источник питания шим выпрямитель
	Трехфазный полноволновой выпрямитель ПУБЛИЧНЫЙ по Currentee | обновлено 25 сентября 2013 г. мост-выпрямитель полноволновой
	Полноволновой выпрямитель с трансформатором ПУБЛИЧНЫЙ автор: Sanityisboring | обновлено 26 февраля 2013 г. переменный ток к постоянному току мост-выпрямитель диод полноволновой трансформатор
	диодный мост ПУБЛИЧНЫЙ автор: chris_c | обновлено 24 февраля 2013 г. мост-выпрямитель диод
	Трехфазный шестипульсный выпрямитель ПУБЛИЧНЫЙ автор: tl | обновлено 10 декабря 2012 г. мост-выпрямитель силовая электроника
	аз 4-2-1 ПУБЛИЧНЫЙ автор: Араш | обновлено 2 ноября 2012 г. мост-выпрямитель диод
	IRF7319 ПУБЛИЧНЫЙ по FVS | обновлено 17 октября 2012 г. мост-выпрямитель irf7319 mosfet выпрямитель
	Rectificación de onda completeta ПУБЛИЧНЫЙ от нартуба | обновлено 30 августа 2012 г. мост-выпрямитель диод
	Несколько ступеней выпрямителя ПУБЛИЧНЫЙ Демонстрация влияния различной конфигурации фильтра DClink по наибу | обновлено 12 августа 2012 г. мост-выпрямитель выпрямитель
	240V_50Hz_LED лампа ПУБЛИЧНЫЙ Лампа изготовлена ​​из мертвого корпуса КЛЛ.Лампа уже установлена ​​и работает очень хорошо с яркостью, эквивалентной лампе накаливания 40 Вт. Энергопотребление почти ноль, так как счетчик энергии … по k.rajnikant | обновлено 27 мая 2012 г. мост-выпрямитель вел светодиодная матрица
	Компактный полноволновой сглаживающий диодный выпрямитель ПУБЛИЧНЫЙ Диодный мостовой выпрямитель превращает полный переменный ток в сглаженный постоянный ток при минимальном пространстве для рисования. автор: Mjb | обновлено 27 мая 2012 г. мост-выпрямитель компактный диод полноволновой
	Источник питания переменного тока (трансформатор и мостовой выпрямитель) ПУБЛИЧНЫЙ Источник переменного тока, трансформатор и мостовой выпрямитель (полный диодный мост) могут превратить «настенный» источник переменного тока в используемый источник постоянного тока для низковольтной электроники. от CircuitLab | обновлено 4 февраля 2012 г. переменный ток к постоянному току мост-выпрямитель источник питания трансформатор
	Источник питания переменного тока (трансформатор и мостовой выпрямитель) ПУБЛИЧНЫЙ по mrobbins | обновлено 4 февраля 2012 г. мост-выпрямитель трансформатор

ADALM2000 Диоды и диодные схемы

Цель:

Цель этого упражнения — исследовать текущую vs.вольт-амперные характеристики диода с PN переходом.

Подкатегории:

• 2a: Полупериодный выпрямитель
• 2б. Полноволновой выпрямитель
• 2с. Мостовой выпрямитель
• 2д. Цепь ограничителя / зажима
• 2e. Связь по переменному току и восстановление постоянного тока
• 2ф. Регулируемый аттенюатор
• 2г. Цепи абсолютного значения
• 2ч. Цепь удвоителя напряжения

Материалы:

• Модуль активного обучения ADALM2000
• Макетная плата без пайки
• Один резистор (1 кОм или любое аналогичное значение от 1 кОм до 5 кОм)
• Один малый сигнальный диод (1N914 или аналогичный)

Направление:

Текущий vs.Характеристики напряжения PN-переходного диода можно измерить с помощью платы ADALM2000 и следующих подключений. Синие прямоугольники указывают, где подключить плату ADALM2000. Установите на макетной плате выход W1 генератора сигналов, который прикреплен к одному концу резистора. Сюда также подключается вход осциллографа 2+. Другой конец резистора подключен к одному концу диода, как показано на рисунке 1. Вход осциллографа 2– и вход осциллографа 1+ подключены ко второму концу резистора.Другой конец диода соединен с землей вместе со входом осциллографа 1–.

Рисунок 1. Схема подключения для кривых I / V диодов.

Настройка оборудования:

Генератор сигналов должен быть настроен на треугольную волну 100 Гц с амплитудой 6 В и смещением 0 В. Дифференциальный вход Scope Channel 2 (2+, 2–) используется для измерения тока в резисторе (и диоде). Несимметричный вход Scope Channel 1 (1+) используется для измерения напряжения на диоде (вход 1– может быть заземлен).Осциллограф должен быть настроен с Каналом 1 на 500 мВ на деление и Каналом 2 также на 500 мВ на деление. Ток, протекающий через диод I _D , представляет собой напряжение, измеренное каналом 2, деленное на номинал резистора (в данном примере 1 кОм). Используйте режим отображения XY для построения графика зависимости напряжения на диоде (канал осциллографа 1) по оси x от тока в диоде (канал осциллографа 2) по оси y.

Рис. 2. Зависимость тока от напряжения, линейные шкалы.

Процедура:

Рисунок 3.Зависимость тока от напряжения (график в линейных масштабах). Рисунок 4. Зависимость тока от напряжения (график Excel в линейных масштабах).

Загрузите захваченные данные в программу для работы с электронными таблицами, такую ​​как Excel, и вычислите ток диода I _D . Постройте график зависимости тока от напряжения на диоде. Соотношение напряжения и тока на диоде логарифмическое. При нанесении на логарифмическую шкалу линия должна быть прямой, как показано на Рисунке 5.

Рисунок 5. Зависимость тока от напряжения в логарифмической шкале.

Вопросы:

Каково математическое выражение для тока диода I _D при напряжении на диоде V _D ?

Дальнейшее исследование характеристик диодов:

Измерьте характеристики диода, V _D при фиксированном I _D , нескольких диодов 1N914; в комплект аналоговых деталей ADALP2000 должно входить четыре, и вы могут попросить обменять их с товарищем по лаборатории, чтобы получить еще больше образцов.Вычислите среднее значение и коэффициент вариации (CV) ваших измерений (CV определяется как стандартное отклонение, деленное на среднее значение в процентах). Обсудите количество наблюдаемых вами отклонений, которые часто являются мерой того, что инженеры-полупроводники называют изменением процесса.

Заменить диоды 1N914 на светодиод (LED). В комплекте аналоговых деталей ADALP2000 должны быть красный, желтый, зеленый и инфракрасный светодиоды. Имеют ли светодиоды аналогичные математические выражения для тока диода I _D с учетом напряжения на диоде V _D как у 1N914? В чем они похожи и чем отличаются? Загораются ли красный, желтый и зеленый светодиоды при одинаковом прямом напряжении?

2а.Полуволновой выпрямитель

Объектив

Целью этого упражнения является исследование использования диода в качестве полуволнового выпрямителя.

Материалы

• Один резистор (4,7 кОм или аналогичное значение)
• Один малый сигнальный диод (1N914 или аналогичный)

Проезд

Установите макет с выходом генератора сигналов W1, прикрепленным к одному концу диода. Другой конец диода подключается к одному концу нагрузочного резистора, как показано на рисунке 6.Другой конец резистора заземлен. Несимметричный вход Scope Channel 2 (2+) также подключен к концу резистора, не связанному с землей (вход 2– может быть заземлен).

Рисунок 6. Схема подключения однополупериодного диодного выпрямителя.

Настройка оборудования

Генератор сигналов должен быть настроен на синусоидальную волну 100 Гц с амплитудой 6 В и смещением 0 В. Осциллографический канал 2 (2+) используется для измерения напряжения на нагрузочном резисторе R _L .Оба канала осциллографа должны быть установлены на 500 мВ на деление.

Рисунок 7. Схема макетной платы однополупериодного диодного выпрямителя.

Процедура

Постройте две формы сигнала с помощью функции осциллографа в инструменте Scopy.

Рис. 8. Форма волны полуволнового выпрямления.

Вопросы

Почему пиковое значение выпрямленного выхода меньше пикового значения переменного тока на входе и насколько? В какой точке входного сигнала выпрямленный сигнал становится положительным; то есть что-то кроме нуля? Что произойдет, если направление диода поменять местами? Повторите эксперимент с обратным направлением диода.

Дальнейшие исследования

Заменить диод 1N914 на светодиод. Вероятно, вам нужно увеличить амплитуду AWG1 до 10 В, чтобы приспособиться к более высокому прямому падению напряжения светодиода.

1. Как форма сигнала для выпрямленного выхода соотносится с вашими более ранними результатами с диодом 1N914? Насколько увеличивается падение напряжения прямого смещения?
2. Поэкспериментируйте с тремя различными формами сигналов, пока генератор сигналов остается установленным на 100 Гц, и обратите внимание на яркость светодиода.Обсудите свои наблюдения за формой и яркостью сигнала и свяжите эти наблюдения с измеренными эффективными значениями постоянного тока для каждой формы сигнала.
3. Уменьшите частоту генератора сигналов и поэкспериментируйте со значениями 0,2 Гц (один цикл каждые пять секунд). Обсудите поведение оптической силы светодиода для каждой из трех форм сигнала, когда частота генератора сигналов составляет 1 Гц или меньше.
4. С какой частотой мигающий светодиод перестает мигать и начинает светиться постоянной интенсивностью?

2б.Полноволновой выпрямитель

Объектив

Целью данной работы является исследование использования двух диодов в качестве двухполупериодного выпрямителя.

Материалы

• Один резистор (4,7 кОм или аналогичное значение)
• Два малых сигнальных диода (1N914 или аналогичный)

Проезд

Установите на макетной плате W1, присоединенный к одному концу первого диода, D1, и W2, к одному концу второго диода, D2.Оба диода должны смотреть в одном направлении. Другой конец каждого диода подключен к одному концу нагрузочного резистора, как показано на рисунке 9. Другой конец резистора подключен к земле. Несимметричный вход Scope Channel 2 (2+) подключен к стыку резистора и двух диодов.

Рисунок 9. Схема подключения двухполупериодного диодного выпрямителя.

Настройка оборудования

Первый генератор сигналов, W1, должен быть настроен на синусоидальную волну 100 Гц с амплитудой 6 В и смещением 0 В.Второй генератор AWG, W2, должен быть настроен также на синусоидальную волну 100 Гц с амплитудой 6 В и смещением 0 В, но с фазой, установленной на 180 °. Несимметричный вход Scope Channel 2 (2+) используется для измерения напряжения на нагрузочном резисторе. Оба канала осциллографа должны быть установлены на 500 мВ на деление.

Рисунок 10. Схема макетной платы двухполупериодного диодного выпрямителя.

Процедура

Постройте две формы сигнала с помощью осциллографа, поставляемого с инструментом Scopy. Если на входе переменного тока имеются фазы 0 ° и 180 °, то второй диод может заполнить недостающую полуволну на входе и сформировать двухполупериодный выпрямленный сигнал, как показано на рисунке 11.Опять же, прямое напряжение диодов очевидно, и форма выходного сигнала не достигает резкой точки при пересечении нуля из-за ненулевого напряжения включения диодов.

Рис. 11. Форма двухполупериодного выпрямленного сигнала.

Вопросы

Что произойдет, если направление диодов поменять местами? Повторите эксперимент с обратным направлением обоих диодов.

Что произойдет, если направление одного диода противоположно другому? Повторите эксперимент с обратным направлением одного диода (D1).

Как можно создать фазы 0 ° и 180 ° из одного источника (например, трансформатора)?

Дальнейшие исследования

Заменить D1 и D2 красными и зелеными светодиодами. Увеличьте амплитуду AWG1 до 10 В (чтобы приспособиться к более высокому напряжению включения светодиодов). Уменьшите частоту AWG1 до 5 Гц или меньше. Горят ли два светодиода одновременно?

1. Как форма сигнала для выпрямленного выхода соотносится с вашими предыдущими результатами с диодами 1N914? Насколько увеличивается падение напряжения прямого смещения?
2. Поэкспериментируйте с тремя различными формами сигналов, когда генератор сигналов установлен на 100 Гц, обратите внимание на яркость светодиодов.Обсудите свои наблюдения за формой и яркостью сигнала и свяжите эти наблюдения с измеренными эффективными значениями постоянного тока для каждой формы сигнала.
3. Уменьшите частоту генератора сигналов и поэкспериментируйте со значениями 0,2 Гц (один цикл каждые пять секунд). Обсудите поведение оптической силы светодиода для каждой из трех форм сигнала, когда частота генератора сигналов составляет 1 Гц или меньше.
4. С какой частотой мигающие светодиоды перестают мигать и начинают светиться с постоянной интенсивностью?

2с.Мостовой выпрямитель

Объектив

Целью данной работы является исследование использования четырех диодов в качестве мостового выпрямителя.

Материалы

• Один резистор (4,7 кОм или аналогичное значение)
• Четыре малых сигнальных диода (1N914 или аналогичный)

Проезд

Четыре диода могут быть организованы в виде моста для обеспечения двухполупериодного выпрямления от одной фазы переменного тока, как показано на рисунке 12.Однако также можно увидеть, что только вход переменного тока или нагрузка могут быть связаны с землей.

Рисунок 12. Схема подключения диодного моста выпрямителя.

Настройка оборудования

Генератор сигналов должен быть настроен на синусоидальную волну 100 Гц с амплитудой 6 В и смещением 0 В. Канал осциллографа 2 (2+, 2–) используется для измерения напряжения на нагрузочном резисторе RL. Оба канала осциллографа должны быть установлены на 500 мВ на деление.

Рисунок 13. Схема макетной платы диодного моста выпрямителя.

Процедура

Постройте две формы сигнала с помощью осциллографа, поставляемого с инструментом Scopy. Недостатком этой схемы является то, что теперь два диодных выпадения соединены последовательно с нагрузкой, и пиковое значение выпрямленного выхода меньше, чем входное напряжение переменного тока на 1,2 В, а не на 0,6 В в предыдущих схемах.

Рис. 14. Формы сигналов двухполупериодного мостового выпрямителя.

Вопросы

Как бы вы перенастроили эту схему, чтобы один конец нагрузочного резистора можно было подключить к земле, а не как показано на Рисунке 8 с заземленным одним концом источника переменного тока?

Дальнейшие исследования

Замените все четыре диода D1, D2, D3 и D4 красными и зелеными светодиодами.Увеличьте амплитуду AWG1 до 10 В (чтобы приспособиться к более высокому напряжению включения светодиодов). Уменьшите частоту AWG1 до 5 Гц или меньше. Горят ли два светодиода одновременно? Если да, то каких двух?

1. Как форма сигнала для выпрямленного выхода соотносится с вашими предыдущими результатами с диодами 1N914? Насколько увеличивается падение напряжения прямого смещения?
2. Поэкспериментируйте с тремя различными формами сигналов, когда генератор сигналов установлен на 100 Гц, обратите внимание на яркость светодиодов.Обсудите свои наблюдения за формой и яркостью сигнала и свяжите эти наблюдения с измеренными эффективными значениями постоянного тока для каждой формы сигнала.
3. Уменьшите частоту генератора сигналов и поэкспериментируйте со значениями 0,2 Гц (один цикл каждые пять секунд). Обсудите поведение оптической силы светодиода для каждой из трех форм сигнала, когда частота генератора сигналов составляет 1 Гц или меньше.
4. С какой частотой мигающие светодиоды перестают мигать и начинают светиться с постоянной интенсивностью?

2г.Цепь ограничителя / зажима

Объектив

Целью этого упражнения является исследование использования диода в качестве цепи ограничения амплитуды или фиксации.

Материалы

• Один резистор 10 кОм (или любого аналогичного номинала)
• Четыре малых сигнальных диода (1N914 или аналогичный)

Проезд

Установите на макетной плате выход генератора сигналов (W1), подключенный к одному концу резистора 10 кОм, как показано на рисунке 15.Один диод (D1) подключен между другим концом резистора 10 кОм и выходом второго функционального генератора. Второй диод D2 подключен между землей и верхом D1, как показано. Канал осциллографа 2 (2+) подключен к общему соединению резистора и двух диодов.

Рисунок 15. Схема подключения диодного зажима.

Настройка оборудования

Первый генератор сигналов должен быть настроен на синусоидальную волну 100 Гц с амплитудой 6 В и смещением 0 В.Второй генератор сигналов должен быть настроен для запуска с амплитудой 0 В и смещением 0 В. Смещение второго генератора будет изменяться, и будет наблюдаться влияние на выходной сигнал. Канал осциллографа 2 (2+) используется для измерения фиксированного / ограниченного напряжения и должен быть установлен на 500 мВ / дел.

Рисунок 16. Схема макетной платы диодных зажимов.

Процедура

Установив значение смещения постоянного тока генератора сигналов 2 на ноль, обратите внимание на минимальные и максимальные значения напряжения, видимые на канале осциллографа 2 (2+).Отрегулируйте смещение постоянного тока генератора 2 в диапазоне от –2 В до +2 В и соблюдайте минимальное и максимальное напряжение, видимое на осциллографе. Поменяйте направление обоих диодов, D1 и D2. Повторите развертку смещения постоянного тока и наблюдайте за минимальным и максимальным напряжениями, видимыми на осциллографе. Как сравнить два набора измерений?

Рис. 17. Осциллограммы диодных фиксаторов.

Вопросы

Что произойдет с пределами напряжения, если оба диода, D1 и D2, будут подключены ко второму выходу генератора?

2д.Связь по переменному току и восстановление постоянного тока

Объектив

Целью данной работы является исследование связи по переменному току и использование диода в качестве схемы восстановления постоянного тока. Многие сигналы содержат компонент постоянного тока. Часто этот постоянный ток необходимо удалить и, возможно, восстановить до другого уровня постоянного тока позже на пути прохождения сигнала.

Материалы

• Один конденсатор 1,0 мкФ (или любой другой аналогичный номинал)
• Один малый сигнальный диод (1N914 или аналогичный)

Проезд

Установите макетную плату с W1, прикрепленным к одному концу 1.Конденсатор 0 мкФ, как показано на рисунке 18. Диод (D1) подключен между другим концом конденсатора 1,0 мкФ и выходом второго генератора сигналов, W2. Несимметричный вход Scope Channel 2 (2+) подключен к общему соединению конденсатора и диода.

Рисунок 18. Схема подключения цепи восстановления постоянного тока.

Настройка оборудования

Первый генератор сигналов должен быть настроен для запуска синусоидальной волны 1 кГц с амплитудой 2 В и смещением 0 В.Смещение будет изменяться, и будет наблюдаться влияние на результат. Второй генератор сигналов должен быть настроен для запуска с амплитудой 0 В и смещением 0 В. Смещение будет изменяться, и будет наблюдаться влияние на результат. Канал осциллографа 2 (2+) используется для измерения напряжения и должен быть установлен на 500 мВ / дел.

Рисунок 19. Макетная схема восстановления постоянного тока.

Процедура

Постройте две формы сигнала с помощью осциллографа, поставляемого с инструментом Scopy.

Рисунок 20.Формы сигналов восстановления постоянного тока.

Заменить диод D1 в цепи резистором 10 кОм. Используя вкладку измерений на осциллографе, считайте и запишите положительные и отрицательные пиковые значения и среднее значение канала 2 (2+), поскольку смещение канала 1 генератора сигналов изменяется между –1 и +1 вольт. Теперь снова установите канал 1 генератора сигналов на прямоугольную волну со значением амплитуды 2 В. Как и раньше, считайте и запишите положительные и отрицательные пиковые значения и среднее значение, поскольку рабочий цикл прямоугольной волны изменяется от 10% до 90%.Теперь снимите резистор 10 кОм и верните диод D1 на место. Повторите те же измерения, регулируя смещение по постоянному току и рабочий цикл, которые были только что сняты с резистором. Как они сравниваются? Измените направление диода D1 и снова повторите те же измерения. Как они соотносятся с двумя предыдущими?

Вопросы

Что произошло, когда направление D1 было изменено на противоположное? Каков эффект установки различных значений постоянного тока для выхода генератора 2 (W2)?

2ф.Регулируемый аттенюатор

Объектив

Целью этого упражнения является создание, определение характеристик и анализ переменного аттенюатора малых сигналов с использованием диода.

Материалы

• Один резистор 2,2 кОм
• Один резистор 4,7 кОм
• Один резистор 10 кОм
• Один переменный резистор 5 кОм, потенциометр
• Два конденсатора по 0,1 мкФ
• Один малый сигнальный диод (1N914 или аналогичный)

Проезд

Установите на макетной плате первый генератор сигналов, прикрепленный к одному концу 0.Конденсатор 1 мкФ, как показано на рисунке 22. Резистор R1 подключен между вторым концом C1 и переходом D1, R2 и C2. Другой конец D1 подключен к земле. Второй конец резистора R2 подключен к дворнику потенциометра R3. Концы R3 подключены к земле и Vp (5 В) соответственно. Осциллограф канала 2 (2+) подключен к общему соединению конденсатора C2 и нагрузочного резистора R4.

Рисунок 21. Схема подключения переменного аттенюатора.

Настройка оборудования

Генератор сигналов W1 должен быть настроен для синусоидальной волны 10 кГц с амплитудой 200 мВ (или меньше) и смещением, установленным на 0.Установите Scope Channel 1+ на 100 мВ на деление, а Scope Channel 2+, подключенный к R4, на 100 мВ на деление. Установите вкладку измерений для отображения полного размаха канала Ch2 и полного размаха канала Ch3.

Рисунок 22. Схема макетной платы переменного аттенюатора.

Процедура

Постройте две формы сигнала с помощью осциллографа, поставляемого с инструментом Scopy.

Рисунок 23. Осциллограммы переменного аттенюатора.

Назначение C1 (и C2) — блокировать постоянный ток от входных и выходных цепей, чтобы не влиять на рабочую точку диода.Аттенюатор использует тот факт, что сопротивление слабого сигнала диода rD является функцией постоянного тока, протекающего в диоде I _D . См. Уравнение 1.

Где:

n — масштабный коэффициент площади (размера) диода

V _T — тепловое напряжение

I _D — ток диода

k постоянная Больцмана

q — заряд электрона

T — абсолютная температура

В схеме установлен делитель напряжения между R1 и сопротивлением D1.Ток в D1 изменяется путем изменения тока в R2. Когда ток в D1 мал, r _D велик и доля входного сигнала, видимого на выходе, велика. По мере увеличения тока в D1 его сопротивление уменьшается, и доля входа, видимого на выходе, уменьшается.

Вопросы

Какой максимальный уровень входного сигнала можно использовать без искажения выходного сигнала? Какой параметр схемы определяет верхнюю границу входного сигнала?

2г.Цепи абсолютного значения

Объектив

Целью этого упражнения является исследование цепей абсолютных значений. Выпрямители или схемы абсолютных значений часто используются в качестве детекторов для преобразования амплитуд сигналов переменного тока в значения постоянного тока, чтобы их было легче измерить. Для этого типа схемы сигнал переменного тока сначала фильтруется по верхним частотам, чтобы удалить любые составляющие постоянного тока, затем выпрямляется и, возможно, фильтруется по нижним частотам. Как мы видели в простых выпрямительных схемах, построенных на диодах, схема плохо реагирует на сигналы с величиной меньше диодного падения. (0.6 В для кремниевых диодов). Это ограничивает их использование в конструкциях, где необходимо измерять малые амплитуды. Для схем, в которых требуется высокая степень точности, операционные усилители могут использоваться в сочетании с диодами для создания прецизионных выпрямителей.

Материалы

• Один двойной операционный усилитель (например, ADTL082 или аналогичный)
• Пять резисторов 10 кОм
• Два малых сигнальных диода (1N914 или аналогичный)
• Два развязывающих конденсатора по 4,7 мкФ

Проезд

Схема инвертирующего операционного усилителя может быть преобразована в идеальный (линейной точности) однополупериодный выпрямитель путем добавления двух диодов, как показано на рисунке 24.Для отрицательной половины входного диода D1 смещен в обратном направлении, а диод D2 смещен в прямом направлении, и схема работает как обычный инвертор с коэффициентом усиления -1. Для положительной половины входа диод D1 смещен в прямом направлении, замыкая обратную связь вокруг усилителя. Диод D2 смещен в обратном направлении, отключая выход от усилителя. Выход будет иметь виртуальный потенциал земли (–входная клемма) через резистор 10 кОм.

Рисунок 24. Схема подключения прецизионного полуволнового выпрямителя.Рисунок 25. Макетная схема прецизионного однополупериодного выпрямителя.

Процедура

Пик выпрямленного выхода, как показано на рисунке 26, теперь равен пиковому значению входа. Также есть резкий переход, когда вход пересекает ноль. Экспериментатор должен исследовать формы сигналов в различных точках схемы, чтобы объяснить, почему эта схема работает лучше, чем простой диодный полуволновой выпрямитель.

Рис. 26. Формы сигналов прецизионного однополупериодного выпрямителя.

Проезд

Схема, показанная на рисунке 27, представляет собой схему абсолютного значения, часто называемую прецизионным двухполупериодным выпрямителем. Он должен работать как двухполупериодная выпрямительная схема, построенная на идеальных диодах (напряжение на диоде при прямой проводимости равно 0 В). Фактические диоды, используемые в схеме, будут иметь прямое напряжение около 0,6 В.

Рисунок 27. Схема подключения цепи абсолютного значения.

Рисунок 28. Абсолютная макетная схема.

Процедура

Для этого лабораторного упражнения вам необходимо:

1. Изучите схему и определите, как она работает. Существует очень фундаментальная концепция, которая должна помочь понять, как работает эта схема. Учитывая, что операционный усилитель настроен на отрицательную обратную связь, инвертирующие и неинвертирующие входные клеммы будут пытаться достичь одного и того же уровня напряжения, что часто называется виртуальным коротким замыканием.
2. Запланируйте несколько тестов, чтобы убедиться, что эта схема действительно является схемой абсолютного значения.Выполните эти тесты, полностью документируя все тесты и результаты.
3. Сделайте входное напряжение синусоидой с амплитудой 6 В на частоте 1 кГц. Тщательно измерьте и запишите напряжения на всех узлах цепи.

Рисунок 29. Осциллограммы абсолютного значения.

Вопросы

Сообщайте о своих экспериментах, полностью документируя все тесты и результаты.

2ч. Цепь удвоителя напряжения

Удвоители напряжения

очень полезны в ситуациях, когда ток нагрузки относительно невелик, а необходимое постоянное напряжение выше, чем то, которое доступно от источника питания системы.

Рисунок 30. Схема подключения удвоителя напряжения.

Принцип работы этой схемы не такой простой, как схемы диодного выпрямителя, которые мы исследовали ранее. Чтобы понять эту схему, нам нужно посмотреть на нее во время последовательных полупериодов переменного тока на входе от W1. Мы начнем с предположения идеальных компонентов и того, что C1 = C2.

1. Во время первого отрицательного полупериода D1 будет смещен в прямом направлении и будет удерживать правый конец C1 при падении на один диод ниже земли.Следовательно, C1 будет заряжаться до напряжения, почти равного пиковому напряжению (v _PEAK ) на входе переменного тока, при этом его левый конец будет отрицательным по отношению к земле.
2. В течение следующего положительного полупериода D1 будет иметь обратное смещение и не будет проводить ток. Напряжение на C1 будет добавлено к входному переменному напряжению, поэтому на левом конце D2 появится напряжение примерно 2 В _PEAK . Поскольку C2 еще не заряжен, это приведет к прямому смещению D2 и позволит приложить напряжение с правого конца C1 к верхней части C2.C2 будет заряжаться по мере разряда C1, пока два конденсатора не перестанут иметь прямое смещение D2. Для первого положительного полупериода напряжение на C2 будет равно _{V PEAK} , а C1 будет полностью разряжен, так что все напряжение на левом конце D2 будет поступать от входа переменного тока.
3. В следующем отрицательном полупериоде C1 снова заряжается до V _PEAK через D1. Если нет нагрузки для разряда C2, его выход останется на + V _PEAK .
4. Во втором положительном полупериоде C2 все еще заряжен до + V _PEAK , в то время как напряжение на левом конце D2 снова равно +2 V _PEAK .Опять же, C1 передает часть своего заряда на C2, но на этот раз они останавливаются, когда C2 заряжается до напряжения +1,5 В _PEAK .
5. Это действие продолжается цикл за циклом, при этом C1 полностью перезаряжается до V _PEAK в каждом отрицательном полупериоде, а затем заряжается C2 до напряжения, посередине между его начальным напряжением и +2 V _PEAK . C2 никогда не будет достаточно заряжен до +2 В _PEAK , но будет очень близко.

При неидеальных компонентах имеется небольшой (0.6) падение напряжения на каждом диоде при прямом смещении. Это снизит максимальное выходное напряжение без нагрузки удвоителя. Любая нагрузка в этой цепи, такая как RL, всегда будет потреблять ток от C2, таким образом, до некоторой степени разряжая этот конденсатор. В каждом положительном полупериоде C1 будет перезаряжать C2 от напряжения, которое он имел в начале полупериода на полпути, до +2 В _PEAK . Пульсации на выходе будут больше, а среднее значение постоянного тока будет ниже.

Обратите внимание, что выходная токовая нагрузка этой схемы составляет лишь половину от текущей выпрямительной схемы.Любой дополнительный ток нагрузки, снимаемый с удвоителя напряжения, просто приведет к более быстрой разрядке C2, что снизит выходное напряжение. Никогда невозможно получить от удвоителя напряжения больше мощности, чем уходит в него.

Зарядка и перезарядка C2 могут быть выполнены быстрее, если C1 сделать больше, чем C2. Например, если C1 = 10 мкФ и C2 = 1 мкФ, C1 может передавать гораздо больше заряда на C2 за каждый положительный полупериод, и напряжение на C2 будет увеличиваться намного быстрее, чем напряжение на C1 будет уменьшаться.Конечно, это также означает, что емкость выходного тока еще более ограничена, поскольку C2 будет быстро разряжаться, а также быстро заряжаться.

Рисунок 31. Макетная схема удвоителя напряжения.

Процедура

Постройте две формы сигнала с помощью осциллографа, поставляемого с инструментом Scopy.

Рис. 32. Формы сигналов удвоителя напряжения.

Вопросы

Схема на рисунке 30 создает положительное выходное напряжение постоянного тока. Как его можно перенастроить на отрицательное выходное напряжение? Постройте инвертор напряжения и повторите эксперимент / моделирование.

Вы можете найти ответ в блоге StudentZone.

Схема мостового выпрямителя

— работа, типы, характеристики и применение

Мостовой выпрямитель

— важный электрический компонент, который используется в блоках питания. Он используется как преобразователь переменного тока в постоянный. Оставайтесь и идите дальше, чтобы узнать все о схеме мостового выпрямителя, ее типах, принципах работы, характеристиках, областях применения и преимуществах.

Что такое мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель является неотъемлемой частью всех электронных устройств, которые используют постоянный ток для работы.Многие компоненты используют постоянный ток, поскольку они требуют постоянного напряжения и, следовательно, преобразование переменного тока в постоянный имеет важное значение.

Схема мостового выпрямителя — это компонент, который помогает преобразовывать питание переменного тока в постоянный. Они могут быть легко сконструированы с использованием одного или нескольких диодов, которые являются неуправляемыми и однонаправленными, или других управляемых полупроводниковых переключателей.

Рис. 1 — Введение в мостовой выпрямитель

Существует много типов мостовых выпрямителей. Но тот, который вам понадобится, будет определяться требованиями к нагрузке.При выборе мостового выпрямителя для источника питания необходимо учитывать несколько моментов.

Несколько необходимых факторов, которые следует учитывать, — это номинальные характеристики компонента, напряжение пробоя, технические характеристики, диапазон температур, номинальный ток в прямом направлении, номинальный ток в переходных процессах, требования к установке и т. Д. Принимая во внимание все это, а также требования к нагрузке, вы можно выбрать соответствующую схему мостового выпрямителя.

Рис. 2 — Плата источника питания мостового выпрямителя

Типы мостовых выпрямителей

Мостовые выпрямители можно классифицировать на основе таких факторов, как конфигурация схемы, возможности управления и типы источника питания.Проследите указатели ниже и узнайте все о типах мостовых выпрямителей, так как некоторые из них перечислены ниже и кратко описаны:

• Однофазные и трехфазные мостовые выпрямители
• Неуправляемые мостовые выпрямители
• Управляемые мостовые выпрямители

1. Однофазный и трехфазный мостовой выпрямитель

Тип источника питания, который может быть однофазным или трехфазным, определяет выпрямители. В однофазных выпрямителях есть четыре диода, которые используются для преобразования переменного тока в постоянный.Но с другой стороны, трехфазные выпрямители используют шесть диодов для той же цели, а компоненты, используемые в конструкции моста, определяют, будет ли ваша схема мостового выпрямителя управляемой или неуправляемой. Некоторые компоненты схем, которые могут определить это, — это диоды, тиристоры и т. Д.

Рис. 3 — Схема однофазного и трехфазного мостового выпрямителя

2. Неуправляемые мостовые выпрямители

Это мостовой выпрямитель который в основном используется для исправления входных сигналов.Он использует диоды для исправления входа. Диод, несомненно, является однонаправленным устройством и, следовательно, пропускает ток только с одного направления. Конфигурация диодов в этом выпрямителе такова, что мощность не может изменяться при изменении требований к нагрузке. Следовательно, благодаря этой особенности, неуправляемые мостовые выпрямители всегда используются в стабильных или постоянных источниках питания.

3. Управляемые мостовые выпрямители

Это тип выпрямителя, в котором неуправляемые диоды не используются в качестве компонентов устройства; контролируемые твердотельные устройства, такие как MOSFET, SCR (кремниевый управляемый выпрямитель или просто тиристоры), IGBT и т. д.используются. Следовательно, выходная мощность, достигаемая с помощью этого выпрямителя, различается при разных напряжениях. Эта особенность управляемых мостовых выпрямителей сделала их полезными во многих секторах.

Рис. 4 — Схема управляемого и неуправляемого мостового выпрямителя

Можно соответствующим образом изменить выходную мощность нагрузки. При срабатывании различных моментов устройств происходит изменение выходной мощности. Это основная категория мостовых выпрямителей, которые получили все свои функции только благодаря модификации компонентов.

Как работает мостовой выпрямитель

Однофазный выпрямитель имеет четыре диода D _1, D ₂ , D _3, D ₄ , и соединение осуществляется через нагрузку R _L , как показано на рис. 5. Четыре диода соединены таким образом, что только два диода проводят ток в течение каждого полупериода. Ток нагрузки такой же, а входной переменный ток меняется на постоянный с помощью этой схемы.

Полученный выходной сигнал пульсирует, и для сохранения чистоты постоянного тока требуется конденсатор.Принцип работы почти всех выпрямителей одинаков, но в случае выпрямителей с управляемым мостом за срабатывание отвечают тиристоры; так что ток подается на нагрузку.

Рис. 5 — Конструкция мостового выпрямителя

Сигнал переменного тока подается на схему. Во время положительного полупериода диоды D1, D3 смещаются в прямом направлении, а D2, D4 — в обратном. Это также показывает, что клемма A становится положительной, а клемма B становится отрицательной.Аналогичным образом клемма B становится положительной, а клемма A становится отрицательной в течение отрицательного полупериода. В этом случае диоды D2, D4 смещены в прямом направлении, а диоды D1, D3 — в обратном. Ток нагрузки остается неизменным как в положительном, так и в отрицательном полупериоде.

Рис. 6 — Формы входных и выходных сигналов

Характеристики мостового выпрямителя

К основным характеристикам относятся:

Коэффициент пульсаций

Коэффициент пульсаций — это мера плавности выходного сигнала постоянного тока.Выходной сигнал постоянного тока с меньшим количеством пульсаций известен как плавный сигнал постоянного тока, тогда как выходной сигнал с большими колебаниями известен как верхний пульсирующий сигнал постоянного тока.

КПД

КПД выпрямителя представлен как отношение выходной мощности постоянного тока к приложенному переменному току в качестве входной мощности.

Применения мостовых выпрямителей

Применения включают:

• Они используются для модуляции радиосигналов.
• Широко используется для преобразования переменного напряжения в низкое значение постоянного тока.
• Применяются также в электросварке.
• В основном используется в блоках питания.

Преимущества мостовых выпрямителей

К преимуществам относятся:

• Эффективность мостового выпрямителя несомненно на высоте. Его КПД выше, чем у полуволнового выпрямителя, и он равен двухполупериодному выпрямителю. Выходной сигнал постоянного тока оказался более гладким по сравнению с выходным сигналом однополупериодного выпрямителя.
• Понижающий трансформатор не требуется.
• Сигнал на выходе непрерывный.
• Низкий фильтр необходим для использования в автомобиле.

Недостатки мостового выпрямителя

Недостатком мостового выпрямителя может быть его сложная конструкция. Прежде всего, еще один момент, который может быть включен в этот недостаток, — это потеря мощности, вызванная использованием большего количества диодов.

• Если использовать больше диодов, то стоимость изготовления может значительно возрасти.